專利名稱：基于交叉孔預制鋼筋砼模板的剪力墻結構建筑及建造方法
技術領域：
本發明屬于建筑物及其建造技術領域，尤其涉及采用免拆除的內有交叉孔的預制 鋼筋砼模板而形成的現澆鋼筋砼剪力墻結構建筑及其建造方法。
背景技術：
傳統現澆鋼筋砼剪力墻結構需要在現場綁扎鋼筋，支模板、拆模板，現場用工多， 施工工期長。預制鋼筋砼剪力墻結構，把構件生產工廠化，縮短了現場施工周期。但為了解 決預制構件之間整體連接問題和預制構件之間接縫處滲水等問題等相對工程造價較高。申請號200710063862. 9公開了 “一種預制空芯承重墻板建筑結構體系及施工方 法”，該體系采用了設置有單向間隔的貫通空心孔(傳統空心板)的內外墻承重板。這種體 系中板與板之間連接薄弱，只適合建造多層房屋而不適合建造高層房屋。
發明內容
本發明目的在于彌補上述結構體系的缺點和不足之處提出一種基于交叉孔預制 鋼筋砼模板的剪力墻結構及其建造方法，特別改進了傳統鋼筋砼現澆剪力墻結構和施工方 法，本發明具有加工簡單、生產設備投資少、減少施工工序、加快施工速度及節省人工等優
點ο本發明提出的一種基于交叉孔預制鋼筋砼模板的剪力墻結構建筑，該建筑將免拆 除的墻體模板、L形柱模板、T形柱模板、矩形柱模板、十字形柱模板、連梁模板和樓(屋)蓋 模板相互連接構成多面體空間模板體系；其特征在于，所述墻體模板、L形柱模板、T形柱模 板、矩形柱模板、十字形柱模板、連梁模板和樓(屋)蓋模板均為交叉孔預制鋼筋砼板，該鋼 筋砼預制板內開有與表面平行的縱向貫穿孔洞和橫向貫穿孔洞，使所述的多面體空間模板 體系的內部形成四通八達的空心孔道，在該空心孔道之中穿插鋼筋和填充砼形成現澆砼剪 力墻結構的一層建筑單元或單層建筑；多層建筑單元搭接組合構成現澆砼剪力墻結構的多 層或高層建筑。本發明還提出采用上述剪力墻結構建筑的建造方法，其特征在于，包括以下步 驟1)將預制好的交叉孔預制鋼筋砼的墻體模板、L形柱模板、T形柱模板、矩形柱模 板、十字形柱模板、連梁模板和樓(屋)蓋模板運送到現場；2)在現場將柱模板和墻模板垂直樹立放置，下端固定在基礎上；3)將連梁模板安放在有門、窗洞口處的墻模板上；4)將水平放置的樓(屋)蓋模板安放在墻體模板、柱模板和連梁模板的上方，形成 由模板組成的內部形成四通八達的空心孔道的多面體空間模板體系；5)在相互連通的柱、墻、連梁模板空心孔洞內穿插附加鋼筋；6)向所述多面體空間模板體系中四通八達的空心孔洞內澆注砼，待砼填充完成， 形成現澆砼剪力墻結構的一層整體建筑單元或單層建筑。
該方法還包括7)多次重復1)至6)，將當前層的墻體模板和柱模板固定在下層整體建筑單元上 形成多層或高層的現澆鋼筋砼剪力墻結構建筑。本發明的特點及其效果1.利用現有技術即可在工廠內大批量預制交叉孔鋼筋砼模板，形成產業化；由于 模板由工廠生產，施工質量和板面平整度易保證；預制交叉孔鋼筋砼模板可制作成較小的 單元板塊且有交叉孔洞，相對于傳統預制砼墻板重量輕，不需大型起重機，方便吊裝；便于 長途運輸。2.由于受力構件80%的鋼筋在工廠加工制作模板時已安放在交叉孔鋼筋砼模板 內，大大減少了在施工現場綁扎鋼筋的工作量。減少施工現場模板支撐的工作量和施工難 度。.降底工人的勞動強度。并可實現每層房屋墻體模板和樓(屋)面模板一次支撐完畢， 加快施工速度。免拆除預制交叉孔鋼筋砼模板是受力構件的一部分可節省模板拆除工序。3.與一般鋼筋砼預制構件形成的剪力墻結構相比，房屋整體性易保障，相鄰構件 之間的鋼筋連接構造可靠。預制交叉孔鋼筋砼模板空心孔洞交叉相連，模板之間留出空隙， 可以很方便地檢查現澆砼密實度。樓層之間現澆砼連接緊密，可避免雨水滲漏。預制交叉 孔鋼筋砼樓(屋)面模板內可以再穿插鋼筋，形成雙向板配筋且增強了樓蓋的整體性。4.預制交叉孔鋼筋砼模板本身有強度，待本層現澆砼填充到空心孔洞之后，可馬 上進行上一層結構施工，不必等待新澆注砼凝固結硬。本發明與已公開的200710063862. 9專利申請的區別在于本發明采用的是免拆 除的內有交叉孔的預制鋼筋砼模板，模板內有兩個或三個方向的交叉孔洞，區別于上述專 利中內外墻板內僅有一個方向上下貫通孔洞(傳統空心板)；本發明還將交叉孔洞全部填 充砼，區別于上述專利中內外墻板內貫通孔洞不完全填充砼。本發明還將在交叉孔洞內縱 橫兩個方向穿插附加鋼筋，增強房屋整體性，而上述專利墻板之間連接薄弱。
圖Ia為本發明的一個基于交叉孔預制鋼筋砼模板的剪力墻結構建筑實施例示意 圖；圖Ib為圖Ia的1-1剖面圖，顯示墻、柱、樓(屋)蓋模板平面布置關系。圖加為本發明實施例中的墻體模板示意圖；圖2b為本實施例中的墻體模板內鋼筋籠示意圖；圖2c為本實施例中的樓(屋)蓋模板示意圖。圖3a是制作實施例中墻體、樓(屋)蓋模板用的模具示意圖(一)；圖北是制作實施例中墻體、樓(屋)蓋模板用的模具示意圖(二)。圖4為本實施例中基于交叉孔預制鋼筋砼模板組成的多面體空間三維立體示意 圖。圖fe是本實施例中的L形柱模板示意圖；圖恥是本實施例中的L形柱模板內鋼筋籠示意圖。圖6a是本實施例中的十字形柱模板示意圖；圖6b是本實施例中的十字形柱模板內鋼筋籠示意圖。
圖7a是本發明實施例中的連梁模板示意圖；圖7b是本實施例中的連梁模板內鋼筋籠示意圖；圖7c是本實施例中的連梁模板A-A剖示圖。圖fe是本發明實施例中的T形柱模板示意圖；圖8b是本實施例中的T形柱模板內鋼筋籠示意圖。圖9為本發明的L形柱模板與墻體模板連接實施例橫向剖示圖。圖10為本發明的T形柱模板與墻體模板連接實施例橫向剖示圖。圖11為本發明的墻體模板與樓蓋模板連接實施例縱向剖示圖。
具體實施例方式本發明提出的采用免拆除的內有交叉孔的預制鋼筋砼模板形成的現澆砼剪力墻 結構建筑，結合附圖及實施例詳細說明如下本發明的實施例總體結構如圖la、圖Ib所示，本實施例為采用剪力墻結構的一棟 8層建筑。所述的建筑包括墻體模板1、L形柱模板2、T形柱模板3、十字形柱模板4、連梁 模板5、樓(屋)蓋模板6、和將所述各模板相互結合成一個整體的砼(圖中未示出)。各模 板搭接在一起形成多面體空間模板體系，各模板均為交叉孔預制鋼筋砼板，該鋼筋砼預制 板內開有與表面平行的縱向貫穿孔洞，和橫向貫穿孔洞(各孔洞的尺寸及間距均可保證縱 橫孔洞貫通)，使所述的多面體空間模板體系的內部形成四通八達的空心孔道，在該空心孔 道之中穿插鋼筋和填充砼(圖中未示出)形成一層整體建筑單元。本實施例由10個建筑單元水平組合構成一層整體建筑單元(圖lb)，各層整體建 筑單元依次向上疊合構成8層采用免拆除的內有交叉孔的預制鋼筋砼模板形成的現澆砼 剪力墻結構建筑(圖la)，上層整體建筑單元的墻體固定在下層建筑單元的墻體上；底層建 筑單元墻體下端固定在基礎13上。頂層建筑單元的墻體與屋頂的屋面板相連。本實施例的墻體模板、樓(屋)蓋模板采用鋼筋砼預制平板，其結構如圖加所示， 在該鋼筋砼預制平板21的平面內開有一排縱向貫穿孔洞22，和一排橫向貫穿孔洞23 ；設置 在該鋼筋砼預制板21內的鋼筋籠沈，該鋼筋籠沈由多根排列的縱向鋼筋261及將鋼筋固 連成一整體的多個橫向箍筋262組成，如圖2b所示；還包括設置在該鋼筋砼預制板21四周 側面的凹槽對，設置在該鋼筋砼預制板一側邊的安裝吊環25 ；所述縱向貫穿孔洞的直徑范 圍為60mm至300mm之間(一般情況下，取板厚尺寸減60mm。例如，板厚200mm時，縱向貫穿 孔洞直徑為140mm)。該橫向貫穿孔洞的直徑范圍為40mm至^Omm (—般情況下，取縱向貫 穿孔洞的直徑尺寸減20mm)。該預制板一般用作墻體模板。墻體模板的高度為2500mm至 5000mm ( 一般情況下，取建筑物層高減樓(屋)蓋尺寸的厚度)。若在該鋼筋砼預制板的一表面上垂直開設多排板面孔洞27 (僅在模板上表面開 孔，不貫穿板底)，如圖2c所示，則該預制板用作樓(屋)蓋模板。樓(屋)蓋模板的厚度 為90mm至250mm ( —般情況下需根據跨度和荷載大小確定)。本實施例中的L形墻體模板結構實施例如圖fe和圖恥所示，包括預制鋼筋砼L 形柱模板51，設置在模板內的豎向貫穿孔洞52，模板內的水平貫通孔洞53，L形柱墻體模板 四邊(左側、前面、上表面、下表面)的凹槽M，用于施工安裝時的模板吊環55，以及設置在 L形柱墻體模板內的由縱向鋼筋561和內橫向配箍筋562組成的鋼筋籠56。
本實施例中的十字形柱模板實施例結構如圖6a和圖6b所示，包括十字形柱預制 鋼筋砼模板61，設置在該模板內的豎向貫穿孔洞62，模板內的水平貫通孔洞63，十字形柱 模板六邊(左側、右側、前面、后面、上表面、下表面)的凹槽64，用于施工安裝時的模板吊環 65，以及設置在該柱模板內的由縱向鋼筋661和橫向配箍筋662 (十字形箍筋)組成的鋼筋 籠66。本實施例中的連梁模板結構如圖7所示，該模板采用鋼筋砼預制連梁，在該連梁 模板71內開有豎向貫通孔洞72和水平貫通孔洞73，如圖7c所示；設置在連梁模板三面的 凹槽74，如圖7a所示；設置在連梁模板內的鋼筋籠76，該鋼筋籠76由多根縱向鋼筋761和 將縱筋761固連成一整體的多個橫向箍筋762組成，如圖7b所示。箍筋762 —端露出，可 以用作安裝吊環。連梁模板的長度一般約為門窗洞口尺寸加600mm，連梁模板的高度為門窗 洞口上皮至樓板下皮尺寸，連梁模板的厚度與墻厚相同。本實施例中的T形柱免拆除的內有交叉孔的預制鋼筋砼模板，如圖8a所示，該模 板采用橫截面為T形的鋼筋砼預制板81，該模板內開有豎向貫穿孔洞82，模板內水平開有 貫通孔洞83，T形柱模板五邊(左側、右側、前面、上表面、下表面)均有凹槽84，在上表面 設置有用于施工安裝時的模板吊環85，在柱模板內設置有鋼筋籠86，該鋼筋籠86由多根縱 向鋼筋861、多個橫向箍筋862 (T形箍筋)組成，如圖8b所示。T形柱模板的豎向高度約為 MOOmm至5000mm(—般為建筑物的層高)，T形柱模板每一邊的厚度約為140mm至360mm( — 般與墻模板厚度相同)。本實施例的柱模板、連梁模板內的開孔直徑同墻模板。L形柱模板、T形柱模板、十字形柱模板各豎向斷面的厚度及高度與墻模板相同。連梁模板的寬度與墻模板的厚度相同，連梁模板的高度從門窗洞口上皮至樓 (屋)蓋下皮。本實施例的建造方法，包括以下步驟1)將預制好的交叉孔預制鋼筋砼的墻體模板、L形柱模板、T形柱模板、矩形柱模 板、十字形柱模板、連梁模板和樓(屋)蓋模板運送到現場；各模板的預制方法基本相同，現以墻體模板的制作為例，如圖3所示，包括以下步 驟1-1)在預制板生產場地上，按照建筑的尺寸要求，采用一塊平板底模鋼板31，兩 個幫模鋼條32，兩個頂模鋼條33，多根長向預留孔鋼管34及多根短向預留孔鋼管35作為 模具部件，如圖3所示；其中，該幫模32和頂模33均為兩邊帶有外緣的U型條鋼，且在底面 上開有一排與底面垂直的通孔洞321 (所述孔洞的直徑范圍為40mm至^Omm) ,331(所述孔 洞的直徑范圍為60mm至300mm)(圖3a)，該長向鋼管34的管壁上開一排與管壁垂直的貫穿 孔洞341，該長向鋼管34的直徑與頂模33上開的孔洞331的直徑相同，長向鋼管34上開的 貫穿孔洞341的直徑與幫模32上開的孔洞321的直徑相同；該短向預留孔鋼管35的直徑 與長向鋼管34上開的貫穿孔洞341的直徑相同(圖北)。(如果作為墻體模板，幫模32的長度是墻體模板的高度，幫模32的高度是墻體模 板的厚度。如果作為樓(屋)蓋模板，幫模32的長度是樓(屋)蓋模板的跨度，幫模32的 高度是樓(屋)蓋模板的厚度。頂模33的高度與幫模32的高度相等)1-2)將幫模32和頂模33相互垂直、端頭對齊放在底模31上組成模具，將鋼筋籠沈(圖2b)放在底模31上，并安裝吊環25。將多根長向預留孔鋼管34從一側頂模33的孔 洞331穿入，通過鋼筋籠沈的間隙再穿入到另一側頂模的孔洞中；再將多根短向預留孔鋼 管35從一側幫模32的孔洞321穿入，通過鋼筋籠的間隙再穿過另一側幫模32的孔洞；1-3)從底模31上方往模具內澆注砼，砼上表面與幫模和頂模上皮平齊，待砼尚未 全部結硬之前，先抽出短向預留孔鋼管35，形成模板的橫向貫通孔洞23，再抽出長向預留 孔鋼管34，形成模板的縱向貫通孔洞22。1-4)拆掉模具部件31、32和33之后，就形成了平面型免拆除的內有交叉孔的預制 鋼筋砼模板。上述方法還可包括1- 使用開孔鉆在模板21上表面鉆孔形成板面孔27 (圖 2c)。上述預制免拆除墻體模板、樓(屋)蓋模板還可以利用現有的生產工藝(現有的 生產工藝可以生產僅僅具有一個方向孔洞的板即傳統空心板)制作方法加已改造，在生產 出的僅有單方向孔洞的板上，用開孔鉆在原有孔洞的垂直方向鉆出成排的孔洞，最終形成 內有交叉孔的預制鋼筋砼模板。2)在現場將柱模板和墻模板垂直樹立放置，下端固定在基礎上，基礎上有伸出的 鋼筋41、43，正好插入柱模板和墻模板的孔洞內；如圖4所示；3)將連梁模板安放在有門、窗洞口處的墻模板上；4)將水平放置的樓(屋)蓋模板安放在墻體模板、柱模板和連梁模板的上方，形成 由模板組成的內部形成四通八達的空心孔道的多面體空間模板體系；5)在相互連通的柱、墻、連梁模板空心孔洞內穿插附加鋼筋44、45、46、47，用于加 強上下、左右模板的連接，在樓(屋)蓋模板上放置附加鋼筋網48 (用于制作疊合層42)，如 圖4所示；6)向所述多面體空間模板體系中四通八達的空心孔洞內澆注Ii仝，樓(屋)蓋模板 上方還可制作40mm至80mm厚度的現澆砼疊合層42 ；待砼填充完成，形成一層整體建筑單 元構成的現澆砼剪力墻結構體系，如圖4所示。7)多次重復1)至6)，將當前層的墻體模板和柱模板固定在下層整體建筑單元上 形成8層的現澆鋼筋砼剪力墻結構。上述方法中結合圖9、圖10、圖11詳細說明各模板之間的連接關系本發明的L形柱模板與墻體模板連接實施例如圖9所示，先將房屋各個L形柱模 板2和門、窗洞口邊的墻體模板(圖中未示出)的縱向孔洞中插入的附加鋼筋43，采用機械 連接接頭(常規技術)接長一層高(用于插入到上層模板的縱向孔洞中)，在L形柱模板與 墻體模板相通的橫向孔洞中插入長條鋼筋44和U形鋼筋47，用于連接L形柱模板與墻體模 板。最后向L形柱模板與墻體模板之間的空隙及各模板中的孔洞內澆注砼。本發明的T形柱模板與墻體模板連接實施例如圖10所示，先將房屋各個T形柱模 板3和門、窗洞口邊的墻體模板(圖中未示出)的縱向孔洞中插入的附加鋼筋43同樣采用 機械連接接頭(常規技術)接長一層高，用于插入到上層模板中，在T形柱模板與墻體模板 相通的橫向孔洞中插入長條鋼筋44和U形鋼筋47，用于連接T形柱模板與墻體模板。最后 向L形柱模板與墻體模板之間的空隙及各模板中的孔洞內澆注砼。安裝L形柱模板2或T形柱模板3，使鋼筋43穿過柱模板的豎向孔洞；再安裝墻模板1和連梁模板5 ；然后在柱、墻模板水平孔洞內穿插附加鋼筋44、47，如圖9、圖10所示。
本發明的墻體模板與樓蓋模板連接實施例如圖11所示。在墻模板1的橫向孔洞 中插入附加鋼筋44，在樓(屋)蓋模板6的橫向孔洞內穿插附加鋼筋45，在樓(屋)蓋模 板上表面放置附加鋼筋網48，在兩個樓(屋)蓋模板之間上方的墻模板的縱向孔洞中插入 附加鋼筋41，最后向樓(屋)蓋模板與墻體模板之間的空隙及各模板中的孔洞內澆注砼，再 在樓(屋)蓋模板上面澆注砼形成疊合層42。
權利要求
1.一種基于交叉孔預制鋼筋砼模板的剪力墻結構建筑，該建筑將免拆除的墻體模板、L 形柱模板、T形柱模板、矩形柱模板、十字形柱模板、連梁模板和樓蓋模板相互連接構成多面 體空間模板體系；其特征在于，所述墻體模板、L形柱模板、T形柱模板、矩形柱模板、十字形 柱模板、連梁模板和樓蓋模板均為交叉孔預制鋼筋砼板，該鋼筋砼預制板內開有與表面平 行的縱向貫穿孔洞和橫向貫穿孔洞，使所述的多面體空間模板體系的內部形成四通八達的 空心孔道，在該空心孔道之中穿插鋼筋和填充砼形成現澆砼剪力墻結構的一層建筑單元或 單層建筑；多層建筑單元搭接構成現澆砼剪力墻結構的多層或高層建筑。
2.如權利要求1所述的剪力墻結構建筑，其特征在于，設置在該交叉孔預制鋼筋砼板 內的鋼筋采用鋼筋籠，所述鋼筋籠由多根排列的縱向鋼筋、多個排列的橫向箍筋固連成一 整體的多條鋼筋組成。
3.如權利要求1所述的剪力墻結構建筑，其特征在于，還包括設置在該平面墻體模板 或樓蓋模板、T形墻柱模板、L形墻柱模板、十字形墻柱模板各側面的凹槽；設置在所述模板 頂部的安裝吊環。
4.采用如權利要求1所述剪力墻結構建筑的建造方法，其特征在于，包括以下步驟1)將預制好的交叉孔預制鋼筋砼的墻體模板、L形柱模板、T形柱模板、矩形柱模板、十 字形柱模板、連梁模板和樓蓋模板運送到現場；2)在現場將柱模板和墻模板垂直樹立放置，下端固定在基礎上；3)將連梁模板安放在有門、窗洞口處的墻模板上；4)將水平放置的樓蓋模板安放在墻體模板、柱模板和連梁模板的上方，形成由模板組 成的內部形成四通八達的空心孔道的多面體空間模板體系；5)在相互連通的柱、墻、連梁模板空心孔洞內穿插附加鋼筋；6)向所述多面體空間模板體系中四通八達的空心孔洞內澆注砼，待砼填充完成，形成 現澆砼剪力墻結構的一層整體建筑單元或單層建筑。
5.如權利要求4所述方法，其特征在于，該方法還包括7)多次重復1)至6)，將當前層的墻體模板和柱模板固定在下層整體建筑單元上形成 多層或高層的現澆鋼筋砼剪力墻結構建筑。
6.如權利要求4所述方法，其特征在于，所述步驟1)預制墻體模板、L形柱模板、T形 柱模板、矩形柱模板、十字形柱模板、連梁模板和樓蓋模板，包括以下步驟1-1)在預制板生產場地上，按照建筑的尺寸要求，采用底模鋼板，幫模鋼條，頂模鋼條， 多根長向預留孔鋼管及多根短向預留孔鋼管作為模具部件；其中，該幫模和頂模開有一排 垂直的通孔，該長向鋼管的管壁上開一排與管壁垂直的貫穿孔洞，該長向鋼管的直徑與頂 模上開的孔洞的直徑相同，長向鋼管上開的貫穿孔洞的直徑與幫模上開的孔洞的直徑相 同；該短向預留孔鋼管的直徑與長向鋼管上開的貫穿孔洞的直徑相同；1-2)將幫模和頂模相互垂直、端頭對齊放在底模上組成模具，將鋼筋放在底模上，將 多根長向預留孔鋼管從一側頂模的孔洞穿入，通過鋼筋的間隙再穿入到另一側頂模的孔洞 中；再將多根短向預留孔鋼管從一側幫模的孔洞穿入，通過鋼筋的間隙和長向預留孔鋼管 再穿過另一側幫模的孔洞；1-3)往模具內澆注砼，待砼尚未全部結硬之前，抽出短向預留孔鋼管，形成模板的橫向 貫通孔洞，抽出長向預留孔鋼管，形成模板的縱向貫通孔洞；1-4)待砼結硬后，拆掉模具部件，形成平面型免拆除的內有交叉孔的預制鋼筋砼模板。
全文摘要
本發明涉及基于交叉孔預制鋼筋砼模板的剪力墻結構建筑及建造方法，屬于建筑物及其建造技術領域，該建筑將免拆除的墻體模板、L形柱模板、T形柱模板、矩形柱模板、十字形柱模板、連梁模板和樓蓋模板相互連接構成多面體空間模板體系；各模板均為交叉孔預制鋼筋砼板，該模板內開有與表面平行的縱向貫穿孔洞和橫向貫穿孔洞，形成四通八達的空心孔道，在該空心孔道之中穿插鋼筋和填充砼形成現澆砼剪力墻結構的一層建筑單元或單層建筑；多層建筑單元搭接組合構成現澆砼剪力墻結構的多層建筑。本發明具有加工簡單、生產設備投資少、減少施工工序、加快施工速度及節省人工等優點。
文檔編號E04B2/86GK102061803SQ20101057018
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者侯建群 申請人:清華大學建筑設計研究院