CN103147581A - 一种钢结构预制装配式住宅及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢结构预制装配式住宅及其制造方法，本钢结构预制装配式住宅包括主结构梁架、复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板和复合型轻质自保温屋面板；所述复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板和复合型轻质自保温屋面板安装固定在主结构梁架上，共同形成钢结构预制装配式住宅。本钢结构预制装配式住宅的所有钢结构与保温维护发泡水泥结构牢固地预制复合成一个整体，无热桥贯通，真正做到节能、抗震、抗风的建筑要求，而且低吸水率发泡水泥包裹在内的钢结构不与空气直接接触，更增加了墙体、屋面和主体结构的耐火性、耐腐性和耐侯性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种预制装配式住宅，尤其涉及的是一种钢结构预制装配式住宅及其制造方法。
背景技术
现代化钢结构建筑遍及世界各国方兴未艾，它造型随意施工不受季节影响，节省施工时间减少建筑垃圾和环境污染，建材可回收利用，整体性牢固抗震、抗风等诸多优良性能。但钢结构住宅的防火问题不可能像钢结构工业厂房或钢结构公共建筑靠涂刷防火涂料解决，而且钢结构住宅往往需要现场施工，工程量大也耗占地方，现场施工费时费力，不利于提供效率和减少工程成本。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢结构预制装配式住宅及其工厂制造方法，旨在解决现有的钢结构住宅需现场施工，工程量大也耗占地方，现场施工费时费力，不利于提供效率和减少工程成本的问题。
本发明的技术方案如下：一种钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，包括以下具体步骤：
步骤A：做基础，按设计要求做好基础桩地圈梁预留有节点法兰；
步骤B：做好主体结构，把门字型架法兰连接安装好；
步骤C：按排板设计把预制复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板、楼梯和复合型轻质自保温屋面板顺序安装固定在主结构梁架上；
步骤D：做墙板、屋面板嵌缝处理和浇楼层板垫层；
步骤E：坯房安装完成进入装修工程。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板和复合型轻质自保温屋面板都包括聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板，所述聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板的制造方法包括以下步骤：
步骤C1：按照要求的水灰比2/3-1，把水和干料混合；
步骤C2：根据干料的重量，加入适量的改性剂，得到混合物料，所述改性剂的加入量为干料重量的1%-2%；
步骤C3：把混合物料放进普通砂浆搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入促泡剂，所述促泡剂的加入量为干料重量的1%-6%；
步骤C4：搅拌均匀同时完成发泡，得到轻质水泥；
步骤C5：把轻质水泥放置到模具内，生产得到聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板。
一种钢结构预制装配式住宅，其中，包括主结构梁架、利用如上述所述制造方法制得的复合型轻质承重自保温外墙体板、利用如上述所述制造方法制得的复合型轻质楼层板和利用如上述所述制造方法制得的复合型轻质自保温屋面板；所述复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板和复合型轻质自保温屋面板安装固定在主结构梁架上，共同形成钢结构预制装配式住宅。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述复合型轻质承重自保温外墙体板包括第一方钢管钢丝网复合夹层、第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层和第一玻纤网格布层，所述第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层设置在第一方钢管钢丝网复合夹层的外表面，把第一方钢管钢丝网复合夹层夹在中间；所述第一玻纤网格布层设置两层，依次设置在第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层的外表面；所述两层第一玻纤网格布层之间填充有硅酸盐水泥。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述复合型轻质承重自保温外墙体板还包括设置在复合型轻质承重自保温外墙体板四个角上的嵌缝口。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述第一方钢管钢丝网复合夹层包括方钢管和双层碳钢丝网，所述方钢管设置成复合型轻质承重自保温外墙体板的骨架，双层碳钢丝网设置在由方钢管组成的骨架内。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述复合型轻质楼层板包括第二钢结构复合层、第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层和第二玻纤网格布层，所述第二钢结构复合层包括多根设置成框架结构的C型钢，所述第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层覆盖在C型钢的封闭端和C型开口端，所述C型开口端的第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度大于封闭端的第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度；所述第二玻纤网格布层设置在第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层的外表面。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述第二钢结构复合层还包括设置在C型钢内的、作为肋加强的方钢管和设置在C型钢与方钢管之间的双层碳钢丝网。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述复合型轻质自保温屋面板包括第三钢结构复合层、第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层和第三玻纤网格布层，所述第三钢结构复合层包括多根设置成框架结构的C型钢，所述第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层覆盖在C型钢的封闭端和C型开口端，所述C型开口端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度大于封闭端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度；所述第三玻纤网格布层设置在第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层的外表面，在第三玻纤网格布层与C型开口端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层之间填充有硅酸盐发泡水泥。
所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其中，所述第三钢结构复合层还包括设置在C型钢内的、作为肋加强的方钢管和设置在C型钢与方钢管之间的双层碳钢丝网。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种钢结构预制装配式住宅及其制造方法，本钢结构预制装配式住宅的所有钢结构与保温维护发泡水泥结构牢固地预制复合成一个整体，无热桥贯通，真正做到节能、抗震、抗风的建筑要求，而且低吸水率发泡水泥包裹在内的钢结构不与空气直接接触，更增加了墙体、屋面和主体结构的耐火性、耐腐性和耐侯性能。
附图说明
图1是本发明中钢结构预制装配式住宅制造方法的步骤流程图。
图2是本发明中钢结构预制装配式住宅的结构示意图。
图3是本发明中复合型轻质承重自保温外墙体板的结构示意图。
图4是本发明中复合型轻质楼层板的结构示意图。
图5是本发明中复合型轻质自保温屋面板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示，是本钢结构预制装配式住宅制造方法的步骤流程图。本钢结构预制装配式住宅制造方法包括以下具体步骤：
步骤A：做基础，按设计要求做好基础桩地圈梁预留有节点法兰；
步骤B：做好主体结构，把门字型架法兰连接安装好；
步骤C：按排板设计把预制复合型轻质承重自保温外墙体板200、复合型轻质楼层板300、楼梯和复合型轻质自保温屋面板400顺序安装固定在主结构梁架100上；
步骤D：做墙板、屋面板嵌缝处理和浇楼层板垫层；
步骤E：坯房安装完成进入装修工程。
所述步骤B中，楼层在两层以下（包括两层）主体柱可贯通到顶，楼层在三层以上（包括三层）按层安装。
所述复合型轻质承重自保温外墙体板200、复合型轻质楼层板300、楼梯和复合型轻质自保温屋面板400都包括聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板，所述聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板的制造方法包括以下步骤：
步骤C1：按照要求的水灰比，把水和干料混合，所述用水占总比重的50%-60%（即水灰比为2：3-1:1）；
步骤C2：根据干料的重量，加入适量的改性剂，得到混合物料，所述改性剂的加入量为干料重量的1%-2%；
步骤C3：把混合物料放进普通砂浆搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入促泡剂，所述促泡剂的加入量为干料重量的1%-6%；
步骤C4：搅拌均匀同时完成发泡，得到轻质水泥；
步骤C5：把轻质水泥放置到模具内，生产得到聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板。
所述改性剂为有机改性剂和无机改性剂的混合；所述促泡剂为过氧化氢（H2O2）；所述干料按照实际要求具体配比，包括普通硅酸盐水泥、石英砂、废弃钢渣和聚苯乙烯颗粒等。
如图2所示，是本发明中钢结构预制装配式住宅的结构示意图。所述钢结构预制装配式住宅包括主结构梁架100、复合型轻质承重自保温外墙体板200、复合型轻质楼层板300和复合型轻质自保温屋面板400，所述复合型轻质承重自保温外墙体板200、复合型轻质楼层板300和复合型轻质自保温屋面板400按照设计要求安装固定在主结构梁架100上，共同形成钢结构预制装配式住宅。
所述主结构梁架100包括结构柱、檩条和碳钢丝网，所述结构柱、檩条和碳钢丝网焊接成整个钢结构预制装配式住宅的骨架。
所述复合型轻质承重自保温外墙体板200、复合型轻质楼层板300和复合型轻质自保温屋面板400都包括聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层，所述聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层利用综合式发泡法（所述综合式发泡方法是在普通硅酸盐水泥等物料配合比的基础上将适量的物理性质发泡粉（膏）和少量的有机外加剂（即改性剂）同时混合或预混和，用普通的砂浆搅拌机在物料的搅拌过程中加入适量的过氧化氢（即促泡剂）催化促使快速发泡，在完成物料搅拌同时也完成了发泡过程，以达到使用目的）将聚苯乙烯颗粒与普通硅酸盐水泥通过发泡融合在一起。
如图3所示，是本发明中复合型轻质承重自保温外墙体板的结构示意图。所述复合型轻质承重自保温外墙体板200包括第一方钢管钢丝网复合夹层210、第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层220、第一玻纤网格布层230，所述第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层220设置在第一方钢管钢丝网复合夹层210的外表面，把第一方钢管钢丝网复合夹层210夹在中间；所述第一玻纤网格布层230设置两层，依次设置在第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层220的外表面；所述两层第一玻纤网格布层230之间填充有普通硅酸盐水泥。
所述第一方钢管钢丝网复合夹层210包括方钢管和双层碳钢丝网，所述方钢管设置成板体骨架（方钢管作为肋柱、檩条设置成骨架），双层碳钢丝网设置在由方钢管组成的板体骨架内；本实施例中所述双层碳钢丝网焊接在由方钢管组成的板体骨架内。本实施例中，所述碳钢丝网为经纬100X100mm 的碳钢丝网。所述钢结构方钢管起到承重（按结构柱支撑力计算设计方钢管的用钢量）作用，而双层碳钢丝网则可以增强抗剪力，并增强整体的抗冲击力。
本实施例中，所述第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层220的干密度容重达到350kg /m3 ,材料导热系数达到0.054-0.056（w/㎡.k）。
所述第一玻纤网格布层230为外墙专用的耐碱玻纤网格布。本实施例中，所述第一玻纤网格布层230为经纬5x5mm 的玻纤网格布。所述第一玻纤网格布层230可大大增强墙体的抗冲击力。
为了安装方便，所述复合型轻质承重自保温外墙体板200还包括设置在复合型轻质承重自保温外墙体板200四个角上的嵌缝口240。
本复合型轻质承重自保温外墙体板的第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温220的干密度容重为350kg /m3，材料导热系数为0.054-0.056(w/㎡.k)。当板厚为120mm时，墙体传热系数≤0.68w/m3.k， 面密度40kg /㎡ （不含钢结构重量）；当墙板两表面为5mm厚时，需要使用面密度容重为1300kg /m3发泡水泥。
如图4所示，本发明中复合型轻质楼层板的结构示意图。所述复合型轻质楼层板300包括第二钢结构复合层310、第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320和第二玻纤网格布层330，所述第二钢结构复合层310包括多根设置成框架结构的C型钢，所述第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320覆盖在C型钢的封闭端和C型开口端，所述C型开口端的第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320厚度大于封闭端的第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320厚度；所述第二玻纤网格布层330设置在第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320的外表面。
所述第二钢结构复合层310还包括设置在C型钢内的、作为肋加强的方钢管和设置在C型钢与方钢管之间的双层碳钢丝网。本实施例中，所述双层碳钢丝网焊接在由方C型钢和钢管组成的板体骨架内。本实施例中，所述碳钢丝网为经纬100X100mm 的碳钢丝网。所述钢结构C型钢和方钢管起到承重作用，而双层碳钢丝网则可以增强抗剪力，并增强整体的抗冲击力。
本实施例中，所述第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320为干密度容重达到600kg /m3的轻骨料发泡水泥，第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温隔音层320形成维护保温体。
所述第二玻纤网格布层330为外墙专用的耐碱玻纤网格布。本实施例中，所述第二玻纤网格布层330为经纬5x5mm 的玻纤网格布。所述第二玻纤网格布层330可大大增强墙体的抗冲击力。
本复合型轻质楼层板可根据开间跨度灵活设计外形尺寸，由C型钢结构为外框内加方钢管助肋，两层碳钢丝网加强，灌筑容重为600kg /m3的轻骨料混凝土（第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温隔音层320），在第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层320双面覆盖耐碱玻纤网格布，得到预应力实心平板；本复合型轻质楼层板厚可达80mm-120mm，板宽可达600mm-3000mm，板长可达3000mm-6000mm；结构整体性牢固，刚度强永久性荷载，受力分布均匀，能充分满足建筑荷载要求；本复合型轻质楼层板平均自重75kg /㎡左右。
如图5所示，是本发明中复合型轻质自保温屋面板的结构示意图。所述复合型轻质自保温屋面板400包括第三钢结构复合层410、第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420和第三玻纤网格布层430，所述第三钢结构复合层410包括多根设置成框架结构的C型钢，所述第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420覆盖在C型钢的封闭端和C型开口端，所述C型开口端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420厚度大于封闭端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420厚度；所述第三玻纤网格布层430设置在第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420的外表面，在第三玻纤网格布层430与C型开口端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420之间填充有普通硅酸盐发泡水泥。
所述第三钢结构复合层410还包括设置在C型钢内的、作为肋加强的方钢管和设置在C型钢与方钢管之间的双层碳钢丝网。本实施例中，所述双层碳钢丝网焊接在由方C型钢和钢管组成的板体骨架内。本实施例中，所述碳钢丝网为经纬100X100mm 的碳钢丝网。所述钢结构C型钢和方钢管起到承重作用，而双层碳钢丝网则可以增强载荷抗剪力，并增强整体的抗冲击力。
本实施例中，所述第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420为干密度容重达到400kg/m3的轻骨料发泡水泥，第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420形成维护保温隔音体。所述第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420的厚度可根据实际需要设定。
所述第三玻纤网格布层430为外墙专用的耐碱玻纤网格布。本实施例中，所述第三玻纤网格布层430为经纬5x5mm 的玻纤网格布。所述第三玻纤网格布层430可大大增强墙体的抗冲击力。
本复合型轻质自保温屋面板为板厚可达120mm-160mm、板宽可达600mm-3000mm、板长可达3000mm-6000mm（可特加长至12m）的实心平板，板材料干缩比达到≤0.20mm /m，不会产生干裂；钢结构（C型钢和方钢管）节点及檩、肋、碳钢丝网为屋面荷载的传递提供了一系列的承载点和锚固点，当屋面保温层（即第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层430）受载作用通过钢结构骨架（C型钢和方钢管）可均匀分散合理受载。
本复合型轻质自保温屋面板的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层420的干密度容重为400kg/m3；本复合型轻质自保温屋面板承载自检数据如下：板自重70kg /㎡左右，抗弯破坏荷载（普通型120mm板）是板自重5.5倍，板传热系数为0.68w /㎡.k，板耐火极限≥2小时。
本钢结构预制装配式住宅的所有钢结构与保温维护发泡水泥结构牢固地预制复合成一个整体，无热桥贯通，真正做到节能、抗震、抗风的建筑要求，而且低吸水率发泡水泥包裹在内的钢结构不与空气直接接触，更增加了墙体、屋面和主体结构的耐火性、耐腐性和耐侯性能。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤A：做基础，按设计要求做好基础桩地圈梁预留有节点法兰；
步骤B：做好主体结构，把门字型架法兰连接安装好；
步骤C：按排板设计把预制复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板、楼梯和复合型轻质自保温屋面板顺序安装固定在主结构梁架上；
步骤D：做墙板、屋面板嵌缝处理和浇楼层板垫层；
步骤E：坯房安装完成进入装修工程。
2.根据权利要求1所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板和复合型轻质自保温屋面板都包括聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板，所述聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板的制造方法包括以下步骤：
步骤C1：按照要求的水灰比2/3-1，把水和干料混合；
步骤C2：根据干料的重量，加入适量的改性剂，得到混合物料，所述改性剂的加入量为干料重量的1%-2%；
步骤C3：把混合物料放进普通砂浆搅拌机中搅拌，搅拌过程中加入促泡剂，所述促泡剂的加入量为干料重量的1%-6%；
步骤C4：搅拌均匀同时完成发泡，得到轻质水泥；
步骤C5：把轻质水泥放置到模具内，生产得到聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层板。
3.一种钢结构预制装配式住宅，其特征在于，包括主结构梁架、利用如权利要求2所述制造方法制得的复合型轻质承重自保温外墙体板、利用如权利要求2所述制造方法制得的复合型轻质楼层板和利用如权利要求2所述制造方法制得的复合型轻质自保温屋面板；所述复合型轻质承重自保温外墙体板、复合型轻质楼层板和复合型轻质自保温屋面板安装固定在主结构梁架上，共同形成钢结构预制装配式住宅。
4.根据权利要求3所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述复合型轻质承重自保温外墙体板包括第一方钢管钢丝网复合夹层、第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层和第一玻纤网格布层，所述第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层设置在第一方钢管钢丝网复合夹层的外表面，把第一方钢管钢丝网复合夹层夹在中间；所述第一玻纤网格布层设置两层，依次设置在第一聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层的外表面；所述两层第一玻纤网格布层之间填充有硅酸盐水泥。
5.根据权利要求4所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述复合型轻质承重自保温外墙体板还包括设置在复合型轻质承重自保温外墙体板四个角上的嵌缝口。
6.根据权利要求4所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述第一方钢管钢丝网复合夹层包括方钢管和双层碳钢丝网，所述方钢管设置成复合型轻质承重自保温外墙体板的骨架，双层碳钢丝网设置在由方钢管组成的骨架内。
7.根据权利要求3所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述复合型轻质楼层板包括第二钢结构复合层、第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层和第二玻纤网格布层，所述第二钢结构复合层包括多根设置成框架结构的C型钢，所述第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层覆盖在C型钢的封闭端和C型开口端，所述C型开口端的第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度大于封闭端的第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度；所述第二玻纤网格布层设置在第二聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层的外表面。
8.根据权利要求7所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述第二钢结构复合层还包括设置在C型钢内的、作为肋加强的方钢管和设置在C型钢与方钢管之间的双层碳钢丝网。
9.根据权利要求3所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述复合型轻质自保温屋面板包括第三钢结构复合层、第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层和第三玻纤网格布层，所述第三钢结构复合层包括多根设置成框架结构的C型钢，所述第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层覆盖在C型钢的封闭端和C型开口端，所述C型开口端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度大于封闭端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层厚度；所述第三玻纤网格布层设置在第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层的外表面，在第三玻纤网格布层与C型开口端的第三聚苯乙烯颗粒发泡水泥保温层之间填充有硅酸盐发泡水泥。
10.根据权利要求9所述的钢结构预制装配式住宅制造方法，其特征在于，所述第三钢结构复合层还包括设置在C型钢内的、作为肋加强的方钢管和设置在C型钢与方钢管之间的双层碳钢丝网。
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