用于预制墙板安装的外挂连接装置及预制墙板安装方法

摘要

本发明提供了用于预制墙板安装的外挂连接装置及预制墙板安装方法，该外挂连接装置包括上连接组件和下连接组件；上连接组件包括第一锚板，第一螺纹连杆，固定连接所述上钢框架梁下翼缘的第一L型连接板，第一隔热垫板和第一固定螺母；第一螺纹连杆穿过第一L型连接板和第一隔热垫板连接第一固定螺母；下连接组件包括第二锚板，第二螺纹连杆，固定连接楼板钢筋的第二L型连接板，第二隔热垫板和第二固定螺母；第二螺纹连杆穿过第二L型连接板和第二隔热垫板连接第二固定螺母。该外挂连接装置能够安全可靠的实现预制墙板的固定安装，能够在实现预制墙板生产标准化的前提下，实现快速安装，减少施工现场作业工作量，提高施工效率和安装质量。

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及用于预制墙板安装的外挂连接装置及预制墙板安装方法。

背景技术

外挂自保温预制大墙板与传统的围护结构不同，最大的特点就是工程预制生产，质量有可靠保证；施工速度快，工期短，效率高。这也对外挂自保温预制大墙板结构与构造提出了更高的要求。常见的整间板墙体多采用混凝土的夹芯板，混凝土的夹芯板是由钢筋桁架穿过保温板连接内、外两层混凝土板构成的，但这种夹芯板存在内、外板的相对滑移与局部弯曲问题，而且钢筋桁架的热传导率较高，容易形成冷桥，造成墙板保温性能较差。

更重要的问题是，现有的预制墙板与钢梁架的现有连接方式采用完全外挂形式，施工非常复杂，不利于施工，并且墙板完全外挂形式造成侧向弯矩很大，节点受力复杂，不够安全可靠。

因而，如何实现预制墙板生产标准化的前提下，提供一种既能快速安装，又能减少现场湿作业及现场拼装工作量，减少墙板接缝和热桥的面积数量，还能使与钢框架连接节点处受力简单，安全可靠便于施工的外挂连接装置用于预制墙板安装，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出用于预制墙板安装的外挂连接装置及预制墙板安装方法，该外挂连接装置能够安全可靠的实现预制墙板的固定安装，采用该外挂连接装置能够在实现预制墙板生产标准化的前提下，实现快速安装，减少施工现场作业工作量，提高施工效率和安装质量。

为了达到上述目的，本发明的一方面提供了一种用于预制墙板安装的外挂连接装置,包括用于连接预制墙板与其上部的上钢框架梁的上连接组件，以及用于连接预制墙板与其下部的楼板的下连接组件；以垂直于所述预制墙板的方向作为横向，以所述预制墙板的墙板肋靠近楼板的侧面作为所述墙板肋的内表面；

所述上连接组件包括预埋于所述预制墙板内的第一锚板，沿横向设置的第一螺纹连杆，固定连接所述上钢框架梁下翼缘的第一L型连接板，设于所述墙板肋和所述第一L型连接板之间的第一隔热垫板，以及与所述第一螺纹连杆适配的第一固定螺母；所述第一L型连接板和所述第一隔热垫板分别开设有可穿设所述第一螺纹连杆的第一通孔和第二通孔，所述第一螺纹连杆的一端固定连接所述第一锚板，另一端穿出所述墙板肋的内表面，且依次穿过所述第二通孔和第一通孔后螺纹连接所述第一固定螺母；

所述下连接组件包括预埋于所述预制墙板内的第二锚板，沿横向设置的第二螺纹连杆，固定连接楼板钢筋的第二L型连接板，设于所述墙板肋和所述第二L型连接板之间的第二隔热垫板，以及与所述第二螺纹连杆适配的第二固定螺母；所述第二L型连接板和所述第二隔热垫板分别开设有可穿设所述第二螺纹连杆的第三通孔和第四通孔，所述第二螺纹连杆的一端固定连接所述第二锚板，另一端穿出所述墙板肋的内表面，且依次穿过所述第四通孔和第三通孔后螺纹连接所述第二固定螺母。

作为优先，所述第一L型连接板包括第一横向板和第一竖向板；所述第一竖向板平行于所述预制墙板板面设置，所述第一通孔开设于所述第一竖向板；所述第一横向板垂直于所述第一竖向板设置，且所述第一横向板设于所述第一竖向板上方，所述第一横向板设于所述第一竖向板远离所述预制墙板一侧，所述第一横向板固定连接所述上钢框架梁下翼缘，所述第一隔热垫板设为L型隔热垫片，所述第一隔热垫板的竖向板面平行于所述第一竖向板设置，且开设有所述第二通孔，所述第一隔热垫板的横向板面设于其竖向板面上方，且第一隔热垫板的横向板面设于其竖向板面远离所述第一L型连接板一侧，所述第一隔热垫板的横向板面设于所述上钢框架梁下翼缘和所述预制墙板之间。

作为优先，所述第二L型连接板包括第二横向板和第二竖向板；所述第二竖向板垂直于所述预制墙板板面设置，所述第三通孔开设于所述第二竖向板；所述第二横向板垂直于所述第二竖向板设置，且所述第二横向板设于所述第二竖向板下方，所述第二横向板设于所述第二竖向板远离所述预制墙板一侧，所述第二横向板固定连接所述楼板钢筋，所述第二隔热垫板设为L型隔热垫片，所述第二隔垫板的竖向板面平行于所述第二竖向板设置，且开设有所述第四通孔，所述第二隔垫板的横向板面设于其竖向板面下方，且第二隔垫板的横向板面设于其竖向板面远离所述第二L型连接板一侧，所述第二隔垫板的横向板面设于所述楼板和所述预制墙板之间。

作为优先，所述第一L型连接板还包括用于固定连接第一横向板和第一竖向板的第一加劲肋，所述第一加劲肋设为多个；所述第二L型连接板还包括用于固连接第二横向板和第二竖向板的第二加劲肋，所述第二加劲肋设为多个。

作为优先，所述第一L型连接板和所述第二L型连接板均设为热弯L型钢板；所述第一螺纹连杆和所述第二螺纹连杆均设为高强度直螺杆；所述第一固定螺母和所述第二固定螺母均设为高强度螺母。

作为优先，所述第一隔热垫板和第二隔热垫板均设为由保温材料制成的隔热垫板。

作为优先，所述固定连接采用焊接方式连接。

作为优先，所述第一通孔和第二通孔设为形状相同的第一椭圆通孔，所述第一椭圆通孔的长轴方向沿着竖直方向设置；所述第三通孔和第四通孔设为形状相同的第二椭圆通孔，所述第二椭圆通孔的长轴方向沿纵向设置。

作为优先，包括多个上连接组件，以及与所述上连接组件一一对应设置的下连接组件，所述下连接组件设于所述上连接组件的正下方，多个所述上连接组件相对于所述预制墙板的竖直中心线对称设置。

作为优先，还包括预制墙板和楼板；所述预制墙板包括钢筋混凝土外墙板层，所述第一锚板和所述第二锚板均预埋于所述钢筋混凝土外墙板层中，且与所述钢筋混凝土外墙板层内的钢筋焊接。

作为优先，所述预制墙板包括从外而内依次设置的钢筋混凝土外墙板层、墙板肋、保温层和内装饰层；所述墙板肋为设置在钢筋混凝土外墙板层的受力薄弱部位的突出的板肋，所述保温层固定于墙板肋内侧面且超出墙板肋厚度，所述保温层开设有用于安装所述第一L型连接板和第二L型连接板的安装孔，所述保温层选用能起到外挂自保温预制大墙板保温作用的材料，使预制墙板达到国家规定的保温效果，所述保温层与内装饰层牢固连接，起到室内装饰作用。

本发明的另一方面提供了采用上述的用于预制墙板安装的外挂连接装置的预制墙板安装方法，包括以下步骤：

1)在工厂内制作预制墙板，将所述第一锚板和第二锚板焊接在所述预制墙板的钢筋骨架上，然后分别将所述第一螺纹连杆和第二螺纹连杆焊接在第一锚板和第二锚板上，完成预制墙板浇筑、复合；

2)施工现场钢框架主体结构施工完毕后，在下钢框架梁上翼缘板进行楼板的施工，在施工中把第二L型连接板焊接在楼板钢筋上，浇筑楼板，并完成楼板的施工；

3)所述第一L型连接板根据设计位置与上钢框架梁下翼缘牢固焊接，预制墙板运至预设安装区域，第一螺纹连杆依次穿过所述第二通孔和第一通孔与第一固定螺母固定连接，以连接预制墙板和上钢框架；

4)所述第二螺纹连杆依次穿过第四通孔和第三通孔与第二固定螺母固定连接，以连接预制墙板和楼板，即完成预制墙板的外挂安装。

本发明相比于现有技术，优势在于：本发明提供了用于预制墙板安装的外挂连接装置，该外挂连接装置能够安全可靠的连接预制墙板和钢框架，采用外挂连接装置能够在实现外墙板生产标准化的前提下，实现快速安装，减少施工现场作业工作量，提高施工效率和安装质量。具体而言：

(1)采用本发明的外挂连接结构，在现场施工中过程中，安装有第一螺纹连杆的第一锚板和安装有第二螺纹连杆的第二锚板均预埋于预制墙板中，且第一L型连接板和第二L型连接板分别与上钢框架和楼板钢筋固定连接，外挂预制墙板仅需将其吊装至安装位置，再通过螺栓施拧固定连接预制墙板和第一L 型连接板、第二L型连接板，即可完成预制墙板连接，施工快速简便。

(2)第二L型连接板的设置使预制墙板部分搭接在楼板上，使预制墙板自重由楼板承受。且上连接组件和下连接组件均采用螺纹连杆传递墙板的受力，螺纹连杆承受剪力与拉力，受力简单明确，能保证整个节点的安全可靠。

(3)在优选方案中，上连接组件中用于穿设第一螺纹连杆的第一通孔和第二通孔设为长轴方向沿着竖直方向设置的椭圆孔，下连接组件中用于穿设第二螺纹连杆的第三通孔和第四通孔设为长轴方向沿着纵向设置的椭圆孔，可使外挂的预制大墙板与钢框架结构变形协调，防止预制墙板产生应力破坏。

(4)在优选方案中，第一L型连接板与上钢框架梁下翼缘焊接连接牢固可靠，焊缝承受剪力、拉力与弯矩，能够保证上连接组件的安全可靠；第二L型连接板与楼板中的第三锚板焊接连接牢固可靠，焊缝承受剪力、拉力与弯矩，能够保证下连接组件的安全可靠。

(5)在优选方案中，上连接组件和下连接组件在预制墙板两侧成对称布置排列，布置合理可均匀分布受力，使上连接组件和下连接组件能承受外挂墙板的自重与风吸力、风压力，保证整个外挂连接装置的安全可靠。

(6)在优选方案中，预制墙板的钢筋混凝土外墙板层与墙板加强筋层可以在工厂中共同浇筑，外装饰面、保温层与内装饰面也可在工厂一同加工，实现一体化、标准化生产，可减少现场湿作业及现场拼装工作量，减少墙板接缝和热桥的面积数量。

附图说明

图1为本实施例的外挂连接装置装配状态的结构示意图；

图2为本实施例的上连接组件的结构示意图；

图3为本实施例的第一L型连接板的结构示意图；

图4为本实施例的下连接组件的结构示意图；

图5为本实施例的第二L型连接板的结构示意图；

图6为本实施例的第三锚板的结构示意图；

图7为外挂连接装置在预制墙板上分布状态示例图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行描述和说明。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

如图1至7所示，一种用于预制墙板安装的外挂连接装置,包括用于连接预制墙板与其上部的上钢框架梁4的上连接组件1，以及用于连接预制墙板3与其下部的楼板6的下连接组件2；以垂直于所述预制墙板3的方向作为横向，以所述预制墙板3的墙板肋3-2靠近楼板6的侧面作为所述墙板肋3-2的内表面；

所述上连接组件1包括预埋于所述预制墙板3内的第一锚板1-1，沿横向设置的第一螺纹连杆1-2，固定连接所述上钢框架梁4下翼缘的第一L型连接板 1-3，设于所述墙板肋3-2和所述第一L型连接板1-3之间的第一隔热垫板1-4，以及与所述第一螺纹连杆1-2适配的第一固定螺母1-5；所述第一L型连接板 1-3和所述第一隔热垫板1-4分别开设有可穿设所述第一螺纹连杆1-2的第一通孔1-31和第二通孔，所述第一螺纹连杆1-2的一端固定连接所述第一锚板1-1，另一端穿出所述墙板肋3-2的内表面，且依次穿过所述第二通孔和第一通孔1-31 后螺纹连接所述第一固定螺母1-5；

所述下连接组件2包括预埋于所述预制墙板3内的第二锚板2-1，沿横向设置的第二螺纹连杆2-2，固定连接楼板6钢筋的第二L型连接板2-3，设于所述预制墙板3和所述第二L型连接板2-3之间的第二隔热垫板2-4，以及与所述第二螺纹连杆2-2适配的第二固定螺母2-5；所述第二L型连接板2-2和所述第二隔热垫板2-4分别开设有可穿设所述第二螺纹连杆2-2的第三通孔2-31和第四通孔，所述第二螺纹连杆2-2的一端固定连接所述第二锚板2-1，另一端穿出所述墙板肋3-2的内表面，且依次穿过所述第四通孔和第三通孔2-31后螺纹连接所述第二固定螺母2-5。

采用本实施例的外挂连接装置的预制墙板安装方法，包括以下步骤：

1)在工厂内制作预制墙板3，将所述第一锚板1-1和第二锚板2-1焊接在所述预制墙板3的钢筋骨架上，然后分别将所述第一螺纹连杆1-2和第二螺纹连杆2-2焊接在第一锚板1-1和第二锚板1-2上，完成预制墙板3浇筑、复合；

2)施工现场钢框架主体结构施工完毕后，在下钢框架梁5上翼缘板进行楼板6的施工，在施工中把第二L型连接板2-3焊接在楼板6钢筋上，浇筑楼板6，并完成楼板6的施工；

3)第一L型连接板1-3根据设计位置与上钢框架4梁下翼缘牢固焊接，预制墙板3运至预设安装区域，第一螺纹连杆1-2依次穿过所述第二通孔和第一通孔1-31与第一固定螺母1-5固定连接，以连接预制墙板3和上钢框架4；

4)第二螺纹连杆2-2依次穿过第四通孔和第三通孔2-31与第二固定螺母 2-5固定连接，以连接预制墙板3和楼板6，即完成预制墙板3的外挂安装。

采用本实施例的外挂连接装置，在现场施工中过程中，安装有第一螺纹连杆1-2的第一锚板1-1和安装有第二螺纹连杆2-2的第二锚板2-1均预埋于预制墙板3中，且第一L型连接板1-3和第二L型连接板2-3分别与上钢框架4 和楼板6钢筋固定连接，外挂预制墙板3仅需将其吊装至安装位置，再通过螺栓施拧固定连接预制墙板3和第一L型连接板1-3、第二L型连接板2-3，即可完成预制墙板3连接，施工快速简便。该外挂连接装置的第二L型连接板2-3 的设置使预制墙板3部分搭接在楼板6上，使预制墙板3自重由楼板6承受。且上连接组件1和下连接组件2均采用螺纹连杆传递墙板的受力，螺纹连杆承受剪力与拉力，受力简单明确，能保证整个节点的安全可靠，在预制墙板3与第一L型连接板1-3和第二L型连接板2-3之间设置隔热垫板还可起到保温与隔断“热桥”效果。即该外挂连接结构能够安全可靠的连接预制墙板3与钢框架和楼板6，采用外挂连接装置能够在实现外墙板生产标准化的前提下，实现快速安装，减少施工现场作业工作量，提高施工效率和安装质量。

具体的，如图2和图3所示，所述第一L型连接板1-3包括第一横向板1-32 和第一竖向板1-33；所述第一竖向板1-33平行于所述预制墙板3板面设置，所述第一通孔1-31开设于所述第一竖向板1-33；所述第一横向板1-32垂直于所述第一竖向板1-33设置，且所述第一横向板1-32设于所述第一竖向板1-33上方，所述第一横向板1-32设于所述第一竖向板1-33远离所述预制墙板3一侧，所述第一横向板1-32固定连接所述上钢框架梁4下翼缘，所述第一隔热垫板1-4 设为L型隔热垫片，所述第一隔热垫板1-4的竖向板面平行于所述第一竖向板 1-33设置，且开设有所述第二通孔，所述第一隔热垫板1-4的横向板面设于其竖向板面上方，且第一隔热垫板1-4的横向板面设于其竖向板面远离所述第一L 型连接板1-3一侧，所述第一隔热垫板1-4的横向板面设于所述上钢框架梁4 下翼缘和所述预制墙板3之间。

具体的，所述第一L型连接板1-3还包括用于连接所述第一横向板1-32和第一竖向板1-33的第一加劲肋1-34，所述第一加劲肋1-34设为多个。例如，所述第一加劲肋1-34设为两个。第一加劲肋1-34的设置可以增强上连接组件1 的结构稳定性。

具体的，如图4和图5所示，所述第二L型连接板2-3包括第二横向板2-32 和第二竖向板2-33；所述第二竖向板2-33垂直于所述预制墙板3板面设置，所述第三通孔2-31开设于所述第二竖向板2-33；所述第二横向板2-32垂直于所述第二竖向板2-33设置，且所述第二横向板2-32设于所述第二竖向板2-32下方，所述第二横向板2-32设于所述第二竖向板2-33远离所述预制墙板3一侧，所述第二横向板2-32固定连接所述楼板6钢筋，所述第二隔热垫板2-4设为L 型隔热垫片，所述第二隔垫板2-4的竖向板面平行于所述第二竖向板2-32设置，且开设有所述第四通孔，所述第二隔垫板2-4的横向板面设于其竖向板面下方，且第二隔垫板2-4的横向板面设于其竖向板面远离所述第二L型连接板2-3一侧，所述第二隔垫板2-4的横向板面设于所述楼板6和所述预制墙板3之间。

具体的，所述第二L型连接板2-3还包括用于连接第二横向板2-33和第二竖向板2-32的第二加劲肋2-34，所述第二加劲肋2-34设为多个。例如，所述第二加劲肋2-34设为两个。第二加劲肋2-34的设置可以增强下连接组件2的结构稳定性。

具体的，所述第一L型连接板1-3和所述第二L型连接板2-3均设为热弯L 型钢板。

具体的，所述第一隔热垫板1-4和第二隔热垫板2-4均设为由保温材料制成的隔热垫板。

具体的，所述保温材料优选采用低压缩性的保温材料。

具体的，所述第一螺纹连杆1-2和所述第二螺纹连杆2-2均设为高强度直螺杆。

具体的，所述第一固定螺母1-5和所述第二固定螺母2-6均设为高强度螺母。

具体的，所述固定连接采用焊接方式连接。所述第一L型连接板1-3与上钢框架梁4下翼缘焊接连接牢固可靠，焊缝承受剪力、拉力与弯矩，能够保证上连接组件的安全可靠；第二L型连接板2-3与楼板6钢筋焊接连接牢固可靠，焊缝承受剪力、拉力与弯矩，能够保证下连接组件的安全可靠。

具体的，所述第一通孔1-31和第二通孔设为形状相同的第一椭圆通孔，所述第一椭圆通孔的长轴方向沿着竖直方向设置；所述第三通孔1-42和第四通孔设为形状相同的第二椭圆通孔，所述第二椭圆通孔的长轴方向沿纵向设置，所述纵向垂直于横向和竖直方向。上连接组件中用于穿设第一螺纹连杆的第一通孔和第二通孔设为长轴方向沿着竖直方向设置的椭圆孔，下连接组件中用于穿设第二螺纹连杆的第三通孔和第四通孔设为长轴方向沿着纵向设置的椭圆孔，可使外挂的预制大墙板与钢框架结构变形协调，防止预制墙板产生应力破坏。

具体的，所述外挂连接装置包括多个上连接组件1，以及与所述上连接组件 1一一对应设置的下连接组件2，所述下连接组件2设于所述上连接组件1的正下方，多个所述上连接组件1相对于所述预制墙板3的竖直中心线对称设置。上连接组件1和下连接组件2在预制墙板3两侧成对称布置排列，布置合理可均匀分布受力，使上连接组件1和下连接组件2能承受外挂墙板3的自重与风吸力、风压力，保证整个外挂连接装置的安全可靠。例如如图7所示，上连接组件1和下连接组件2均设为两个。

具体的，所述外挂连接装置还包括预制墙板3和楼板6；所述预制墙板3包括钢筋混凝土外墙板层3-1，所述第一锚板1-1和所述第二锚板2-1均预埋于所述钢筋混凝土外墙板层3-1中，且与所述钢筋混凝土外墙板层3-1内的钢筋焊接。

具体的，所述预制墙板3包括从外而内依次设置的钢筋混凝土外墙板层3-1、墙板肋3-2、保温层3-3和内装饰层；所述墙板肋3-2为设置在钢筋混凝土外墙板层3-1的受力薄弱部位的突出的板肋，所述保温层3-3固定于墙板肋3-2内侧面且超出墙板肋3-2厚度，所述保温层3-3开设有用于安装所述第一L型连接板1-3和第二L型连接板2-3的安装孔，所述保温层3-3选用能起到外挂自保温预制墙板3保温作用的材料，使预制墙板3达到国家规定的保温效果，所述保温层3-3与内装饰层牢固连接，起到室内装饰作用。

为了更好的理解上述实施例提供的外挂连接装置，对其结构参数的计算过程说明如下：

外挂连接装置与预制墙板3的荷载计算。风荷载根据《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012)8.1.1条2款，计算围护结构时，应按式W

外挂连接装置与预制墙板3的荷载的内力组合，竖直方向的重力作用，根据《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012)3.2.3条2款，

外挂连接装置与预制墙板3中焊接的焊缝强度根据《钢结构设计标准》(GB50017-2017)11.2.2条计算公式为

外挂连接装置与预制墙板3中的螺纹连接杆计算，考虑墙板自重与风荷载在螺纹连接杆位置的偏心影响，根据《建筑结构可靠性设计统一标准》 (GB50068-2018)8.2.4条及8.2.9条，根据《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012) 3.2.3条计算公式为

通过上述参数计算设计，可保证通过外挂连接装置连接的预制墙板3和楼板6的钢框架梁等构件的各种力学性能都应符合相关规范标准要求。