本发明具体涉及一种钢板混凝土墙体的墙板模块、核工业厂房、制作方法。
背景技术:
1、目前核电领域已进入到安全、高效的发展时期,核电业主及建造单位对工程质量、工期、工程造价等均提出了更高的要求及目标。然而传统的施工、安装方法,受施工逻辑等的制约,工期优化的空间已经非常有限;而研制先进的施工技术、建造方式以及改变传统施工及安装工艺对资源占用的问题,还能够达到提高工程质量、降低安全隐患、缩短建造工期的目的。
2、现今模块化技术在提高施工质量、缩短工期、减少人力投入及提高效率等方面均有显著的作用。模块化技术中,钢板混凝土组合墙体结构通常可用作楼板、墙体。相比普通钢筋混凝土结构来说具有以下优势:钢板与混凝土组合受力,能显著提高构件承载力、延性和抗冲击爆炸能力;钢板具有各向同性的抗拉能力,适用于异形不规则构件;钢板还可兼做混凝土模板,简化现场支模工序。
3、然而,在核电领域如核岛厂房中,厂房的墙体往往需要设置大量的孔洞,用于电缆、管路等管线结构穿过。而钢板混凝土组合墙体结构拆改难度十分大,当用于核电领域厂房,在留置这些孔洞时,通常会对原有墙体造成大量的调整、修改工作,而这些修改工作不仅需投入大量人力和时间,还可能造成墙体的强度下降等问题。
技术实现思路
1、本发明的发明人发现,目前很难在设置完成的钢板混凝土组合墙体结构上进行拆改的原因是,对于双钢板的钢板混凝土组合墙体结构,通常在墙板模块(即未浇筑混凝土的部分)的两侧钢板间设置拉筋,如图1和图2所示,拉筋与两侧钢板采用穿孔塞焊的连接方式。拉筋的作用包括连接双侧钢板,使其可以抵抗吊装、浇筑等施工载荷;同时,用于承担使用阶段由各类荷载产生的平面外剪力。而一旦进行开孔、拆改等操作,就需要改变原本墙板模块内部的拉筋布局,破坏墙板模块的结构平衡,导致墙板模块很难达到原本的结构强度。
2、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足,提供一种钢板混凝土墙体的墙板模块,该墙板模块结构简单,布局合理,能够为穿墙管线提供路径,同时不破坏原本的结构平衡,提高施工灵活性,降低施工难度,提高经济性。本发明还提供一种核工业厂房、混凝土单元制作方法及核工业厂房的制作方法。
3、本发明提供一种钢板混凝土墙体的墙板模块,包括墙板、拉筋和套管,所述墙板上按设定布局方式设置多个拉结位,墙板包括第一区域和第二区域,所述第二区域为穿墙管线需贯穿墙板的区域,所述拉筋处于相对设置的两个墙板之间,且拉筋的两端分别连接在第一区域内的拉结位上,所述套管呈与拉筋截面等效强度满足设定关系的管状结构,套管处于相对设置的两个墙板之间,且套管的两端分别连接在第二区域内的拉结位上,以将套管的内孔作为穿墙管线贯穿墙板的通道。
4、进一步地,套管与拉筋的截面等效强度满足的所述设定关系为:
5、fy2·as2≥fy1·as1
6、其中,fy1为拉筋的材质强度,as1为拉筋截面积,fy2为套管材质强度,as2为套管截面积,且套管的材质等级不大于墙板的材质等级。
7、进一步地,所述套管的外径d和厚度h满足以下公式,以使套管与拉筋的截面等效强度满足设定关系:
8、
9、其中,s为穿墙管线贯穿墙板所需的截面积。
10、进一步地,所述拉结位的设定布局方式为纵向和横向等间距的正方形阵列布局。
11、进一步地,所述墙板在对应每个拉结位处均设有连接孔,用于连接拉筋或套管。
12、进一步地,所述拉筋的两端分别焊接连接在两个墙板对应拉结位设置的连接孔中。
13、进一步地,所述套管的两端分别焊接连接在两个墙板对应拉结位设置的连接孔中。
14、进一步地,钢板混凝土墙体的墙板模块还包括连接组件,所述连接组件包括第一垫片、第二垫片和第三垫片,所述套管的两端分别穿设在两个墙板对应拉结位设置的连接孔中,所述第一垫片和第二垫片均套设在套管的一端上,且分别位于套管该端所穿设的连接孔的外侧和内侧,以夹持固定该连接孔所处墙板,所述第三垫片套设在套管的另一端上,且位于套管该另一端所穿设的连接孔的外侧,从而与第一垫片一同夹持固定两个墙板。
15、进一步地,所述第二垫片焊接连接在套管上。
16、进一步地,所述套管的两端设有外螺纹,所述第一垫片和第三垫片的内孔中均设有内螺纹,第一垫片和第三垫片均通过螺纹紧固连接在套管上。
17、本发明还提供一种核工业厂房,核工业厂房的墙板和/或楼板包括混凝土单元,所述混凝土单元以上述的钢板混凝土墙体的墙板模块作为浇筑模板,通过在所述墙板模块内浇筑混凝土形成。
18、本发明还提供一种混凝土单元制作方法,包括以下步骤:预制得到上述的钢板混凝土墙体的墙板模块;
19、将墙板模块吊运安装在设定位置;
20、在所述墙板模块内浇筑混凝土,以形成混凝土单元。
21、进一步地,在所述将墙板模块吊运安装在设定位置之后,还包括以下步骤,以使墙板模块允许临时改变位置的穿墙管线通过:在墙板上对应穿墙管线通过处的拉结位上开设连接孔;
22、将带有第二垫片的套管的两端分别穿入两个墙板的连接孔中,使第二垫片与一个连接孔的内侧顶紧;
23、将第一垫片固定在套管上,并顶紧第二垫片所对应的该连接孔的外侧;
24、将第三垫片固定在套管上,并顶紧另一个连接孔的外侧。
25、本发明还提供一种核工业厂房的制作方法,包括以下步骤:采用上述的混凝土单元制作方法制作形成墙体和/或楼板的混凝土单元;
26、在铺设穿墙管线时,将穿墙管线穿过墙板模块的套管的内孔,以进入墙体和/或楼板的另一侧空间内。
27、本发明提供一种钢板混凝土墙体的墙板模块,墙板模块的墙板上按设定布局方式预设设置多个拉结位,预先规划好穿墙管线需要贯穿墙板的位置,据此将墙板划分为第一区域和第二区域,拉筋连接在墙板中第一区域内的拉结位上,并采用与拉筋截面等效强度满足设定关系的管状结构套管连接在墙板中第二区域内的拉结位上,以将套管的内孔作为穿墙管线通过墙板的通道。
28、本墙板模块对于布置中需要穿设电缆及小型管线的区域,提前将原本的拉筋替换为套管,替换前后的结构截面等效强度满足设定关系,这一设定关系具体是使替换前后墙板的结构平衡和结构强度不受影响。套管的内孔作为通道也能允许管线贯穿墙板,因此无需进行现场拆改,避免投入大量人力和时间,降低现场施工强度和难度。且由于套管与拉筋截面等效强度满足设定关系,并布置在按设定布局方式布局的拉结位上,代替拉筋实现拉结,因此即便进行了替换,也没有改变墙板模块内部的布局方案,不会破坏墙板模块的结构平衡,套管也能够起到原本拉筋能够实现的抵抗吊装、浇筑施工载荷、承担外剪力等作用,即保证了墙板模块原本的结构强度,使套管在解决工装及平面外抗剪的同时,兼为电缆等物项穿过提供路径。
1.一种钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:包括墙板(1)、拉筋(2)和套管(3),
2.根据权利要求1所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于,套管(3)与拉筋(2)的截面等效强度满足的所述设定关系为:
3.根据权利要求2所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于,所述套管(3)的外径d和厚度h满足以下公式,以使套管(3)与拉筋(2)的截面等效强度满足设定关系:
4.根据权利要求1所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:所述拉结位的设定布局方式为纵向和横向等间距的正方形阵列布局。
5.根据权利要求1所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:所述墙板(1)在对应每个拉结位处均设有连接孔,用于连接拉筋(2)或套管(3)。
6.根据权利要求5所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:所述拉筋(2)的两端分别焊接连接在两个墙板(1)对应拉结位设置的连接孔中。
7.根据权利要求5所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:所述套管(3)的两端分别焊接连接在两个墙板(1)对应拉结位设置的连接孔中。
8.根据权利要求5所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:还包括连接组件(4),所述连接组件(4)包括第一垫片(41)、第二垫片(42)和第三垫片(43),
9.根据权利要求8所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:所述第二垫片(42)焊接连接在套管(3)上。
10.根据权利要求8所述的钢板混凝土墙体的墙板模块,其特征在于:所述套管(3)的两端设有外螺纹,
11.一种核工业厂房,其特征在于:所述核工业厂房的墙板和/或楼板包括混凝土单元,
12.一种混凝土单元制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
13.根据权利要求12所述的混凝土单元制作方法,其特征在于,在所述将墙板模块吊运安装在设定位置之后,还包括以下步骤,以使墙板模块允许临时改变位置的穿墙管线通过:
14.一种核工业厂房的制作方法,其特征在于,包括以下步骤: