技术领域
[0001] 本
发明涉及属于装配式建筑领域，特别涉及一种大跨度可变空间的装配式建筑及其建造方法。
背景技术
[0002] 建筑工业化是我国建筑业可持续发展的必然方向，是提高劳动生产率、提高工程
质量和技术进步、实现建筑业转型升级的重要途径。实现建筑工业化建造技术能大幅减少用工、缩短工期、改善工人作业条件、降低劳动强度，符合“四节一环保”要求，是我国建筑企业、建筑行业转型发展的必由之路，已在国内蓬勃发展。
[0003] 目前国内装配式建筑多见于多层或
高层建筑，大多采用湿连接方式，装配施工效率未得到很大提升，构件种类多样，不利于工厂化生产，生产效率低。用于低层建筑的装配式建筑体系研发较少，国内传统低层建筑建好后，其内部功能空间基本不可变，剪
力墙布置较密集，占用很大使用空间。
发明内容
[0004] 本发明针对用于低层建筑的装配式建筑体系较少，装配施工效率不高，构件种类多，生产效率低，建筑内部功能空间不可变，剪力墙占用使用空间等问题，提供一种宽度可变空间的装配式建筑及其建造方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为是：
[0006] 一种大跨度可变空间的装配式建筑，包括柱、梁、楼板、女儿墙、外围护墙和内隔墙，所述柱固定在
基础上，所述梁固定在所述柱的
牛腿上，所述楼板固定在所述梁上，所述女儿墙固定在所述柱上，所述外围护墙固定在所述梁上，所述内隔墙固定在所述楼板上，在所述楼
板面上浇筑形成叠合屋
面层。
[0007] 优选的，所述柱上设置有牛腿上方受力筋、牛腿下部受力筋、牛腿预埋拉结
钢板、牛腿预埋承压钢板和牛腿预埋支承钢板，所述牛腿上方受力筋和所述牛腿预埋拉结钢板
焊接连接，所述牛腿下部受力筋和所述牛腿预埋支承钢板焊接连接；所述梁上设置有梁上部受力筋、梁端预埋拉结钢板、梁下部受力筋和梁端预埋支承钢板，所述梁上部受力筋和所述梁端预埋拉结钢板焊接连接，所述梁下部受力筋和所述梁端预埋支承钢板焊接连接；所述柱和所述梁连接时，所述梁承接在所述牛腿预埋承压钢板上，所述梁端预埋拉结钢板和所述牛腿预埋拉结钢板焊接连接，所述梁端预埋支承钢板和所述牛腿预埋支承钢板焊接连接。
[0008] 优选的，所述梁包括L型梁和T型梁，所述L型梁布置在建筑外围，所述T型梁布置在中间
位置。
[0009] 优选的，所述梁包括主梁和次梁，所述主梁上设预埋锚栓，所述次梁上设预留通孔；所述主梁和所述次梁连接时，所述预埋锚栓插入所述预留通孔，灌浆料填实所述预留通孔。
[0010] 优选的，所述梁内设有预埋件；所述楼板采用工厂预制的预
应力空心板，在所述预应力空心板的端头芯孔正上方开设矩形
槽口，所述矩形槽口端头设有板孔堵
块；所述梁与所述预应力空心板连接时，所述矩形槽口内设有第一
钢筋网片，相邻的两块所述预应力空心板间的缝隙内设有第二
钢筋网片，所述第一钢筋网片和所述第二钢筋网片靠近所述梁的一端与所述预埋件焊接连接，细石
混凝土填实所述梁和所述预应力空心板的连接处、所述矩形槽口以及相邻的两块所述预应力空心板间的缝隙。
[0011] 优选的，当所述楼板作为屋面板，所述梁与所述屋面板连接时，所述预应力空心板的上表面铺设第三钢筋网片，所述第二钢筋网片和所述第三钢筋网片通过绑扎连接，细石混凝土填实所述预应力空心板上表面的所述第三钢筋网片，形成混凝土层。
[0012] 优选的，所述外围护墙的上下
水平端面设有企口，左右竖向端面设有凹槽。
[0013] 优选的，所述外围护墙与位于上下方的所述梁连接时，上方的所述梁的底部以及下方的所述梁的顶部设有第一预埋
螺栓，所述外围护墙的上下部均设有第二预埋螺栓，所述外围护墙的上部与上方的所述梁的底部连接时，上部连接件分别固定连接位于该位置的所述第一预埋螺栓和所述第二预埋螺栓；所述外围护墙的下部与下方的所述梁的顶部连接时，下部连接件分别固定连接位于该位置的所述第一预埋螺栓和所述第二预埋螺栓。
[0014] 优选的，所述内隔墙与位于上下方的所述楼板连接时，U型卡固定在下方的所述楼板上，所述U型卡的底面涂弹性填充材料，所述内隔墙安装在所述U型卡内，所述内隔墙的顶部
喷涂弹性填充材料，所述内隔板的顶部用L型连接件固定到上方的所述楼板上。
[0015] 一种建造前述一种大跨度可变空间的装配式建筑的方法，包括如下步骤：
[0016] S1：提供建筑建造所需的柱、梁、楼板、外围护墙和内隔墙；
[0017] S2：柱固定在基础上；
[0018] S3：梁固定在柱的牛腿上；
[0019] S4：楼板固定在梁上；
[0020] S5：外围护墙固定在梁上以及将内隔墙固定在楼板上；
[0021] S6：在楼板面上进行浇筑，形成叠合屋面层。
[0022] 与
现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0023] 本发明采用干式连接、
预应力混凝土技术，结合传统
框架结构建筑，提出了一种适用于低层装配式建筑的大跨度可变空间建筑体系，完善了用于低层建筑的装配式建筑体系较少的不足；
[0024] 由于预应力混凝土具有结构截面小、自重轻、
刚度大、抗裂度高、耐久性好和材料省等特点，可做到很大跨度，减少了梁构件的数量，可加大柱与柱之间的跨距，使得该建筑具有大跨度的特性；
[0025] 在安装施工时楼板可直接吊放在梁上，免去搭设楼板支承的工序，构件安装时采用焊接、螺栓连接等干式连接工法，施工安装效率大大提高；
[0026] 采用本发明提供的构件制造方法，机械化程度高，可实现构件高效生产，构件成本显著降低，节约
能源，节约材料，减少污染等；
[0027] 本发明继承了传统框架结构建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻、节省材料，使得建筑内部功能空间可采用内隔墙自由分隔，内隔墙厚度较传统剪力墙薄很多，使得建筑内部可用空间更多。
附图说明
[0029] 图2为本发明一实施例的内部结构示意图；
[0030] 图3为本发明一实施例的外观结构示意图；
[0031] 图4为本发明一实施例中柱牛腿的结构示意图；
[0032] 图5为本发明一实施例中梁端的构造示意图；
[0033] 图6为本发明一实施例中预应力空心板的结构示意图；
[0034] 图7为本发明一实施例中柱和梁的连接示意图；
[0035] 图8为本发明一实施例中主梁和次梁的连接示意图；
[0036] 图9为本发明一实施例中梁与楼板的连接示意图；
[0037] 图10为沿图9中1-1线的剖视图；
[0038] 图11为沿图9中2-2线的剖视图；
[0039] 图12为本发明一实施例中梁与屋面板的连接示意图；
[0040] 图13为沿图12中1-1线的剖视图；
[0041] 图14为沿图12中2-2线的剖视图；
[0042] 图15为本发明一实施例中外围护墙的结构示意图；
[0043] 图16为沿图15中1-1线的剖视图；
[0044] 图17为本发明一实施例中外围护墙与梁的连接示意图；
[0045] 图18为本发明一实施例中内隔墙和楼板的连接示意图。
[0046] 图中，1-柱；2-梁；3-楼板；4-女儿墙；5-叠合屋面层；6-外围护墙；7-内隔墙；11-牛腿预埋拉结钢板；12-牛腿预埋承压钢板；13-牛腿；14-牛腿预埋支承钢板；20-主梁；21-梁上部受力筋；22-梁端预埋拉结钢板；23-梁下部受力筋；24-梁端预埋支承钢板；25-预留通孔；26-预埋锚栓；30-预应力空心板；31-矩形槽口；32-钢筋网片；33-钢筋网片；34-预埋件；35-钢筋网片；36-板孔堵块；37-空腔；38-调整块；61-企口；62-保温板；63-混凝土；64-凹槽；65-窗洞；66-
门洞；70-内隔墙；71-U型卡；72-射钉；73-弹性填充材料；74-L型连接件；
101-钢条板；102-钢条板；200-次梁；301-钢筋网片；303-钢筋网片；304-钢筋网片；305-预埋件；307-调整块；308-板孔堵块；601-预埋螺栓；602-上部连接件；603-
螺母；604-预埋螺栓；605-下部连接件。
具体实施方式
[0047] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0048] 如图1-18所示，一种大跨度可变空间的装配式建筑，包括柱1、梁2、楼板3、女儿墙4、外围护墙6和内隔墙7，柱1固定在基础上，梁2固定在柱1的牛腿上，楼板3固定在梁2上，女儿墙4固定在柱1上，外围护墙6固定在梁2上，内隔墙7固定在楼板3上，在楼板3面上浇筑形成叠合屋面层5。
[0049] 本实施例中，柱1固定在与地基
接触的承重构件上，通过承重构件将建筑的荷载传给地基。梁2架设在柱1与柱1之间的牛腿13上。女儿墙4为顶层的小
围栏，固定在柱1上。外围护墙6固定在梁2上，作为建筑的外围。内隔墙7固定在楼板3上，连接上下两层楼，用于分隔建筑室内空间。在顶层楼板3面上用细石混凝土进行浇筑形成叠合屋面层5。
[0050] 在一个实施例中，如图4所示，柱1为工厂预制的
钢筋混凝土带牛腿多层柱，通常为一柱到顶。柱1上设置有牛腿上方受力筋、牛腿下部受力筋、牛腿预埋拉结钢板11、牛腿预埋承压钢板12和牛腿预埋支承钢板14，牛腿上方受力筋和牛腿预埋拉结钢板11焊接连接，牛腿下部受力筋和牛腿预埋支承钢板14焊接连接。如图5所示，梁上设置有梁上部受力筋21、梁端预埋拉结钢板22、梁下部受力筋23和梁端预埋支承钢板24，梁上部受力筋21和梁端预埋拉结钢板22焊接连接，梁下部受力筋23和梁端预埋支承钢板24焊接连接。如图7所示，柱1和梁2连接时，梁2承接在牛腿预埋承压钢板12上，梁端预埋拉结钢板22和牛腿预埋拉结钢板11焊接连接，梁端预埋支承钢板24和牛腿预埋支承钢板14焊接连接。
[0051] 在一个实施例中，如图7所示，将钢条板101、梁端预埋拉结钢板22和牛腿预埋拉结钢板11焊接连接，将钢条板102、梁端预埋支承钢板24和牛腿预埋支承钢板14焊接连接。该设计中，柱1固定好后，梁2吊放在柱1牛腿13上，将钢条板101、梁端预埋拉结钢板22和牛腿预埋拉结钢板11焊接连接，将钢条板102、梁端预埋支承钢板24和牛腿预埋支承钢板14焊接连接。增加焊接的钢条板101和钢条板102起到防护和稳固的作用。
[0052] 在一个实施例中，梁2为工厂预制的钢筋混凝土构件，按照形状区分，梁2分为L型梁和T型梁，靠建筑外围布置的为L型梁，布置在中间位置的为T型梁，梁端设置成企口。
[0053] 在一个实施例中，如图8所示，按照连接关系区分，梁2包括主梁20和次梁200，主梁20上设预埋锚栓26，次梁200上设预留通孔25；主梁20和次梁200连接时，预埋锚栓26插入预留通孔25，灌浆料填实预留通孔25。该设计中，主梁20固定好后，将次梁200吊放在主梁20上，使预埋锚栓25刚好通过次梁200的预留通孔25，再向预留通孔25内灌入灌浆料。
[0054] 在一个实施例中，如图6所示，楼板3为工厂预制的预应力空心板30，该预应力空心板30为LVF(大跨度可变空间)装配式房屋体系的基础
底板、楼面板或屋面板。宽度固定，长度可任意切割。在预应力空心板30的端头芯孔上方开设矩形槽口31。
[0055] 如图9-11所示，梁2与楼板3(基础底板、楼面板)连接，L型梁、T型梁与楼板3的连接可采用相同方式。梁2内设有预埋件34，将梁2固定好后，将预应力空心板30吊放在两根梁2之间，梁2与预应力空心板30之间设调整块38。根据需要，采用不同厚薄程度的调整块38，以便将预应力空心板30平稳地架设在梁2上。预应力空心板30的矩形槽口31端头设有板孔堵块36；矩形槽口31内设有钢筋网片32，相邻的两块预应力空心板30间的缝隙内设有钢筋网片33，钢筋网片32和钢筋网片33靠近梁2的一端与预埋件34焊接连接，通过振捣密实，使细石混凝土填实梁2和预应力空心板30的连接处的空腔37、矩形槽口31以及相邻的两块预应力空心板30间的缝隙，从而完成梁2与预应力空心板30的连接。
[0056] 在一个实施例中，如图12-14所示，梁2与楼板3(屋面板)连接，L型梁、T型梁与楼板3的连接可采用相同方式。梁2内设有预埋件305，在梁2固定好后，将预应力空心板30吊放在两根梁2间，梁2与预应力空心板30间设有调整块307。预应力空心板30开槽端头设有板孔堵块308。将钢筋网片303放入预应力空心板30的矩形槽口31内，将钢筋网片304放入两块预应力空心板30之间的缝隙内。钢筋网片303和钢筋网片304靠近梁2一端与梁2内的预埋件305焊接连接，再在预应力空心板30上表面铺设钢筋网片301，钢筋网片301通过绑扎钢筋网片
304连接。最后在预应力空心板30上表面浇筑5-10cm厚的混凝土，振捣密实，完成连接，同时完成屋面找坡。
[0057] 在一个实施例中，如图15-16所示，外围护墙6为工厂预制的钢筋混凝土实心墙板或夹芯保温墙或带饰面夹芯保温一体化墙板。该墙板上下水平端面设有企口61，左右竖向端面设有凹槽64。根据需要可设置窗洞65或门洞66。当外围护墙6为夹芯保温墙板时，墙体内设有保温板62，保温板62周围为混凝土63。
[0058] 如图17所示，外围护墙6与位于上下方的梁2连接时，上方的梁2的底部以及下方的梁2的顶部设有第一预埋螺栓601，外围护墙6的上下部均设有第二预埋螺栓604，外围护墙6的上部与上方的梁2的底部连接时，上部连接件602分别固定连接位于该位置的第一预埋螺栓601和第二预埋螺栓604；外围护墙6的下部与下方的梁2的顶部连接时，下部连接件605分别固定连接位于该位置的第一预埋螺栓601和第二预埋螺栓604。优选的，上部连接件602和下部连接件605呈L形。安装过程中，梁2安装固定好后，将上部连接件602和下部连接件605预装到第一预埋螺栓601上，用螺母603固定，再将外围护墙6吊至合适位置，将第二预埋螺栓604、上部连接件602和下部连接件605用螺母603固定，完成连接。
[0059] 在一个实施例中，内隔墙7为工厂预制的轻质墙体。该墙体可采用陶粒混凝土、发泡混凝土、
蒸汽加压混凝土等材料制成，可制成空心结构，增强
隔音性。墙体宽度、长度和宽度固定。
[0060] 如图18所示，内隔墙70与预应力空心板30连接，在下部预应力空心板30上画好
定位线后，将U型卡71用射钉72固定在预应力空心板30上；在U型卡71底面涂弹性填充材料73，将内隔墙70安装到U型卡71内，用射钉72将U型卡71和内隔墙70固定；调好墙体垂直度，将L型连接件74用射钉72固定到顶部预应力空心板30上，确保L型连接件74的另一面紧贴内隔墙面；在内隔墙70顶部喷涂弹性填充材料73后，用射钉72将两个L型连接件74和内隔墙70固定，完成连接。
[0061] 在一个实施例中，女儿墙4为工厂预制的钢筋混凝土实心墙或夹芯墙板构件，可以理解为缩小版的外围护墙板。其安装固定方式同外围护墙6与梁连接的方式。
[0062] 如图1-18所示，一种建造如前述一种大跨度可变空间的装配式建筑的方法，包括如下步骤：
[0063] S1：提供建筑建造所需的柱1、梁2、楼板3、外围护墙6和内隔墙7；
[0064] S2：柱1固定在基础上；
[0065] S3：梁2固定在柱1的牛腿上；
[0066] S4：楼板3固定在梁2上；
[0067] S5：外围护墙6固定在梁2上以及将内隔墙7固定在楼板3上；
[0068] S6：在楼板3面上进行浇筑，形成叠合屋面层5。
[0069] 在一个实施例中，柱1、梁构件的制造方法如下：
[0070] 在工厂的固定模台上，组装好柱1、梁构件的模具，将预先绑扎好的柱1、梁钢筋笼吊入模具内，调整好位置，操作混凝土布料机，完成柱1、梁构件混凝土布料，布料的同时，开启位于模具挡边上的振动器，完成混凝土振捣。再用篷布
覆盖柱1、梁构件及模具，在篷布空间内通入蒸汽，当混凝土达到一定强度，即完成柱1、梁构件的养护工作。最后撤去篷布，拆除模具，将预制好的柱1、梁构件运往堆场存放。
[0071] 在一个实施例中，楼板3构件的制造方法如下：
[0072] 本发明体系中的楼板3为预应力空心板构件，该构件采用先张法预应力工艺来生产。首先将预应力钢筋按规定在条形平台上铺设，再将预应力钢筋固定到台座式液压张拉设备上并张拉，通过条形平台上的轨道移动设备，完成设备对
干硬性混凝土的冲捣
挤压，通过设备前端的模具形成产品。向条形平台下方的盘状管道内通入热源，进行构件养护，当混凝土经过养护，达到一定强度后拆除边模和肋模，放张并切断预应力钢筋，最后按所需长度切割预应力空心板。先张法预应力混凝土工艺具有生产工艺简单、生产效率高、质量易控制、成本低等特点。
[0073] 在一个实施例中，外围护墙6、女儿墙4构件的制造方法如下：
[0074] 本发明体系中的外围护墙6、女儿墙4构件为钢筋混凝土实心墙板或夹芯墙板或带饰面夹芯保温一体墙板，具有不出筋的特性。构件拆分设计时，按通用宽度模数拆分，可减少构件规格，采用全自动流水线方式生产。全自动流水线由混凝土成型流水线设备以及自动钢筋加工流水线设备两部分组成。通过
计算机编程软件控制，将这两部分设备自动衔接起来，实现图样输入、模板自动清理、机械手画线、机械手组模、
脱模剂自动喷涂、钢筋自动加工、钢筋机械手入模、混凝土自动浇筑、机械自动振捣、计算机控制自动养护、翻转机、机械手抓取边模入库等全部工序都由机械手来自动完成。全自动流水线法，生产效率得到显著提升。
[0075] 在一个实施例中，内隔墙7构件的制造方法如下：
[0076] 本发明体系中的内隔墙7构件可由陶粒混凝土、发泡混凝土、蒸汽加压混凝土等材料制成，可制成空心结构，增强隔音性。墙体宽度、长度、厚度固定的特性，便于采用流动并列式组合立模工艺生产。并列式组合模具由固定的模板、两面可移动模板组成。在固定模板和移动模板内壁之间是用来制造预制构件的空间。流动并列式组合立模可以通过轨道运输移送到各个工位，先是组装立模，然后钢筋绑扎，接下来浇筑混凝土，最后运到养护窑集中养护，达到一定强度后再运到脱模区进行脱模，从而完成组合立模生产墙板的全过程。其主要优点是可以集中养护构件。流动并列式组合立模应用在轻质隔墙板生产工艺中，工艺成熟、产量高、自动化程度较高。
[0077] 在一个实施例中，步骤S5中，先将外围护墙6安装在梁上，然后将内隔墙7安装在楼板3上。该设计中，通过先安装外围护墙6，后安装内隔墙7的先后顺序可以加快施工速度，缩短施工周期。而女儿墙4的安装时间则可以根据施工情况选择在合适的时机安装，对此并不作任何限制。
[0078] 以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、
修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
