一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种建筑结构装置及施工方法，尤其涉及一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置及其安装施工方法。
背景技术
变形缝装置是指覆盖建筑外墙伸缩缝的装置，变形缝装置既要能够保护建筑物设缝处的外观完整和美观，还要有适应建筑物在地震、风荷载等不利工况下结构变形的能力，当建筑设计有要求时，变形缝在配置相应构造后，具备防水、防火、隔热能力。目前建筑工程中所用的变形缝存在的问题是：
1.目前建筑工程中所用的变形缝大多是一种成品化变形缝装置，是一种工业化产品，变形缝装置尚无统一的国家标准和行业标准，大多为厂家编制的企业标准，也有部分地方性图集，此类图集中变形缝普遍表达为一般构造和基本要求，还需要设计院作进一步的深化设计；
2.上述变形缝的使用范围也大多限于混凝土结构或砌体结构建筑，而对于钢结构建筑（伸缩缝两侧为钢柱），则无相应适用的连接构造；
3.市场上销售的成品变形缝普遍采用铝合金或不锈钢材质的成套变形缝装置，价格昂贵，其连接构造和安装都比较复杂，对于建筑外立面装饰要求不高的普通住宅、办公楼、教学楼等建筑使用此类变形缝，工程所付出成本和工期代价较高。
4.根据国家规范，钢结构建筑变形缝是混凝土结构变形缝的1.5倍，因此对于高层钢结构建筑，如果设置变形缝的话往往会特别宽大，既不美观，又不经济。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置及其施工方法，以克服已有技术所存在的上述不足。
本发明采取的技术方案是：一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置，所述变形缝装置为遮盖钢结构建筑简易外墙变形缝的装置，钢结构建筑简易外墙变形缝的两侧分别为左钢柱和右钢柱；该变形缝装置包括龙骨、内盖板、外盖板和钢丝网，所述龙骨为镀锌方管，所述镀锌方管对称安装在左钢柱和右钢柱的内侧，即左侧的镀锌方管安装在左钢柱内侧，右侧的镀锌方管安装在右钢柱内侧，所述内盖板为“L”形结构的金属板，包括遮盖面和与其垂直的连接面，内盖板的连接面朝内与一侧的镀锌方管固定连接，内盖板的遮盖面伸过变形缝搭接在另一侧的镀锌方管外表面从而将变形缝遮盖；
所述外盖板包括左盖板和右盖板，左盖板和右盖板结构相同均为“L”形结构的金属板，包括横向面和与其垂直的突出面，左盖板和右盖板对称布置安装，左、右盖板的横向面分别覆盖在左、右钢柱的钢柱翼板表面并延伸覆盖在内盖板的遮盖面上，左、右盖板相对的两突出面之间留有缝隙，所述钢丝网分别覆盖在左盖板和右盖板的外表面并将左、右盖板与钢柱翼板表面搭接的边缝覆盖；
所述左盖板和右盖板与内盖板的遮盖面之间安装有防水橡胶条。
其进一步的技术方案是：
所述左钢柱和右钢柱为结构相同的矩形钢柱，包括矩形钢柱腹板和矩形钢柱翼板；所述镀锌方管对称安装在左、右矩形钢柱腹板内侧，即左侧的镀锌方管安装在左侧的矩形钢柱腹板内侧，右侧的镀锌方管安装在右侧的矩形钢柱腹板内侧，所述镀锌方管或直接与矩形钢柱腹板连接，或通过横向连接管与矩形钢柱腹板连接，即镀锌方管连接横向连接管的一端，横向连接管的另一端与矩形钢柱腹板连接。
更进一步：
所述左钢柱和右钢柱为结构相同的H形钢柱，包括H形钢柱腹板和H形钢柱翼板；所述镀锌方管对称安装在左、右H型钢柱翼板的翼缘内侧，即左侧的镀锌方管安装在左侧的H形钢柱翼板的翼缘内侧，右侧的镀锌方管安装在右侧的H形钢柱翼板的翼缘内侧，
所述镀锌方管或直接与H型钢柱翼板的翼缘连接，或通过横向连接管与H型钢柱翼板的翼缘和H形钢柱腹板连接，即镀锌方管连接横向连接管的一端，横向连接管的另一端切角后与H形钢柱腹板和H型钢柱翼板的翼缘连接。
又进一步：
所述龙骨的里侧依次安装有橡胶止水带和保温防火隔离带，所述橡胶止水带和保温防火隔离带的两端分别与左、右两钢柱的矩形钢柱腹板或H形钢柱腹板连接。
所述外盖板和内盖板用1mm厚不锈钢板或1mm厚铝合金板制成，所述短钢筋压条为直径d=10mm的螺纹钢，长度为L=100mm，所述镀锌钢丝网为10×10×1.0的镀锌钢丝网片，所述横向连接管为镀锌方管；所述防水橡胶条为具有弹性的、厚度为6mm～20mm嵌缝胶条，所述橡胶止水带采用氯丁橡胶止水带或三元乙丙橡胶止水带，所述保温防火隔离带采用岩棉保温防火隔离带。
其另一技术方案是：
一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置的施工方法，所述施工方法为上述技术方案一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置的施工方法，该变形缝装置的安装施工在主体钢结构验收符合质量要求后进行，包括如下步骤：
S1钢柱表面清理、修整：清除钢柱表面残留的焊渣、纸屑、砂浆，修补钢柱表面局部缺角和凹坑；
S2 安装龙骨：
S21所述钢柱为矩形钢柱，变形缝宽为150≤W＜300：
在矩形钢柱腹板弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，将镀锌方管分别焊接在左、右矩形钢柱腹板的内侧；
S22所述钢柱为矩形钢柱，变形缝宽W为300＜W≤500：
在矩形钢柱腹板弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，分别在左镀锌方管的左侧和右镀锌方管的右侧焊接横向连接管，左镀锌方管左侧的横向连接管与左矩形钢柱腹板的内侧焊接，右镀锌方管右侧的横向连接管与右矩形钢柱腹板的内侧焊接；
S23所述钢柱为H形钢柱，变形缝宽为150≤W＜300：
在H形钢柱翼板弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，将镀锌方管分别焊接在左、右H形钢柱翼板的翼缘内侧；
S24所述钢柱为H形钢柱，变形缝宽W为300＜W≤500：
在H形钢柱翼板和H形钢柱腹板上弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，分别在左镀锌方管的左侧和右镀锌方管的右侧焊接横向连接管，左镀锌方管左侧的横向连接管的左端切角后与左H形钢柱腹板和左H形钢柱翼板的翼缘焊接，右镀锌方管右侧的横向连接管的右端切角后与右H形钢柱腹板和H形钢柱翼板的翼缘焊接；
S25在步骤S21～S24中：
安装镀锌方管时要留出内盖板外表面与左、右外盖板之间安装防水橡胶条的厚度；
所有焊缝涂刷防锈漆2道；
S26在步骤S22和S24中：
安装的横向连接管水平设置，横向连接管外表面与矩形钢柱翼板或H形钢柱翼板的外表面处在同一平面，横向连接管的根数根据内盖板的高度确定，上下横向连接管之间的间距为300mm～500mm；
S3安装内盖板：用铆钉或沉头自攻钉将内盖板的连接面固定于镀锌方管内侧；镀锌方管在安装之前提前在其一侧钻孔，孔距300mm～500mm，铆钉或沉头自攻钉连接处用耐候填缝剂密封；
S4安装橡胶止水带：
通过点焊在矩形钢柱腹板、或H形钢柱腹板内侧的角钢先将橡胶止水带一端压紧，同法安装另一端，最后在止水带表面涂刷聚氨酯防水胶；
S5安装保温隔热层：分别在在矩形钢柱腹板、或H形钢柱腹板内侧焊接角钢，角钢需提前钻孔，孔距为300mm，随后填充保温防火隔离带，保温防火隔离带两侧用射钉或自攻钉与角钢固定牢固；
S6 安装外盖板：
先在外盖板横向面一端的内侧粘贴防水橡胶条，将其中一块外盖板点焊与钢柱固定，另一块外盖板用沉头自攻钉固定在镀锌方管上，其相对的两突出面之间留有缝隙，缝宽为30mm，沉头自攻钉连接处用耐候填缝剂密封；
S7覆盖钢丝网：在外盖板面上覆盖钢丝网2并焊接短钢筋压条1将钢丝网固定，钢丝网要铺满在外盖板外侧并覆盖外盖板与钢柱交界的区域；
S8所述变形缝装置由底至顶分层安装，每层高1000mm～3000mm，每层安装重复以上步骤S2-S7直至全部变形缝装置安装完成；
每安装上一层变形缝装置时：
（1）将上一层镀锌方管与下一层镀锌方管焊接固定；
（2）将上一层内盖板与下一层内盖板搭接铆钉固定，搭接长度为20～50mm；
（3）将上一层外盖板与下一层外盖板搭接后铆钉固定，搭接长度为20mm～50mm；
S9检查清理；全部变形缝装置安装完成后进行质量检查：要求外观平直，盖板对缝工整，盖板水平面、竖直面应与墙面装修面层保持一致，工程交付前应做好成品保护。
进一步：
在步骤S3中，也可预先将内盖板固定在镀锌方管一侧，然后随镀锌方管一起安装；
在步骤S4中，当变形缝宽度小于300mm时，止水带也可与镀锌方管一起安装，通过镀锌方管将其压紧固定；
在步骤S5中，当变形缝宽度小于300mm时，也可不用角钢固定，而直接将保温隔热层填充进变形缝内；
在步骤S6中，安装外盖板时，也可将两块外盖板分别用沉头自攻钉固定在左、右镀锌方管上，或同时通过点焊将两块外盖板与钢柱固定。
由于采取上述技术方案，本发明之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置及其施工方法具有以下有益效果：
1．本变形缝装置的以下特征的有益效果为：
（1）以镀锌方管作为龙骨，既能起到固定支承内外盖板的作用，同时可对内盖板一侧进行限位，保证了变形缝结构的整体性；
（2）内、外盖板是具有一定强度的金属面板，使变形缝装置具有一定的强度；
（3）外盖板为左右对称的两块，中间保留一定的间隙（如30mm，可为变形缝外盖板预留可自由弹性变形的间隙），由内盖板封闭遮挡变形缝，但两者是完全脱开，因此当主体结构没有较大变形时，内外盖板维持原状可以保持变形缝外观的完整，当有变形时内外盖板可以自由位移或错位直到变形消失后恢复原位，能适应建筑物在地震、风荷载等不利工况下结构变形的能力；
（4）内外盖板之间设防水橡胶条，既可以保护变形缝内盖板，又起到防渗止水的作用；
（5）镀锌钢丝网片覆盖外盖板及与钢柱交界区域，可使外盖板与外墙抹灰面层紧密结合，防止开裂，保证变形缝装置外观完整和美观，外层覆盖钢丝网，钢丝网两侧通过钢筋压条压紧固定，避免了外盖板的焊伤损坏，且施工操作方便；
（6）内层设置橡胶止水带和保温防火隔离带，具备防水、防火、隔热能力；
2．该变形缝适用于钢结构体系的简易外墙的伸缩，构造简单、没有复杂的连接构造，现场安装施工方便，工期短、造价低，工程质量易于控制。
下面结合附图和实施例对本发明之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置及其施工方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1为实施例一之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置结构示意图（矩形钢柱，变形缝宽W为150≤W＜300）；
图2为实施例二之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置结构示意图（矩形钢柱，变形缝宽W为300＜W≤500）；
图3为实施例三之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置结构示意图（H形钢柱，变形缝宽W为150≤W＜300）；
图4为实施例四之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置结构示意图（H型钢柱，伸缩缝变形缝宽W为300＜W≤500）；
图5～图6为外盖板结构示意图：
图5为主视图，图6为俯视图；
图7～图8为内盖板结构示意图：
图7为主视图，图8为俯视图。
图中：
1―短钢筋压条，2―钢丝网，3―外盖板，31―横向面，311―螺孔，32―突出面，4―防水橡胶条，5―内盖板，51―遮盖面，52―连接面，61―镀锌方管，62―横向连接管，7―角钢，8―橡胶止水带，9―保温防火隔离带，10―矩形钢柱腹板，11―矩形钢柱翼板，12―H形钢柱腹板，13―H形钢柱翼板，14―耐候填缝剂，15―铆钉或沉头自攻钉。
W为变形缝宽度（左右钢柱为矩形钢柱时，W为左、右矩形钢柱腹板之间的宽度，左右钢柱为H形钢柱时，W为左、右H形钢柱翼板翼缘之间的宽度）。
具体实施方式
实施例一
一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置，所述变形缝装置为遮盖钢结构建筑简易外墙变形缝的装置，钢结构建筑简易外墙变形缝的两侧分别为左钢柱和右钢柱；所述变形缝装置包括龙骨6、内盖板5、外盖板3和钢丝网2，所述龙骨为镀锌方管61，所述镀锌方管对称安装在左钢柱和右钢柱的内侧，即左侧的镀锌方管安装在左钢柱内侧，右侧的镀锌方管安装在右钢柱内侧，所述内盖板5为“L”形结构的金属板，包括遮盖面51和与其垂直的连接面52，内盖板的连接面52朝内与一侧的镀锌方管固定连接，内盖板的遮盖面51伸过变形缝搭接在另一侧的镀锌方管外表面从而将变形缝遮盖；
所述外盖板包括左盖板和右盖板，左盖板和右盖板结构相同均为“L”形结构的金属板，包括横向面31和与其垂直的突出面32，左盖板和右盖板对称布置安装，左、右盖板的横向面31分别覆盖在左、右钢柱的钢柱翼板表面并延伸覆盖在内盖板的遮盖面51上，左、右盖板相对的两突出面32之间留有缝隙，所述钢丝网2分别覆盖在左盖板和右盖板的外表面并将左、右盖板与钢柱翼板表面搭接的边缝覆盖；
所述左盖板和右盖板与内盖板的遮盖面之间安装有防水橡胶条4。
所述左钢柱和右钢柱为结构相同的矩形钢柱，包括矩形钢柱腹板10和矩形钢柱翼板11；
所述镀锌方管对称安装在左、右矩形钢柱腹板内侧，即左侧的镀锌方管直接与左侧的矩形钢柱腹板连接安装在矩形钢柱腹板内侧，右侧的镀锌方管直接与右侧的矩形钢柱腹板连接安装在矩形钢柱腹板内侧。
所述龙骨的里侧依次安装有橡胶止水带8和保温防火隔离带9，所述橡胶止水带8和保温防火隔离带9的两端分别与左、右两钢柱的矩形钢柱腹板连接。
该装置适用于矩形钢柱、缝宽为150≤W＜300的变形缝。
实施例二
一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置，其基本结构与实施例一相同，所述左钢柱和右钢柱为结构相同的矩形钢柱，包括矩形钢柱腹板10和矩形钢柱翼板11；
所不同的是：
所述镀锌方管通过横向连接管62与矩形钢柱腹板连接，即左侧镀锌方管的左端连接横向连接管62的一端，横向连接管的另一端与左侧的矩形钢柱腹板连接，右侧镀锌方管的右端连接横向连接管62的一端，横向连接管的另一端与右侧的矩形钢柱腹板连接。
该装置适用于矩形钢柱、缝宽为300＜W≤500的变形缝。
实施例三
一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置，其基本结构与实施例一相同，所不同的是：
所述左钢柱和右钢柱为结构相同的H形钢柱，包括H形钢柱腹板12和H形钢柱翼板13；
所述镀锌方管对称安装在左、右H型钢柱翼板的翼缘内侧，即左侧的镀锌方管直接与左侧的H形钢柱翼板的翼缘连接安装在H形钢柱翼板翼缘的内侧，右侧的镀锌方管直接与右侧的H形钢柱翼板的翼缘连接安装在H形钢柱翼板翼缘的内侧。
所述龙骨的里侧依次安装有橡胶止水带8和保温防火隔离带9，所述橡胶止水带8和保温防火隔离带9的两端分别与左、右两钢柱的H形钢柱腹板连接。
该装置适用于H形钢柱、缝宽为150≤W＜300的变形缝。
实施例四
一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置，其基本结构与实施例三相同，所述左钢柱和右钢柱为结构相同的H形钢柱，包括H形钢柱腹板12和H形钢柱翼板13；
所不同的是：
所述镀锌方管61通过横向连接管62与H型钢柱翼板的翼缘和H形钢柱腹板连接，即左侧的镀锌方管的左边连接横向连接管62的一端，横向连接管的另一端切角后与左边H形钢柱腹板和H型钢柱翼板的翼缘连接，右侧的镀锌方管的右边连接横向连接管62的一端，横向连接管的另一端切角后与右边H形钢柱腹板和H型钢柱翼板的翼缘连接；
（连接时横向连接管切角处连接H型钢柱翼板的翼缘，未切角的端头连接H形钢柱腹板）。
该装置适用于H形钢柱、缝宽为300＜W≤500的变形缝。
上述实施例一～实施例四中：
所述外盖板和内盖板用1mm厚不锈钢板或1mm厚铝合金板制成，所述短钢筋压条为直径d=10mm的螺纹钢，长度为L=100mm，所述镀锌钢丝网2为10×10×1.0的镀锌钢丝网片，所述横向连接管为镀锌方管；所述防水橡胶条4为具有弹性的、厚度为6mm～20mm嵌缝胶条，所述橡胶止水带8采用氯丁橡胶止水带或三元乙丙橡胶止水带，所述保温防火隔离带采用岩棉保温防火隔离带。
实施例五
一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置的施工方法，所述施工方法为上述实施例一至实施例四之一种用于钢结构建筑简易外墙的变形缝装置的施工方法，该变形缝装置的安装施工在主体钢结构验收符合质量要求后进行，包括如下步骤：
S1钢柱表面清理、修整：清除钢柱表面残留的焊渣、纸屑、砂浆，修补钢柱表面局部缺角和凹坑；
S2 安装龙骨：
S21所述钢柱为矩形钢柱，变形缝宽为150≤W＜300：
在矩形钢柱腹板弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，将镀锌方管分别焊接在左、右矩形钢柱腹板的内侧；
S22所述钢柱为矩形钢柱，变形缝宽W为300＜W≤500：
在矩形钢柱腹板弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，分别在左镀锌方管的左侧和右镀锌方管的右侧焊接横向连接管，左镀锌方管左侧的横向连接管与左矩形钢柱腹板的内侧焊接，右镀锌方管右侧的横向连接管与右矩形钢柱腹板的内侧焊接；
S23所述钢柱为H形钢柱，变形缝宽为150≤W＜300：
在H形钢柱翼板弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，将镀锌方管分别焊接在左、右H形钢柱翼板的翼缘内侧；
S24所述钢柱为H形钢柱，变形缝宽W为300＜W≤500：
在H形钢柱翼板和H形钢柱腹板上弹出水平定位线，悬挂垂直基准线，分别在左镀锌方管的左侧和右镀锌方管的右侧焊接横向连接管，左镀锌方管左侧的横向连接管的左端切角后与左H形钢柱腹板和左H形钢柱翼板的翼缘焊接，右镀锌方管右侧的横向连接管的右端切角后与右H形钢柱腹板和H形钢柱翼板的翼缘焊接；
S25在步骤S21～S24中：安装镀锌方管时要留出内盖板外表面与左、右外盖板之间安装防水橡胶条的厚度；所有焊缝涂刷防锈漆2道；
S26在步骤S22和S24中：
安装的横向连接管水平设置，横向连接管外表面与矩形钢柱翼板或H形钢柱翼板的外表面处在同一平面，横向连接管的根数根据内盖板的高度确定，上下横向连接管之间的间距为300mm～500mm；
S3安装内盖板：用铆钉或沉头自攻钉将内盖板5的连接面固定于镀锌方管内侧；镀锌方管在安装之前提前在其一侧钻孔，孔距300mm～500mm，铆钉或沉头自攻钉连接处用耐候填缝剂14密封；
S4安装橡胶止水带：
通过点焊在矩形钢柱腹板、或H形钢柱腹板内侧的角钢先将橡胶止水带8一端压紧，同法安装另一端，最后在止水带表面涂刷聚氨酯防水胶；
S5安装保温隔热层：分别在在矩形钢柱腹板、或H形钢柱腹板内侧焊接角钢，角钢需提前钻孔，孔距为300mm，随后填充保温防火隔离带9，保温防火隔离带两侧用射钉或自攻钉与角钢固定牢固；
S6 安装外盖板：
先在外盖板3横向面一端的内侧粘贴防水橡胶条4，将其中一块外盖板点焊与钢柱固定，另一块外盖板用沉头自攻钉固定在镀锌方管上，其相对的两突出面32之间留有缝隙，缝宽为30mm，沉头自攻钉连接处用耐候填缝剂密封；
S7覆盖钢丝网：在外盖板面上覆盖钢丝网2并焊接短钢筋压条1将钢丝网固定，钢丝网要铺满在外盖板外侧并覆盖外盖板与钢柱交界的区域；
S8所述变形缝装置由底至顶分层安装，每层高1000mm～3000mm，每层安装重复以上步骤S2-S7直至全部变形缝装置安装完成；
每安装上一层变形缝装置时：
（1）将上一层镀锌方管与下一层镀锌方管焊接固定；
（2）将上一层内盖板与下一层内盖板搭接铆钉固定，搭接长度为20～50mm；
（3）将上一层外盖板与下一层外盖板搭接后铆钉固定，搭接长度为20mm～50mm；
S9检查清理；全部变形缝装置安装完成后进行质量检查：要求外观平直，盖板对缝工整，盖板水平面、竖直面应与墙面装修面层保持一致，工程交付前应做好成品保护。
作为上述施工方法的变换：
在步骤S3中，也可预先将内盖板固定在镀锌方管一侧，然后随镀锌方管一起安装；
在步骤S4中，当变形缝宽度小于300mm时，止水带也可与镀锌方管一起安装，通过镀锌方管将其压紧固定；
在步骤S5中，当变形缝宽度小于300mm时，也可不用角钢固定，而直接将保温隔热层填充进变形缝内；
在步骤S6中，安装外盖板时，也可将两块外盖板分别用沉头自攻钉固定在左、右镀锌方管上，或同时通过点焊将两块外盖板与钢柱固定。
说明：变形缝装置安装完成前，变形缝相邻两侧墙体不应砌筑封闭，留出变形缝装置施工操作面，一方便橡胶止水带和保温隔热层的安装。
