内置式的预制含外窗附框墙板模块、连接节点及房屋建筑
技术领域
本发明属于装配式建筑领域，具体涉及一种内置式的预制含外窗附框墙板模块及其应用。
背景技术
附框是建筑中常见的构件，其对门窗起到一个定尺、定位的作用。一般来说，建筑的门窗洞口建成后，尺寸不规范，安装附框后，就可以比较精确地测定门窗加工尺寸。大型工程通常要求安装附框，这样规范性更强，更有利于标准化施工。
装配式建筑中，若外围护系统采用条板拼接的做法时，窗洞位置的施工过程通常如下：
第一步，按要求在窗洞位置安装左右、及上下墙板，并预留窗洞口；
第二步，在已安装固定的建筑窗洞口内竖/横向焊接及加钉固定60X6的长条型扁钢；
第三步，安装附框，并将已组框加工完成的窗框安装于附框内，并每边用栓钉进行固定。
第四步，在附框与窗框之间，及附框与墙板之间的间隙中填入发泡剂进行填充，即可完成附框与窗框安装；
上述施工过程存在如下问题：工序繁琐复杂、需要耗费大量时间进行现场固定，窗洞四周墙板间的拼缝也存在缝隙不平整(一条竖缝的上下宽度不一致或相邻缝隙的宽度不同)，以及附框安装后框边不平整，附框贴墙边间隙明显，对角线误差大等问题，因而不能很好的解决气密性及水密性问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种内置式的预制含外窗附框墙板模块、连接节点及房屋建筑，以满足装配式建筑的高效率施工要求，减少气密性、水密性及隔热等缺陷问题。
本发明所采用的具体技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种内置式的预制含外窗附框墙板模块，其包括上横梁、下横梁和两条侧立柱，两条侧立柱平行且间隔布置，上横梁架设于两条侧立柱上部，下横梁架设于两条侧立柱下部，四者围合形成外窗附框，外窗附框周向环绕有用于配合安装窗框的环形企口；两条侧立柱的顶部分别设有用于将侧立柱顶部挂接在上框架梁底面的顶挂连接件，且两侧的顶挂连接件与上横梁的上沿平齐；两条侧立柱的底部分别设有用于将侧立柱底部支撑固定在楼板上的底撑连接件；两条侧立柱的底部具有相对于所述外窗附框向下延伸的延伸段，且两条侧立柱的底部延伸段之间由下墙板填充，形成底面与两条侧立柱的底面平齐的窗肚墙。
第二方面，本发明提供了一种内置式的预制含外窗附框墙板模块，其包括上横梁、下横梁和两条侧立柱，两条侧立柱平行且间隔布置，上横梁架设于两条侧立柱上部，下横梁架设于两条侧立柱下部，且两条横梁均朝向两条立柱所在平面的同侧悬挑，形成上下飘窗板构造，上下飘窗板之间的夹持空间两侧立面分别由侧墙板填充密封；侧墙板的下部优选通过设置悬臂固定于侧立柱上的钢梁进行加强固定；上下飘窗板与两侧侧墙板的外立面平齐且围合形成外窗附框，外窗附框周向环绕有用于配合安装窗框的环形企口；两条侧立柱的顶部分别设有用于将侧立柱顶部挂接在上框架梁底面的顶挂连接件，且两侧的顶挂连接件与上横梁的上沿平齐；两条侧立柱的底部分别设有用于将侧立柱底部支撑固定在楼板上的底撑连接件；两条侧立柱的底部具有相对于所述外窗附框向下延伸的延伸段，且两条侧立柱的底部延伸段之间由下墙板填充，形成底面与两条侧立柱的底面平齐的窗肚墙。
在上述第一方面和第二方面基础上，作为优选，两条侧立柱的外侧面分别设有与外部墙板拼接的企口。
在上述第一方面和第二方面基础上，作为优选，两条侧立柱上均设有吊装连接件。
在上述第一方面和第二方面基础上，作为优选，所述下墙板为轻质墙板。进一步的，轻质墙板优选为AAC板。
在上述第一方面和第二方面基础上，作为优选，所述环形企口的阴角朝墙外，使窗框能由外向内嵌入外窗附框中安装。
在上述第一方面和第二方面基础上，作为优选，所述顶挂连接件为水平固定于侧立柱顶部的上端板，且板面上开设有贯通的螺栓孔。
在上述第一方面和第二方面基础上，作为优选，所述底撑连接件包括墙体预埋件和连接板，墙体预埋件预埋固定于侧立柱底部，且其与连接板一端连接固定，连接板另一端用于与预埋在楼板中的楼板预埋件连接固定。
第三方面，本发明提供了一种如上述第一方面方案所述预制含外窗附框墙板模块与房屋结构的连接节点，所述预制含外窗附框墙板模块通过两条侧立柱安装于建筑结构同一层的上框架梁和楼板之间；两条侧立柱顶部通过顶挂连接件与上框架梁的底面挂接固定，底部分别通过底撑连接件与楼板表面预设的楼板预埋件承力固定；两条侧立柱相对于外墙面内嵌，上横梁固定端的上沿与上框架梁底面接合，下墙板的下沿与楼板顶面接合。
第四方面，本发明提供了一种如上述第二方面方案所述预制含外窗附框墙板模块与房屋结构的连接节点，所述预制含外窗附框墙板模块通过两条侧立柱安装于建筑结构同一层的上框架梁和楼板之间；两条侧立柱顶部通过顶挂连接件与上框架梁的底面挂接固定，底部分别通过底撑连接件与楼板表面预设的楼板预埋件承力固定；两条侧立柱相对于外墙面内嵌，飘窗体悬挑凸出于建筑结构的外墙体上；上横梁固定端的上沿与上框架梁底面接合，下墙板的下沿与楼板顶面接合。
第五方面，本发明提供了一种具有如上述第三方面或第四方面方案所述连接节点的房屋建筑。
本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
本发明提出了一种内置式的预制含外窗附框墙板模块，该墙板模块所有部件均在工厂按要求预制，运输至现场与现场上框架梁和楼板等结构按要求连接即可，充分体现了装配式建筑预制装配化及整体性，也使得门窗洞上下左右墙板和其余部件能够与主体结构完美连接。而且，该墙板模块装配式无需现场浇筑墙体，因此应用于装配式建筑时现场施工量小、工序少、工艺简单、施工快速方便，成品的气密性及水密性好，尺寸精确，无需用发泡剂填充。
附图说明
图1为第一类内置式的预制含外窗附框墙板模块的结构示意图；
图2为图1中1-1位置剖面示意图；
图3为图1中2-2位置剖面示意图；
图4为图1中的墙板模块内置状态的示意图；
图5为上端板的一种结构示意图；
图6为墙体预埋件的一种结构示意图；
图7为连接板的一种结构示意图；
图8为楼板预埋件的一种结构示意图；
图9为图1中的墙板模块安装状态的结构示意图(带窗框窗扇)；
图10为图9中的1-1位置剖面示意图；
图11为图10中Ⅰ位置的放大示意图；
图12为第二类内置式轻型预制含外窗附框墙板模块的结构示意图(带窗框窗扇)；
图13为图12中1-1位置剖面示意图；
图14为图12中2-2位置剖面示意图；
图中附图标记为：侧立柱1、上横梁2、下横梁3、底撑连接件4、下墙板5、顶挂连接件6、楼板预埋件7、连接板8、墙体预埋件9、上框架梁10、下框架梁11、窗框12、侧墙板13、密封胶14、吊装连接件15、外密封条16、内密封条17、楼板18。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
本发明提供的预制含外窗附框墙板模块(以下简称模块)，是以内置形式安装在同一楼层的上框架梁和楼板之间的，其能够单个模块使用，也可以多个模块组合拼接使用。针对不同的场景需求，该含外窗附框墙板模块具有两类不同形式，分别用于平窗和飘窗两种场景。下面将对两类模块分别进行展开描述，以便于理解本发明的实现形式。
在一个实施例中，提供了第一类形式的一种内置式的轻型预制含外窗附框墙板模块。参见图1和图2所示，该墙板模块的主要部件包括两条侧立柱1、上横梁2、下横梁3、底撑连接件4、下墙板5、顶挂连接件6。需要特殊说明的是，图2中为了展示其底部的连接结构，示出了立柱位置的剖面，而非下墙板的剖面。
其中每个模块中侧立柱1共有两条，作为整个模块的固定载体，其需要保持平行且间隔布置。两条侧立柱1之间的间距需根据整个窗体的跨度而定，两条立柱1分别位于外窗体的两侧，起到承载附框、外窗框、窗扇以及其他附件的竖向重量的作用。上横梁2架设于两条侧立柱1顶部，下横梁3架设于两条侧立柱1下部但距离侧立柱1底部保持一定距离，上横梁2、下横梁3和两条侧立柱1可以通过一体浇筑而成，使其具有较好的结构稳定性。侧立柱1可以采用钢筋混凝土柱，也可以采用型钢混凝土柱，具体形式不限。
当然，如果在其他实施例中通过预制件装配成一体，只要其结构受力能满足要求，理论上也可以实现。
在该模块中，上横梁2、下横梁3和两条侧立柱1四者围合形成一个矩形的外窗附框。在该外窗附框中，其沿内侧壁周向环绕有用于配合安装窗框12的环形企口。参见图3所示，在本实施例中，环形企口具有“7”字形截面，由矩形截面本体和凸条组成。为了便于常规的窗框12能由外向内嵌入外窗附框中安装，环形企口的阴角需要朝向墙外，由于外窗框与含外窗附框墙板模块的一圈企口之间能够形成卡合关系，因此外窗安装时自外向内推入即可实现固定。
当然，在其他实施例中，若窗框12需要由内向外推入固定，则环形企口的阴角需要朝向室内。
在本实施例中，由于需要将整个模块内置式固定在楼层的上框架梁10和楼板18之间，其支撑状态的俯视图如图4所示。因此需要在两条侧立柱1的顶部分别设有用于将侧立柱1顶部挂接在上框架梁10底面的顶挂连接件6，两条侧立柱1的底部分别设有用于将侧立柱1底部支撑固定在楼板18上的底撑连接件4。
此处，顶挂连接件6是指以顶面作为与外部上框架梁10底面贴合接触将侧立柱1整体挂载在上框架梁10底面上的连接部件或组件，目的是为了使侧立柱1能够以内置的形式固定于上框架梁10和楼板18之间。顶挂连接件6形式不限，只要具有足够的强度以及具有能够与上框架梁10底面贴合接触的顶面即可。本实施例中所采用的顶挂连接件6为水平固定于侧立柱1顶部的上端板，其形式如图5所示。上端板可以直接采用钢板焊接固定在侧立柱1内部通长布置的钢构件顶端。在实际工程中，上端板与上框架梁10之间一般采用高强螺栓进行固定，其具体型号需要根据结构受力分析确定。因此上端板上需要预先开设有若干贯通的螺栓孔，螺栓孔的数量根据所需要的螺栓条数而定。由于上端板底部是柱内混凝土，因此为了便于后续安装时螺栓能够顺利拧入上端板中，也可以在每个螺栓孔上同轴固定有一个螺纹套筒。螺纹套筒可以直接焊接固定在上端板的底面上内埋于混凝土中，其内螺纹可与安装所采用的高强螺栓匹配咬合。
此处，底撑连接件4是指能够通过直接或者间接与楼板18连接，从而将侧立柱1整体承载在楼板18顶面上的连接部件或组件。底撑连接件4形式不限，只要能够与顶挂连接件6配合，实现内置式侧立柱1底部的限位固定和竖向荷载承载即可。在本实施例中，底撑连接件4包括墙体预埋件9和连接板8。墙体预埋件9预埋固定于侧立柱1底部，在本实施例中其形式如图6所示，其包括一块竖向端板和若干焊接在竖向端板上的抓筋，竖向端板平齐侧立柱1的表面设置，而抓筋被一体浇筑在柱内混凝土中。另外，连接板8一端与墙体预埋件9相连，另一端用于与预埋在楼板18中的楼板预埋件7连接固定。连接板8在本实施例中其形式如图7所示，为一块L型的钢板，其一侧与墙体预埋件9贴合并栓焊固定，另一侧保持水平，能够与楼板预埋件7通过焊接和/或者栓连接固定。在本实施例中楼板预埋件7的形式如图8所示，其下部预埋在楼板18中，上表面露出楼板18的表面，上表面上可以开设螺栓孔，用于与连接板8进行固定。
当然，以上顶挂连接件6和底撑连接件4仅仅是本发明提供的部分实现形式，在其他实施例中也可以采用其他的结构来实现。
另外，为了提高装配化预制程度，减少现场施工工序，需要对两条侧立柱1的顶面以及下部延伸段之间的空缺进行填充。在本发明中，两侧的顶挂连接件6与上横梁2的上沿平齐，使得其在内置式安装后无需浇筑顶部墙体。同时由于两条侧立柱1的底部具有相对于外窗附框向下延伸的延伸段，因此对于两条侧立柱1的底部延伸段之间需要由下墙板5填充作为窗肚墙，形成整体的含外窗附框墙板模块。下墙板5之间需要与侧立柱1、上横梁2和下横梁3保持满足强度要求的固定，本实施例中可以通过在浇筑过程中内嵌钢筋实现，当然也可以采用其他的连接形式，对此不作限制。窗肚墙底面，即下墙板5的底面应当保持与两条侧立柱1的底面平齐，使得其安装后与楼板18表面贴合，仅需填缝等操作，无需再额外浇筑墙体。
需要注意的是，本发明中所述的平齐，并不一定要求两者的标高完全一致，而是基本一致使得其安装后无需额外浇筑墙体。考虑到施工中不可避免的误差存在，其平齐状态也允许存在一定的误差或者因为安装需要而预留的缝隙或缺口。
在另一实施例中，为了减少整个模块的重量，可以将下墙板5均采用轻质墙板，轻质墙板需要满足防火、防水等外墙的性能要求，常见的可以采用AAC板等等。
本发明的上述模块，可以单独一个模块安装在墙体上，也可以在装配式建筑中批量安装。
另外，参见图1所示，本发明还可以在两条侧立柱1的外侧面分别设有与外部墙板拼接的企口。由此，其余的墙板和本发明的墙板模块可以通过侧向的企口拼接，使其连接为一体。由此，可以直接将墙板模块吊装至相应的楼层位置安装，然后横向与墙板拼接，整个墙体的拼接缝位置仅需进行简单的抹缝、防水等工序，无需进行额外的墙体浇筑工序，大大节省了施工时间，降低了施工难度。
在另一实施例中，为了整体吊装方便，还可以在两条侧立柱1上均设有吊装连接件15。吊装连接件15可以根据吊装形式选择不同的结构实现，在一实施例中吊装连接件15采用内螺纹套筒实现，内螺纹套筒15固定在侧立柱1内部并与柱内钢筋焊接，而另一端为开口端，其开口位于侧立柱1的混凝土表面。在后续吊装的过程中，可以方便地将吊装所用的外螺纹固定件拧入内螺纹套筒的开口中，然后进行起吊。当吊装完毕后，可以将外螺纹固定件重新拧下，并对侧立柱1的混凝土表面进行封堵抹面，隐藏内螺纹套筒。当然，在其他实施例中，若模块整体吊装无需设置吊点，吊装连接件15也可以取消。
前述的含外窗附框墙板在上框架梁10和楼板18之间上的安装状态如图9和图10所示，需要特殊说明的是，图10中为了展示立柱底部的结构，示出了立柱位置的剖面，而非下墙板的剖面。该模块的顶部通过高强螺栓安装在上框架梁10的底面上，而底部通过L型的连接件8固定在下框架梁11上方的楼板18中的楼板预埋件7上，两者形成承力固定。最终，两条侧立柱1相对于外墙面内嵌，上横梁2固定端的上沿与上框架梁10底面接合，下墙板5的下沿与楼板18顶面接合，由此无需进行额外的墙体浇筑。
由于墙体模块中自身带有外窗附框，因此外窗则可以直接安装在其外窗附框上。由于外窗框与含外窗附框墙板模块中附框的一圈企口之间能够形成卡合关系，因此外窗安装时自外向内推入，并在窗框12安装于附框的企口接触位置设有一道或多道密封条，具体的密封条道数根据实际需要调整。如图11所示其中示出了两道密封条的情况，一般在“企口”的正面与侧面分别设置一道密封条，即图中的外密封条16、内密封条17，密封条起止水、密闭作用，待外窗框固定后，再在外侧一圈的缝内按常规方式打设密封胶14。
当墙板模块组装完毕后，需对拼缝进行处理。拼缝的处理可根据现场施工的需要进行调整，以满足设计需要为准。每一层楼立面的竖向拼缝中可以通过填充粘结砂浆进行处理并辅以必要的防水、美化等措施。前述图1和图2所示的实施例中，给出了第一类形式的内置式的轻型预制含外窗附框墙板模块，此类模块适用于普通的平窗。另外与前述的第一类形式的模块不同的是，图12～14给出了本发明另一实施例中的第二类形式的内置式的轻型预制含外窗附框墙板模块，此类模块适用于外凸的飘窗。此类模块的基本构造与前两类模块也是基本相似的，但是其附框所在位置有所区别。该模块也包括上横梁2、下横梁3和两条侧立柱1，两条侧立柱1平行且间隔布置，上横梁2架设于两条侧立柱1上部，下横梁3架设于两条侧立柱1下部。前述第一类模块的横梁宽度与两条侧立柱1的宽度相同，因此四者可以直接围合成附框。但在本实施例中，由于飘窗的特殊构造，其窗框并不是在侧立柱1位置的，而是需要相对于侧立柱1外凸。因此本实施例中的两条横梁均朝向两条立柱1所在平面的同侧悬挑，形成上下飘窗板构造，上下飘窗板与横梁是一体的。当然也可以单独在横梁上固定预制的飘窗板，只要能够满足结构强度即可。参见图14所示，上下飘窗板之间的夹持空间具有三个悬挑的立面，其中最外端的一侧用于安装窗框和窗扇，而两侧立面分别由侧墙板13填充密封。当然，此处所说的侧墙板不一定是完整的墙体，其也可以是带有窗户的墙体，或者其他的形式，具体根据建筑设计需要而定。
为了保证飘窗体的强度，侧墙板13的下部优选通过设置悬臂固定于侧立柱1上的钢梁进行加强固定。钢梁一端固定在侧立柱内并与柱内钢筋连接为一体，另一端伸入侧墙板13下部固定。钢梁可以采用槽钢，且其沿程(即在沿着钢梁走向的表面上)开设有用于贯穿固定钢筋的通孔。
本实施例中的上下飘窗板与两侧侧墙板13的外立面需要保持平齐，使得上下飘窗板与两侧侧墙板13的外侧能够四周围合形成外窗附框。与第一类模块类似，本实施例中的外窗附框也周向环绕有用于配合安装窗框12的环形企口。其余的顶部和底部连接件形式也与第一类模块相似，两条侧立柱1的顶部分别设有用于将侧立柱1顶部挂接在上框架梁10底面的顶挂连接件6，且两侧的顶挂连接件6与上横梁2的上沿平齐；两条侧立柱1的底部分别设有用于将侧立柱1底部支撑固定在楼板18上的底撑连接件4。两条侧立柱1的底部具有相对于外窗附框向下延伸的延伸段，且两条侧立柱1的底部延伸段之间由下墙板5填充，形成底面与两条侧立柱1的底面平齐的窗肚墙。由此，形成整体的含外窗附框墙板模块。
第二类模块中除了企口形式不同之外，其余的细部节点做法，例如顶挂连接件6、底撑连接件4、上下墙板等具体做法，均可以与第一列模块相似。
另外，在上述不同类型的模块中，也可以根据实际工程需要设置其他必要的窗框部件，例如滴水线、避雷预埋管等等，对此不作限定。
为了进一步说明本发明中上述墙板模块的安装方法，下面对其优选方法进行举例。在一实施例中，模块的现场施工过程如下：
1、钢结构吊装及钢柱浇混凝土；
2、楼承板吊装，钢筋绑扎及预埋管线、预埋件、浇筑楼面混凝土；
3、外窗定位、弹线、清理预埋件、吊装含外窗附框墙板模块前期准备(吊机)；
4、已在工厂预制完成的含外窗附框且带“企口”的上述墙板模块(具体采用哪类可根据实际需要进行选择)运输进场就位；
5、含外窗附框墙板模块吊装及水平缝处理：吊装含外窗附框墙板模块，按设计位置分别上/下四个点调整固定，将其与上框架梁10和楼板18安装固定，并在板缝上口的水平缝内设置高弹性的止水条；板缝下端则采用“灌浆法”填缝；
6、外窗安装：由于外窗框与含外窗附框墙板模块的那一圈企口之间能够形成卡合关系，因此外窗安装时自外向内推入，并在“企口”的正面与侧面设置好止水条，待外窗框固定后，再在外侧一圈的缝内按常规打设密封胶；
7、外墙装饰：采用“薄抹灰”系统进行装饰。
当然，上述安装过程仅用于举例说明，不同的工程场景中可根据实际情况进行优化调整，对此不作限定。
综上，本发明根据窗洞尺寸在工厂预制两侧侧立柱和位于两侧侧立柱之间的上下横梁，并将轻质保温AAC板材等作为窗肚墙一并预制为一体，两侧侧立柱延长至楼层面和楼层顶进行内置安装。由于该含附框的墙板模块在工厂预制时，已根据窗框特点做出与窗框适配的企口，从而使得该含附框的墙板模块具有更好的防水性能和气密性能。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
