本發(fā)明涉及一種用于預(yù)制三明治式外掛墻板中的剪力連接件，屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為帶翼角的外掛墻板剪力鍵。

背景技術(shù)：

隨著全面建設(shè)小康社會的逐步推進，房屋建筑面積逐年增加，建筑能耗占全國能耗總量的33%以上，國家和地方的“十二五”建設(shè)規(guī)劃中將建筑節(jié)能作為主要節(jié)能建設(shè)目標(biāo)之一。預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為一種符合工業(yè)化生產(chǎn)方式的結(jié)構(gòu)形式，具有施工速度快、勞動強度低、噪音污染與濕作業(yè)少和產(chǎn)品質(zhì)量易控制等優(yōu)勢，在發(fā)達國家得到了廣泛應(yīng)用。采用預(yù)制裝配的建筑施工方法可以有效節(jié)約資源和能源，提高材料在實現(xiàn)建筑節(jié)能和結(jié)構(gòu)性能方面的利用率，克服施工場地和環(huán)境條件對現(xiàn)場施工的限制，減少現(xiàn)場施工勞動力數(shù)量，減少建筑垃圾和施工對環(huán)境的不良影響，提高建筑功能和結(jié)構(gòu)性能。預(yù)制裝配式住宅的推廣將較大程度的降低建筑過程產(chǎn)生的能耗，而圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱處理對建筑運行能耗降低有著重大的意義。

裝配式建筑的圍護體系一般采用外掛式體系，預(yù)制外掛墻板與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，便形成了預(yù)制外掛墻板框架結(jié)構(gòu)。目前的預(yù)制外掛墻板多采用三明治式保溫系統(tǒng)，外掛墻板從外到內(nèi)依次為裝飾保護層、保溫層、結(jié)構(gòu)層，三層通過剪力鍵連接起來。因為混凝土具有熱惰性，內(nèi)層混凝土成為一個恒溫的蓄熱體，中間的保溫板成為一個熱的絕緣層，從而可以延緩熱量傳過建筑墻板在內(nèi)外層之間的傳遞。剪力鍵在預(yù)制外掛墻板中的布置見圖3。本發(fā)明致力于剪力鍵的設(shè)計，目前市場上的剪力鍵多采用可分為兩類，分別為金屬剪力鍵和非金屬剪力鍵。金屬剪力鍵具有抗剪性能好、連接牢固等優(yōu)點，但其熱工性能差，熱量損失嚴重；非金屬剪力鍵主要采用FRP材料，這種剪力鍵熱工性能好，但耐堿腐蝕性能差、抗剪能力差、成本較高等弊端。

綜上，研究一種抗剪能力強、抗拉拔力強、成本低、與混凝土粘結(jié)性能好、耐久性好的剪力鍵是本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種抗剪能力強、抗拉拔力強、成本低、與混凝土粘結(jié)性能好、耐久性好的帶翼角的外掛墻板剪力鍵和其制作方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出帶翼角的外掛墻板剪力鍵，其特征在于該剪力鍵包括鋼板、保溫塑料、塑料套環(huán)；為了防止剪力鍵從混凝土中滑動，對鋼板進行滾壓處理，使得鋼板兩端寬，中間窄，同時在剪力鍵的端部增加兩個翼角；在鋼板的表面加一層保溫塑料；在剪力鍵的中部加上塑料套環(huán)，保證塑料套環(huán)的寬度大于等于剪力鍵端部的寬度。

本發(fā)明在鋼板的表面加一層保溫塑料，因為保溫塑料對鋼板起到保溫隔熱的作用，有效地避免了剪力鍵在建筑外墻中的“熱橋”作用。

本發(fā)明在剪力鍵的中部加塑料套環(huán)，在施工過程中起到定位的作用。

鋼板宜選用Q235鋼。

保溫塑料宜選用熱塑性塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

剪力鍵的截面大小以及預(yù)埋在基體材料中的長度根據(jù)剪力鍵的力學(xué)實驗來確定。剪力鍵的尺寸如圖2所示，本試驗的外掛墻板的裝飾保護層的材料是CL25陶?；炷粒穸葹?0mm；保溫層的材料是EPS泡沫板，厚度為50mm；結(jié)構(gòu)層的材料是C30混凝土，厚度為80mm。剪力鍵在陶?；炷林械念A(yù)埋深度為35mm，在混凝土中的預(yù)埋深度為65mm。經(jīng)試驗測試，剪力鍵預(yù)埋在陶?；炷林械目估瘟?1.33kN；剪力鍵預(yù)埋在混凝土中的抗拉拔力為12.73kN；剪力鍵抗剪承載力為6.31kN。

外掛墻板主要承受墻板的自重、風(fēng)荷載以及地震作用。墻板設(shè)計時，根據(jù)構(gòu)件的受力特點，荷載選用最不利的組合。荷載組合參照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010），對外掛墻板的承載能力和正常使用狀態(tài)以及墻板在脫模、吊裝、運輸以及安裝等過程進行驗算。具體工況如下：

（1）正常使用工況

墻板自重荷載設(shè)計值：G=1.35G_k；

風(fēng)荷載設(shè)計值：ω=1.4ω_k；

水平地震作用設(shè)計值：P_E=Q_E=1.3P_EK；

垂直地震作用設(shè)計值：P_E=Q_E=1.3P_EK；

平行于板面豎向荷載設(shè)計值：S_V=G+Q_E；

垂直于板面水平荷載設(shè)計值：S_h=ω+P_E

（2）脫模起吊工況

垂直于板面水平荷載設(shè)計值：S_h=1.5×G

（3）垂直運輸工況

平行于板面豎向荷載設(shè)計值：S_V=1.5×G

（4）翻板工況

垂直于板面水平荷載設(shè)計值：S_h=1.5×G_k

（5）施工安裝工況

垂直于板面水平荷載設(shè)計值：S_h=1.5×G

平行于板面豎向荷載設(shè)計值：S_V=1.5×G

本文根據(jù)試點辦公大樓計算外掛墻板最不利荷載，得出墻板最不利水平荷載為S_h=1.5×G，最不利豎向荷載為S_V=1.5×G。假定剪力鍵在墻板中的布置間距為600mm×600mm，陶粒混凝土的干表觀密度為1773 kg/m3，則

G_k=1773kg/m³×0.6m×0.6m×0.05m×10N/kg=0.32kN

S_v=S_h=1.5×1.35×0.32kN=0.65kN

根據(jù)上文剪力鍵試驗的結(jié)果，單個剪力鍵能承受最大的拉拔力為11.33kN，安全系數(shù)為17.4；單個剪力鍵能承受最大的剪切力為6.31kN，安全系數(shù)為9.7。因此剪力鍵的安全系數(shù)超過5，剪力鍵布置安全可靠。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明的一種新型外掛墻板剪力鍵，利用鋼板作為剪力鍵材料。一方面材料來源廣泛，另一方面與FRP剪力鍵相比，其抗剪強度大大提高，與金屬剪力鍵相比，其熱工性能大大提高。對鋼板進行滾壓處理，使得鋼板兩端寬，中間窄，同時剪力鍵的端部增加兩個翼角，大大增強了剪力鍵與混凝土的粘結(jié)作用。

通過在鋼板表面加一道保溫塑料，一方面對鋼板起到保溫隔熱的作用，有效地避免了建筑外墻中的“熱橋”作用；另一方面保溫塑料包裹著鋼板，可以有效地防止鋼板銹蝕，與玻璃纖維剪力鍵相比，其耐久性大大提高。選用具有熱塑性的塑料可以提高剪力鍵的耐久性。

通過在剪力鍵的中部加塑料套環(huán)，塑料套環(huán)的寬度大于等于剪力鍵端部的寬度，保證剪力鍵能插入預(yù)先留孔的保溫板，在施工過程中起到定位的作用。

故本發(fā)明具有抗剪能力強、抗拉拔力大、成本低、與混凝土粘結(jié)性能好、耐久性好等優(yōu)點，適用于預(yù)制三明治式外掛墻板中，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明圖1的A-A剖視圖；

圖3是預(yù)制三明治式外掛墻板主視圖；

圖4是預(yù)制三明治式外掛墻板俯視圖；

圖中：鋼板1；保溫塑料2；塑料套環(huán)3；裝飾保護層4；保溫板5；結(jié)構(gòu)層6；剪力鍵7；外掛墻板8。

具體實施方式

如圖1所示，所述的帶翼角的外掛墻板剪力鍵7包括鋼板1、保溫塑料2、塑料套環(huán)3；為了防止剪力鍵7從混凝土中滑動，對鋼板1進行滾壓處理，使得鋼板1兩端寬，中間窄，同時在鋼板1的兩端增加兩個翼角；在鋼板1的表面加一層保溫塑料2，；在剪力鍵7的中部加塑料套環(huán)3。

對鋼板1進行滾壓處理，使得鋼板1兩端寬，中間窄，同時在鋼板1的兩端增加兩個翼角。當(dāng)剪力鍵7在拉力作用下，剪力鍵7中間窄、端部寬的形狀使得混凝土處于三向受力的狀態(tài)，大大增強了剪力鍵7與混凝土的粘結(jié)作用，并且剪力鍵端部的兩個翼角緊緊地勾住附件的混凝土，從而保證剪力鍵7不發(fā)生粘結(jié)滑移破壞。

通過在鋼板1表面加一層保溫塑料2，一方面對鋼板1起到保溫隔熱的作用，有效地避免了建筑外墻中的“熱橋”作用。另一方面保溫塑料2致密地包裹著鋼板1，可以有效地防止鋼板1銹蝕，與FRP剪力鍵相比，其耐久性大大提高。選用具有熱塑性的保溫塑料2可以提高剪力鍵7的耐久性。

通過在剪力鍵7的中部加塑料套環(huán)3，保證塑料套環(huán)3的寬度大于等于剪力鍵7端部的寬度，在施工過程中起到定位的作用。

剪力鍵7的截面大小以及預(yù)埋在基體材料中的長度根據(jù)剪力鍵的力學(xué)實驗來確定。

所述的帶翼角的外掛墻板剪力鍵7，其特征在于，鋼板1宜選選用Q235鋼。

所述的帶翼角的外掛墻板剪力鍵7，其特征在于，保溫塑料2宜選用熱塑性塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

下面結(jié)合預(yù)制三明治式外掛墻板8的澆筑過程對本發(fā)明的安裝做進一步的說明。

如圖2所示，預(yù)制三明治式外掛墻板主要由裝飾保護層4、保溫板5、結(jié)構(gòu)層6和剪力鍵7構(gòu)成。首先搭建模板，清潔表面，涂抹脫模劑并放置好鋼筋網(wǎng)后，將裝飾層4混凝土澆筑入模板；待底層混凝土震動均勻后，應(yīng)立即防止預(yù)先鉆好孔的保溫板5在混凝土上，這一動作應(yīng)當(dāng)在裝飾層4混凝土震動均勻后15到20分鐘內(nèi)完成，從而保證混凝土仍然為膠狀；保溫板5放置后，剪力鍵7應(yīng)立即插入預(yù)先鉆好的孔，剪力鍵7插入的周圍面積應(yīng)當(dāng)被擠密；放置結(jié)構(gòu)層6混凝土的鋼筋網(wǎng)和其他預(yù)埋連接件；最后澆筑結(jié)構(gòu)層6混凝土。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。