建筑外墙保温结构体系及其安全度测评方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑外墙保温结构体系及其安全度测评方法，旨在解决因连接件产生集中热桥以及建筑墙体寿命低的问题。该结构包括混凝土面层、承重的结构墙体、保温层、定位垫块和连接构件，连接构件包括钢丝网片和固定在钢丝网片上的连接件，连接件穿过保温层固定在结构墙体和混凝土面层内；定位垫块用以固定保温层和钢丝网片，以形成钢丝网架板。本发明专利技术提供了首次测评该建筑外墙保温体系安全度的方法，根据该方法计算的结果挑选厚度合适的保温墙面投入使用，能有效克服连接件集中热桥造成的结露。

【技术实现步骤摘要】
建筑外墙保温结构体系及其安全度测评方法
本专利技术涉及一种建筑物的墙体保温结构体系，具体说的是建筑外墙保温结构体系及其安全度测评方法。
技术介绍
随着经济的高速发展，能源需求快速增长，能源面临的形式十分严峻，“节能优先”成为能源发展的战略决策，因此，提高建筑物的节能保温效果，延长建筑构件使用寿命，提高建筑物的施工效率和墙体的质量，在建筑行业显得尤为重要。现有的建筑外围护填充墙及其保温系统主要做法是：在钢筋混凝土结构完成后，砌筑填充墙体，两面抹灰，然后再在外侧粘贴保温层；还有一种是在钢筋混凝土结构完成后，砌筑填充保温砌块，然后再两面抹灰。上述两种建筑外围护填充墙及其保温系统做法都存在现场作业量大、需要双面抹灰、效率低、工期长等缺点，综合造价高。中国专利，申请号CN201420088945.9，采用固定支撑框架，将保温复合墙板与墙体一体化安装，保温复合墙板可同时与钢筋混凝土施工也可在钢筋混凝土结构施工完成后进行填充墙施工，解决了上述两种建筑外围护填充墙及其保温系统所出现的问题，但是保温复合墙板的安装过程过于复杂，且不确定在建筑外围护结构与保温复合墙板之间不会产生集中热桥。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本专利技术提供建筑外墙保温结构体系及其安全度测评方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下，设计一种建筑外墙保温结构体系，包括混凝土面层、承重的结构墙体、位于二者之间的保温层，还包括定位垫块和连接构件，所述连接构件包括钢丝网片和固定在钢丝网片上的连接件，所述连接件穿过保温层，由U型钢筋固定在钢丝网片上，所述连接件的两端分别固定在结构墙体和混凝土面层内；所述定位垫块包括固定挡板和活动盖板，所述固定挡板一侧固定有可伸缩调节的连接杆组，另一侧固定有用以固定所述钢丝网片的钢板，所述连接杆组上依次固定有所述保温层和所述活动盖板；所述连接杆组包括通过套管螺纹连接的左连接杆和右连接杆，所述左连接杆与固定挡板固定连接，所述右连接杆末端通过螺纹固定有活动盖板。优选的，所述钢板的边缘设有用以固定钢丝网片的凹槽。优选的，所述右连接杆的末端成锥形，螺旋固定有所述活动盖板。进一步优选的，所述活动盖板上设有便于旋转的把手。优选的，所述钢丝网片由直径≥4mm的钢筋焊接而成，其间距为100×100mm。优选的，所述连接件是规格为∠40×4的等边角钢。优选的，所述连接杆的直径≥6mm。优选的，所述混凝土面层的厚度≥50mm。优选的，所述结构墙体为混凝土结构墙体。优选的，所述结构墙体为砌体结构墙体，所述砌体结构墙体内砌筑有埋件，所述埋件为预制块，用以埋设所述连接件，形成后置连接件。进一步优选的，所述预制块边长＞71mm。优选的，所述保温层采EPS或XPS板材。本专利技术还公开了一种基于上述砌体结构的建筑外墙保温结构体系安全度测评方法，包括如下步骤，(1)确定保温结构体系墙面承受的荷载：永久荷载、可变荷载、温度变形荷载；(2)按照公式分别计算上述荷载；①永久荷载：是由保温层、混凝土面层和连接件的重量构成的自重荷载G，单位kN/m2；②可变荷载，其中可变荷载为风荷载ωk和地震荷载，单位kN/m2，所述风荷载ωk，按照下式(1)计算，ωk＝βgz×μs×μz×ω0(1)式中，βgz表示阵风系数，取2.25，μs表示风荷载体型系数，μz表示风压高度变化系数，ω0表示基本风压，单位kN/m2；所述地震荷载，指的是平行于墙体平面的集中水平地震作用产生的荷载FEK，或者是垂直于墙体平面的分布水平地震作用产生的荷载FEVK，所述地震荷载FEK，由下式(2)计算得出；FEK＝βE×αmax×G(2)式中，βE是动力放大系数，取5.0，αmax为水平地震影响系数最大值，下同；所述地震荷载FEVK，由下式(3)计算得出；式中，A为连接件和预埋件的接触面积，单位m2；③温度变形荷载N根据该建筑的结构受力特点、荷载作用的情况和产生的应力(内力)作用的方向，选择风荷载和地震荷载作为最不利的组合，将步骤①、②中永久荷载G、风荷载、地震荷载产生的效应SG、SW、SE代入下式(4)，计算该结构承受的温度变形荷载N；N＝γG×SG+γV×ψV×SV(4)式中，γG、γW、γE分别指代永久荷载、风荷载、地震荷载作用的分项系数，ψW表示风荷载效应的组合系数，取值1.0，ψE表示地震荷载效应的组合系数，取值0.6；(3)计算预制块与砌体的最小接触面积Aa.根据砌体抗拉强度标准值ftk、该保温结构墙体的疲劳应力修正系数γρ、t，如下式(5)计算砌体抗拉强度ft，ft＝ftk×γρ×t(5)b.将上述步骤计算的温度变形荷载N、砌体抗拉强度ft，代入下式(6)，计算预制块与砌体的最小接触面积A；A＝N/ft(6)(4)计算预制块的最小长度l测量该砌体的厚度d，设置预制块长度与砌体厚度相同，由于预制块与砌体四面接触，利用预制块与砌体的最小接触面积A，按照下式(7)计算预制块的最小长度l；l＝A/4d(7)(5)以上述步骤计算的预制块的长度、预制块与砌体的最小接触面积为最低标准，挑选长度、以及与砌体接触面积大于最低标准的预制块投入施工应用中。优选的，在步骤③中，利用混凝土结构墙体构件、连接件和预埋件的承载力，按下式(8)计算温度变形荷载N；N＝1.2×SG+1.4×1.0×SW+1.3×0.6×SE(8)式中，1.2是永久荷载分项系数γG，1.4是风荷载分项系数γW，1.3是地震荷载作用的分项系数γE。优选的，在步骤③中，如下式(9)，通过位移和挠度计算温度变形荷载N；N＝1.0×SG+1.0×1.0×SW+1.0×0.6×SE(9)式中，永久荷载分项系数γG、风荷载分项系数γW、地震荷载作用的分项系数γE均是1.0。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1.建筑围护结构通过钢连接件与保温层及外保护层实现刚性连接，并且可以计算该建筑外墙保温结构的安全度，该建筑外墙保温结构的安全度计算在国内是首次。2.保温层表面覆盖有厚度≥50mm的钢筋混凝土面层，使本专利技术提供的具有保温结构的建筑外围护与主体围护结构寿命相同，彻底解决了建筑外围护在保温技术上的质量问题。3.钢连接件的规格是40×4的等边角钢，其截面面积是3.09cm2，分散热桥的面积远小于10cm2，即远小于与每平方米保温面积之比小于1‰时的分散热桥面积，使围护结构与保温层连接件之间不会产生集中热桥，有效地克服了连接件集中热桥造成的结露。4.连接杆组的长度可根据保温层的厚度进行调节，防止连接杆组过长，对建筑施工造成一定的麻烦，又能节省原料。5.经国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检验，该保温结构的耐火性能大于4.00h，高于国家标准对防火墙耐火极限3h的要求，因此，本专利技术提供的保温结构的防火性满足了《建筑设计防火规范》GB50016—2014的规定。6.经过建筑施工作业的反复实验和计算得出，预制块的最小长度为71mm时即可保证保温幕墙施工作业的安全性，延长保温幕墙的使用寿命至2-3倍，减少了建筑耗材量，极大地节约了建筑成本、缩短建筑工期，经济利益和发展前景十分可观。7.在进行施工作业前，先由上述安全度测评方法计算使该保温结构体系处于安全状态下的预制块的最低标准，再选择长度以及与砌体接触面积大于最低标准的预制块投入使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑外墙保温结构体系，包括混凝土面层、承重的结构墙体、位于二者之间的保温层，其特征在于，还包括定位垫块和连接构件；所述连接构件包括钢丝网片和固定在钢丝网片上的连接件，所述连接件穿过保温层，由U型钢筋固定在钢丝网片上，所述连接件的两端分别固定在结构墙体和混凝土面层内；所述定位垫块包括固定挡板和活动盖板，所述固定挡板一侧固定有可伸缩调节的连接杆组，另一侧固定有用以固定所述钢丝网片的钢板，所述连接杆组上依次固定有所述保温层和所述活动盖板；所述连接杆组包括通过套管螺纹连接的左连接杆和右连接杆，所述左连接杆与固定挡板固定连接，所述右连接杆末端通过螺纹固定有活动盖板。

【技术特征摘要】
1.一种建筑外墙保温结构体系，包括混凝土面层、承重的结构墙体、位于二者之间的保温层，其特征在于，还包括定位垫块和连接构件；所述连接构件包括钢丝网片和固定在钢丝网片上的连接件，所述连接件穿过保温层，由U型钢筋固定在钢丝网片上，所述连接件的两端分别固定在结构墙体和混凝土面层内；所述定位垫块包括固定挡板和活动盖板，所述固定挡板一侧固定有可伸缩调节的连接杆组，另一侧固定有用以固定所述钢丝网片的钢板，所述连接杆组上依次固定有所述保温层和所述活动盖板；所述连接杆组包括通过套管螺纹连接的左连接杆和右连接杆，所述左连接杆与固定挡板固定连接，所述右连接杆末端通过螺纹固定有活动盖板。2.根据权利要求1所述的建筑外墙保温结构体系，其特征在于，所述钢丝网片由直径≥4mm的钢筋焊接而成，其间距为100×100mm，所述连接杆的直径≥6mm。3.根据权利要求1所述的建筑外墙保温结构体系，其特征在于，所述连接件是规格为∠40×4的等边角钢，所述混凝土面层的厚度≥50mm。4.根据权利要求1所述的建筑外墙保温结构体系，其特征在于，所述结构墙体为混凝土结构墙体。5.根据权利要求1所述的建筑外墙保温结构体系，其特征在于，所述结构墙体为砌体结构墙体，所述砌体结构墙体内砌筑有埋件，所述埋件为预制块，用以埋设所述连接件，形成后置连接件，所述预制块边长＞71mm。6.如权利要求5所述的建筑外墙保温结构体系安全度测评方法，其特征在于，包括以下步骤，(1)确定该保温结构体系墙面承受的荷载：永久荷载、可变荷载、温度变形荷载；(2)按照公式分别计算上述荷载；①永久荷载：是由保温层、混凝土面层和连接件的重量构成的自重荷载G，单位kN/m2；②可变荷载，其中可变荷载为风荷载ωk和地震荷载，单位kN/m2，所述风荷载ωk，按照下式(1)计算，ωk＝βgz×μs×μz×ω0(1)式中，βgz表示阵风系数，取2.25，μs表示风荷载体型系数，μz表示风压高度变化系数，ω0表示基本风压，单位kN/m2；所述地震荷载，指的是平行于墙体平面的集中水平地震作用产生的荷载FEK，或者是垂直于墙体平面的分布水平地震作用产生的荷载FEVK，所述地震荷载FEK，单位kN/m2，由下式(2)计算得出；FEK＝βE×αmax×G(2)式中，βE是动力放大系数，取5.0，αmax为水平地震影响系数最大值，下同...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕如春，马寅栋，苑毓坤，付红安，王付坤，赵婷婷，高智芳，杨林，吕斌，李晓东，
申请(专利权)人：河南省华亿绿色建材有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41