专利名称：防震式榫卯结构外墙板及其定位方法
技术领域：
本发明属于建筑工程领域，具体涉及一种用于外墙板的防震式榫卯定位结构及定位方法。
背景技术：
近年来，我国政府大力提倡有利于环境保护、节约资源的新技术、新材料，在建筑结构领域中，则提倡节能省地环保型住宅。在此背景下，建筑中不再允许使用实芯粘土砖， 而预制装配式建筑得到广泛应用。各种预制墙板体系应运而生，以常见的保温外墙板为例， 其大致结构通常为保温层两侧设置钢筋混凝土层，并通过连接结构将三者复合在一起。此类外墙板具有薄厚均勻、容重轻、承重力强、保温、隔音效果好等特点，因此被广泛应用在预制式建筑结构中。预制式外墙板与框架结构的固定方式有以下两种
一种是刚性连接，在通常的设计中，不考虑其在地震中的减震效果，如将外墙板作为幕墙，故此类刚性连接结构在安装时将外墙板和框架间以及外墙板间均刚性连接固定为一体。刚性连接结构在少地震的区域得到广泛应用，如香港地区等。另一种则为柔性连接，建筑结构中的非结构部件或多或少的参与了抗震工作，从而改变了真个结构或者某些结构构件的承载力和传力路线，产生出乎预料的抗震效果，由此有必要妥善处理非结构部件。出于上述考虑，柔性连接将外墙板作为减震结构来使用，此类结构不仅提高了建筑侧向刚度，改变了建筑结构的动力特性，同时也起到吸收和耗散地震能的作用，有明显的减震作用。因此在高层建筑结构中，要求外墙板应该具有足够的延性和适当的转动能力，满足主体结构变形的要求，故此外墙板之间无连接结构，不限制外墙板间的位移，使外墙板间可相对转动以及移动。对于上述外墙板在实际的安装过程中如何快速而又精确的定位却成为了本领域技术人员所面临的问题。根据现在使用的外墙板安装工艺标准，在安装时应由专人负责外墙板下口定位、对线，并用靠尺板找直等等，之后反复挪动直至外墙板安装到预订的位置， 而且还需要调整外墙板与地面的垂直度来保证外墙板间处于同一平面上，由于外墙板重量大、边角混凝土层易磨损，导致安装过程十分复杂且缓慢。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种防震式榫卯结构外墙板及其定位方法，该定位方法利用该卯榫结构的外墙板，可以快速完成高精度定位，从而构成一种具有防震功能的外墙板定位结构。本发明的目的由以下技术方案完成
一种防震式榫卯结构外墙板，其特征在于所述的外墙板一侧立面上设置有至少一个凸块凸出于所述侧立面表面，相对应的的另一侧立面上至少设置有一处凹槽，所述凸块与所述凹槽的设置数量和设置位置相互匹配，且所述凸块凸出于所述侧里面的结构外型的形状和尺寸与所述凹槽凹进所述侧立面的腔体形状和尺寸之间可实现间隙配合。所述凹槽或凸块数量为两个，且所述外墙板上两个凸块或凹槽之间的连线平行于所述外墙板的正立面。所述外墙板由隔热和/或隔音材料构成的中间层及位于中间层两侧的钢筋混凝土层构成，所述凹槽和凸块位于一侧的所述钢筋混凝土层侧立面上，所述凸块和凹槽与所述钢筋混凝土层为一体结构。一种用于外墙板的防震式榫卯定位方法，涉及一种如权利要求1-3任意一项所描述之外墙板，其特征在于包括如下步骤
安装楼层上的第一外墙板，并将之固定； 吊装第二外墙板，并将其一侧立面上的凹槽套装于第一外墙板的凸块，所述凹槽与所述凸块之间间隙配合；
调整第二外墙板位置直至与第一外墙板位于同一平面上，将第二外墙板固定； 重复上述步骤直至外墙板安装完毕。所述凸块的侧面形状具有局部或全部弧型表面，以实现与凹槽局部表面的滚动配
I=I O所述两端侧面上与外墙板相接处分别开设有一凹槽。本发明的优点是提供了一种安装时的定位精度高，抗震性能优异，能够大型化， 成本低并且容易制造的外墙板结构。
图1为实施例1定位结构示意图； 图2为实施例1外墙板结构示意图； 图3为实施例2结构示意图4为实施例3结构示意图； 图5为实施例3结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解
如图1-4所示，图中标记1-11分别为外墙板1、外墙板2、凸块3、凹槽4、中间层5、钢筋混凝土层6、钢筋混凝土层7、底侧面8、端侧面9、顶侧面10、凹槽11。预制钢筋混凝土外墙板和主体结构的连接，要根据结构抗震分析中是否需要外墙板参与受力、结构抗推刚度大小、抗震设防烈度的高低来确定使用刚性连接还是柔性连接， 并采取有效的连接措施。实施例1:
如图1-2所示，本实施例的定位方法涉及相接的两块防震式榫卯结构外墙板外墙板1 和外墙板2。外墙板1、外墙板2均由隔热和/或隔音材料构成的中间层5及位于中间层5 两侧的钢筋混凝土层6、钢筋混凝土层7组合构成。外墙板1、2上的钢筋混凝土层7的一侧立面上设置有二个凸块3，其另一侧立面上对应设置有数量相同的凹槽4，凹槽4和凸块3位于同一高度上，且凹槽4内腔的形状尺寸与凸块3的形状尺寸互相匹配，二者之间间隙配合。为实现快速定位，首先将外墙板1定位，安装外墙板2时，将其凹槽4套装于外墙板1的凸块3，且二者之间间隙配合。由于凸块3和凹槽4之间的的精准配合定位，使得外墙板2的定位安装尤为迅速方便。为简化工艺，凸块3和凹槽4与钢筋混凝土层7为一体结构，同期浇筑预制而成。为不限制外墙板间的相对移动，尤其是不限制外墙板的延性和转动能力，满足主体结构变形的要求。钢筋混凝土层7上的两个凸块3间的连线平行于钢筋混凝土层7的正立面，同时钢筋混凝土层7上两个凹槽4间的连线平行于钢筋混凝土层7的正立面。同时由于凹槽4与凸块3之间的孔轴间隙配合，同时由于凹槽4与凸块3之间存在的局部或全部的弧形接触面，使得外墙板1和外墙板2之间可以以两个凹槽中心连线为转轴实现一定的偏转角度。该偏转的角度的大小在保证结构整体稳定性的前提下，取决于上述间隙配合的间隙大小。显然本领域技术人员能够认识到，实施例1中对于凸块3和凹槽4的设置位置不仅仅局限于此，也可将其设置在钢筋混凝土层6，同样可实现上述的定位以及相对偏转的功能，同时上述实施例中对凸块3和凹槽4数量的选择也不仅仅局限于此，在满足不影响外墙板相对偏转的情况下，根据具体工况，对数量进行任意增减，在此不再赘述。实施例2
参见附图3，本实施例所描述的定位结构与实施例1大致相同。不同的是凸块3的根部与外墙板相接处开设有凹槽11。此处凹槽11设置的目的是使凸块3上的应力集中于凹槽11处。此种结构设置的目的主要是，在轻微地震的时候，由于主体的框架结构以及外墙板间的形变量较小，实施例1中的连接结构可以保证外墙板间的形变量，外墙板间处于活动连接状态，外墙板间可消耗掉部分地震能量，同时其连接结构仍具有足够的完整度。当强地震发生时，由于建筑结构变形量较大，凸块3和凹槽4的间隙结构不足以提供足够的转动量，凸块3进入非弹性变形状态，凸块3根部沿凹槽11断裂并吸收部分地震能量，此时外墙板间的定位连接结构完全被破坏，不再限制外墙板间的相对位移。当然，上述的定位结构主要功能是便于安装时的快速精准定位，故此定位结构被破坏不影响外墙板的功能和建筑本身的完整性，同时断裂后的凸块3也被容纳与凹槽4中，不会掉落。为避免凸块3断裂时损坏与之一体的钢筋混凝土层，故此凸块3优选的设置在内侧钢筋混凝土层7，即使凸块3断裂时损坏钢筋混凝土层的局部，也不会影响外侧钢筋混凝土层6，影响建筑结构的外观。故此后期也不需要修复。凹槽11的产生可在浇筑前预制而成，也可在预制后加工而成。实施例3
如图4，为安装方便同时不阻碍外墙板1、2间的相对转动，凸块3形状具有水平设置的底侧面8、与底侧面8垂直相交的两端侧面9及顶侧面10，两侧的端侧面9则由凸块3根部 (与内侧钢筋混凝土层7相接处)起向内倾斜设置，大呈弧线状，顶侧面10由凸块3根部(与内侧钢筋混凝土层7相接处)起向下倾斜设置，同样大致呈弧线状。而凹槽4的上壁、下壁与凸块3的顶侧面10和底侧面8形状互补，其两个侧壁则与内侧钢筋混凝土层7端面垂直。当定位安装时，被吊装的第二外墙板2的凸块3插装入第一外墙板1的凹槽4中，凸块3的顶侧面10抵触凹槽4的上壁并沿其向内、向下移动，直至顶侧面10与凹槽4上壁完全贴合、底侧面8与凹槽4下壁完全贴合时，第一外墙板1和第二外墙板2定位完成。同时， 安装完成后，凸块3的端侧面9与凹槽4的侧壁间具有一个由外向内逐渐变宽的狭缝，成为外墙板1、2相对偏转时凸块3于凹槽4内的转动空间。如图5所示，是以被吊装的第二外墙板2凹槽4的套装于第一外墙板1的凸块3 的方式完成定位安装。结合上述实施例，以下对于本发明用于工程实践当中，通常的做法是首先定位外墙板1 ；之后安装外墙板2，并将其一侧立面上的凹槽4套装于第一外墙板的凸块3 (如图 5)，或者将其一侧立面上的凸块3插入第一外墙板的凹槽4中(如图4)，所述凹槽4与所述凸块3之间间隙配合；依次类推，依次完成之后各外墙板的定位拼装，从而完成外墙板的整体拼装。本领域技术人员应当理解，上述实施例中的详细描述仅是示例性的，而不是描述每一可能的实施例，因为描述每一可能的实施例即使不是不可能的也是不切实际的。故此上述凸块3、凹槽4的具体数量、规格尺寸及材料的选择等，应结合工程具体需要，如建筑所在地区的抗震设防烈度、结构抗推刚度、结构在地震时剪切变形、弯曲变形，以及拼装外墙板的材料、重量、体积等等因素进行综合考虑，获得外墙板相对偏转量，之后对其进行具体的选择，在此不再赘述。
权利要求
1.一种防震式榫卯结构外墙板，其特征在于所述的外墙板一侧立面上设置有至少一个凸块凸出于所述侧立面表面，相对应的的另一侧立面上至少设置有一处凹槽，所述凸块与所述凹槽的设置数量和设置位置相互匹配，且所述凸块凸出于所述侧里面的结构外型的形状和尺寸与所述凹槽凹进所述侧立面的腔体形状和尺寸之间可实现间隙配合。
2.如权利要求1所述的一种防震式榫卯结构外墙板，其特征在于所述凹槽或凸块数量为两个，且所述外墙板上两个凸块或凹槽之间的连线平行于所述外墙板的正立面。
3.如权利要求1所述的一种防震式榫卯结构外墙板，其特征在于所述外墙板由隔热和/或隔音材料构成的中间层及位于中间层两侧的钢筋混凝土层构成，所述凹槽和凸块位于一侧的所述钢筋混凝土层侧立面上，所述凸块和凹槽与所述钢筋混凝土层为一体结构。
4.一种用于外墙板的防震式榫卯定位方法，涉及一种如权利要求1-3任意一项所描述之外墙板，其特征在于包括如下步骤安装楼层上的第一外墙板，并将之固定；吊装第二外墙板，并将其一侧立面上的凹槽套装于第一外墙板的凸块，或者将其一侧立面上的凸块插入第一外墙板的凹槽中，所述凹槽与所述凸块之间间隙配合；调整第二外墙板位置直至与第一外墙板位于同一平面上，将第二外墙板固定；重复上述步骤直至外墙板安装完毕。
5.如权利要求4所述的一种用于外墙板的防震式榫卯定位方法，其特征在于所述凸块的侧面形状具有局部或全部弧型表面，以实现与凹槽局部表面的滚动配合。
6.如权利要求4所述的一种用于外墙板的防震式榫卯定位方法，其特征在于所述两端侧面上与外墙板相接处分别开设有一凹槽。
全文摘要
本发明属于建筑工程领域，具体涉及一种用于外墙板的防震式榫卯定位结构及定位方法。该结构包括一预制结构外墙板，其特征在于所述的外墙板一侧立面上设置有至少一个凸块凸出于所述侧立面表面，相对应的的另一侧立面上至少设置有一处凹槽，所述凸块与所述凹槽的设置数量和设置位置相互匹配，且所述凸块凸出于所述侧里面的结构外型的形状和尺寸与所述凹槽凹进所述侧立面的腔体形状和尺寸之间可实现间隙配合。本发明的优点是提供了一种安装时的定位精度高，抗震性能优异，能够大型化，成本低并且容易制造的外墙板结构。
文档编号E04C2/30GK102359226SQ20111032500
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者叶可炯, 张立, 李永康, 赵国强, 陈介华 申请人:上海市第二市政工程有限公司