[0001] 本发明属于建筑结构设计领域，具体涉及一种基于模块化施工的UHPC模壳‑蜂窝型钢混凝土组合结构墙体。

[0002] 随着新型建筑工业化的推进，传统的建筑施工方式由于建设周期长、质量难以保证、施工现场污染大等问题已难以适应当前的发展要求。模块化施工方式是由工厂预制模板、运输到现场拼装而成的一种建筑形式，模块化结构相比传统的结构形式具有建造效率高、标准化程度高、节省劳动力、低碳环保、安全可靠等优点，在新型建筑工业化背景下表现出极大的发展潜力。

[0003] 模块化施工方式由于建筑要求、结构需求、应用场景的不同，关键问题在于发展可连接简便、设计灵活、整体性能好的装配式构件。目前工程应用的剪力墙大多采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，剪力墙中钢筋配筋多且密，现场施工存在钢筋绑扎工作量和难度大，现场支模拆模难度大，施工工期过长，导致混凝土浇筑和养护产生的冬期施工费用较大，因此需要研发具有良好受力性能及施工快捷的新型高性能剪力墙结构及模块化设计建造技术。

[0042] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0043] 因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0044] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0045] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0046] 现有的模块化墙体往往能难以兼顾施工便捷和结构性能的双重要求，为此，本发明的实施例提供了一种基于模块化施工的UHPC模壳‑蜂窝型钢混凝土组合结构墙体，如图1和图2所示，其主要包括预制UHPC模壳1、蜂窝H型钢2、钢筋笼3和现浇混凝土4。蜂窝H型钢2、钢筋笼3和现浇混凝土4均位于预制UHPC模壳1的内部。其中，预制UHPC模壳1、蜂窝H型钢2和钢筋笼3为工厂预制部分，现浇混凝土4为现场浇筑部分。

[0047] 预制UHPC模壳1为上下开口、侧向闭合的腔结构，蜂窝H型钢2沿墙体高度方向通长布置，且其上下的翼缘板9均与预制UHPC模壳1的内壁紧贴，并通过高强螺栓5连接紧固，将预制UHPC模壳1内部分隔为多个独立腔室。钢筋笼3被布置在蜂窝H型钢2的水平方向两侧，也即，布置在各个独立腔室内。

[0048] 根据建筑要求、结构需求、应用场景等，本发明的预制UHPC模壳1可设计成各种形状，在该墙体中，预制UHPC模壳1同时作为浇筑模板和受力元件，无需拆模，同时各结构部件之间以高强螺栓5连接，方便可靠。预制UHPC模壳1采用UHPC，墙体的抗震性能、抗裂性能、耐腐蚀性能和耐久性能等均可得到保障，其内部采用型钢混凝土，可保证墙体承载力，同时也能增强地震作用下墙体的变形能力和耗能能力。

[0049] 本发明采用的蜂窝H型钢2如图3所示，其腹板10上设置蜂窝孔11，蜂窝孔11可单排设置，并沿墙体高度方向等间距布置在腹板10的中心位置，通过该设计，可以在确保结构性能的前提下，减轻自身重量。蜂窝H型钢2上下的翼缘板9上设置有若干预留孔二12，预留孔二12用于穿入高强螺栓5实现蜂窝H型钢2与预制UHPC模壳1的连接。

[0050] 再次参考图2，本发明中，钢筋笼3包括水平钢筋13和竖向钢筋14，其中水平钢筋13为多排钢筋，沿墙体高度方向等间距布置。竖向钢筋14绑扎在水平钢筋13上，可以在预制UHPC模壳1内通长布置。

[0051] 本发明采用高强螺栓5，可以保证良好的连接效果和墙体性能，在一些实施例中，高强螺栓5也可以替换为相同规格的拉铆螺栓、单侧螺栓等。

[0052] 本发明的现浇混凝土4可根据工程需要选取，例如可以为普通混凝土、高强混凝土、自密实混凝土、再生混凝土或防辐射混凝土等。

[0053] 如前所述，本发明预制UHPC模壳1可设计成各种形状，为便于拼装，本发明设计了若干模板单元，如图4、图5和图6所示，分别为矩形UHPC模板6、U形UHPC模板7和L形UHPC模板15。预制UHPC模壳1可以由若干U形UHPC模板7和若干矩形UHPC模板6拼接组成，也可以由由若干U形UHPC模板7、若干矩形UHPC模板6和若干L形UHPC模板15拼接组成。优选地，本发明的蜂窝H型钢2用于设置在相邻模板的拼缝处，通过高强螺栓5将相邻的模板连接。进一步优选地，相邻模板的拼缝与蜂窝H型钢2的腹板对应，高强螺栓5穿过翼缘板9与模板，将相邻模板与蜂窝H型钢2连接。

[0054] 如图4所示，矩形UHPC模板6为矩形板，板厚为20‑50mm，其左右两侧为拼接侧，沿高度方向均匀布置有预留孔一8，其高度方向即为墙体的高度方向。

[0055] 如图5所示，U形UHPC模板7由三块矩形板拼成，板厚为20‑50mm，俯视形状为“U形”，其第一矩形板的一边与第二矩形板的一边连接，并优选为垂直连接，第二矩形板的另一边与第三矩形板的一边连接，并优选为垂直连接。第一矩形板和第三矩形板位于第二矩形板的同侧，且二者平行，面积相等。第一矩形板和第三矩形板远离第二矩形板的一边为拼接侧，在拼接侧沿高度方向均匀布置有预留孔一8，其高度方向即为墙体的高度方向。

[0056] 如图6所示，L形UHPC模板15由两块矩形板拼成，板厚为20‑50mm，俯视形状为“L形”，其第一矩形板的一边与第二矩形板的一边连接，并优选为垂直连接。第一矩形板远离第二矩形板的一边以及第二矩形板远离第一矩形板的一边为拼接侧，在拼接侧沿高度方向均匀布置有预留孔一8，其高度方向即为墙体的高度方向。

[0057] 上述的预留孔一8与蜂窝H型钢2的翼缘板9上的预留孔二12对应，高强螺栓5穿过预留孔一8和预留孔二12，即实现相应模板和蜂窝H型钢2的连接。即，相邻的模板之间通过蜂窝H型钢2的翼缘板9连接，并且蜂窝H型钢2的上下翼缘板9均连接相邻模板，使得蜂窝H型钢2完全支撑在预制UHPC模壳1内。

[0058] 在图7所示的实施例中，预制UHPC模壳1为一字型腔结构，也即俯视图为“矩形框”，由此构成一个平板墙体。该实施例的预制UHPC模壳1由位于水平两端的两个U口相对的U形UHPC模板7和位于中间的若干个矩形UHPC模板6拼接组成。图中示出了U形UHPC模板7与一个矩形UHPC模板6的拼接形式，高强螺栓5穿过预留孔一8和预留孔二12，将蜂窝H型钢2的一个翼缘板9与U形UHPC模板7和矩形UHPC模板6连接。显然，在该U形UHPC模板7的另一个拼接侧，也同样采用高强螺栓5穿过预留孔一8和预留孔二12，将该蜂窝H型钢2的另一个翼缘板9与另一个矩形UHPC模板6连接。

[0059] 在图8所示的实施例中，预制UHPC模壳1为L型腔结构，也即俯视图为“L形框”，由此构成一个L形墙体。该实施例的预制UHPC模壳1由位于两端的两个U形UHPC模板7、位于角部的两个L形UHPC模板15和位于角部与端部之间的若干矩形UHPC模板6拼接组成。其中角部的两个L形UHPC模板15的大小不同，尺寸大的位于外角，尺寸小的位于内角。在各拼接侧，高强螺栓5穿过预留孔一8和预留孔二12，连接相应模板。

[0060] 进一步地，该实施例中，可以将靠近角部的两个蜂窝H型钢2替换为蜂窝T型钢16，此时，外角的L形UHPC模板15的尺寸小，而内角的L形UHPC模板15的尺寸大。蜂窝T型钢16的上翼缘板与外角的L形UHPC模板15和相邻的矩形UHPC模板6拼接，在内角，L形UHPC模板15的延伸尺寸为一块矩形UHPC模板6的尺寸，此时可少用一块矩形UHPC模板6。蜂窝T型钢16的腹板顶在内角的L形UHPC模板15上。

[0061] 在图9所示的实施例中，预制UHPC模壳1为十字型腔结构，也即俯视图为“十字形框”，由此构成一个十字形墙体。该实施例的预制UHPC模壳1由位于四端的四个U形UHPC模板7、位于交叉点的四个L形UHPC模板15和位于交叉点与端部之间的若干矩形UHPC模板6拼接组成。在各拼接侧，高强螺栓5穿过预留孔一8和预留孔二12，连接相应模板。为提高节点处的强度，十字型腔的中部可设置通长的加强钢管17。

[0062] 进一步地，本发明的预制UHPC模壳1还可以为T型腔结构，也即俯视图为“T字形框”，由此构成一个T字形墙体。由位于三端的三个U形UHPC模板7、位于角部的两个L形UHPC模板15和位于角部与端部之间以及位于端部与端部之间的若干矩形UHPC模板6拼接组成。在各拼接侧，高强螺栓5穿过预留孔一8和预留孔二12，连接相应模板。为提高节点处的强度，T型腔结构的角部可设置通长的加强钢管17。

[0063] 本发明基于模块化施工的UHPC模壳‑蜂窝型钢混凝土组合结构墙体的施工方法，包括：

[0064] 1、在工厂，完成矩形UHPC模板6、U形UHPC模板7、L形UHPC模板15、蜂窝H型钢2的加工和钢筋笼3的绑扎工作，运输至现场；

[0065] 2、在现场，用高强螺栓5将相邻的模板通过蜂窝H型钢2的翼缘板9进行连接，组装成所需形状的预制UHPC模壳1；

[0066] 3、在现场，放置钢筋笼3并完成现浇混凝土4的施工。

[0067] 综上，本发明结合型钢混凝土结构和装配式组合结构的特点，预制UHPC模壳兼作受力元件和浇筑模板，解决现场支模拆模难度大的问题，混凝土内配置型钢，显著提高墙体承载力，可以有效减小钢筋面积，减轻钢筋绑扎工作量，缩短施工周期，同时也能增强地震作用下墙体的变形能力和耗能能力，部件之间采用螺栓连接，施工便捷，连接可靠，具有广阔的工程应用前景。