CN101845852B - 轻钢轻混凝土结构体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻钢轻混凝土结构体系及其施工方法，由柱、梁、墙，楼板和屋面板组成，柱、梁、墙、楼板、屋面板均由轻型钢和轻混凝土现浇而成，轻型钢柱、墙均由轻钢型材与连接片连接而成，楼板、屋面板由轻型钢与连接片、钢网片连接而成。该结构体系自重轻，抗震性、整体性和防水性能好，具有良好的保温隔热隔音性能，解决了传统轻钢结构的防水、防火和防锈问题。具有工业化程度高、综合成本低、施工方便、保护环境的特点，适用于一般民用建筑和轻型工业厂房。
Description
技术领域
本发明涉及一种结构体系及其施工方法，特别是一种轻钢轻混凝土结构体系及其施工方法。
背景技术
轻型钢主要指轻型冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、薄壁钢板、薄壁钢管、轻型热轧型钢及以上各型材组合，具有强度高，自重轻，能充分发挥其材料特性并带来施工便利的建筑材料。
轻混凝土又名轻质混凝土，可分为三类： 
用于隔热的低密度、低强度混凝土；
用作要求必要强度的其他中强轻混凝土；
结构用轻混凝土。轻混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，或采用轻集料，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔轻质材料。由于轻混凝土中含有大量封闭的孔隙或集料自重轻，使其具有密度小、保温隔热性和隔音性、耐火性好。采用现场浇注施工，使其整体性能好、防水性能强、耐久性能好。
现有轻钢结构具有结构自重轻、安全性能高、抗震性能好、施工速度快、劳动强度低、可循环利用、利于保护环境等优点，但由于轻钢结构在防火、防锈、防腐蚀、防水性能及保温隔热性能等方面的不足，尤其对于住宅建筑，人们在心理上更习惯于接受钢筋混凝土和砖混结构。美国规定轻钢结构房屋每十年需对受力构件全面检查,由于后期维修费用的高昂，在推广应用轻钢结构建筑时受到很大限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻钢轻混凝土结构体系及其施工方法，要解决单纯轻钢结构在防火、防锈、防腐、防水性能及保温隔热性能等方面的不足以及后期维修费用高昂的技术问题，并解决传统钢筋混凝土结构或砖混结构自重大，墙体厚、建筑规模受限制，产生大量建筑垃圾的问题，同时使居住者感觉更为安全舒适。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轻钢轻混凝土结构体系，由柱、墙，梁、楼板和屋面板组成，楼板和屋面板搭在柱或墙侧面，楼板和屋面板与梁现浇为一体，墙位于两相邻柱之间，所述柱为轻钢轻混凝土柱，由不少于4支轻型钢和连接片组成的轻钢构架和完全包裹轻钢构架的轻混凝土现浇组成，所述轻型钢沿其高度上间隔分布有连接片；所述墙为轻钢轻混凝土墙板，由一组格构轻钢片柱、钢网片和轻混凝土现浇组成，所述钢网片位于格构轻钢片柱的两侧，所述轻混凝土结构完全包裹格构轻钢片柱和钢网片；所述梁为格构轻钢片梁；所述楼板和屋面板为轻钢轻混凝土板，由格构轻钢片梁与轻混凝土现浇为一体，格构轻钢片梁的顶面和底面分布有钢网片。
所述轻型钢为薄壁钢板、薄壁钢管、冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢或以上两者或两者以上组合。
所述轻型钢与连接片的连接为焊接、螺栓连接、铆钉连接或自攻螺丝连接。
所述连接片为薄钢网片、钢筋钢丝网片、薄壁型缀板或缀条。
所述轻钢轻混凝土墙板的两相邻格构轻钢片柱之间设有格构轻钢斜撑片柱。
所述轻钢轻混凝土墙板的中间为格构轻钢片柱，端部为墙中格构柱，顶端安装有连接型钢。
所述双向楼板或屋面板垂直于格构轻钢片梁设置有轻型钢管梁。
所述楼板或屋面板的轻混凝土结构顶面有普通混凝土。
所述格构轻钢片柱和格构轻钢片梁由两支轻型钢及连接片组成。
所述轻混凝土为泡沫混凝土或轻集料混凝土。
轻钢轻混凝土结构体系的施工方法，步骤如下：
步骤一：根据设计尺寸在工厂预加工轻钢轻混凝土柱、轻钢轻混凝土墙板中的格构轻钢片柱和楼板和屋面板中的格构轻钢片梁的轻型钢和连接片。
步骤二：固定轻钢轻混凝土柱；将轻钢轻混凝土柱的轻型钢与柱基础连接，在轻型钢上安装连接片形成轻钢构架，在轻钢构架的外侧搭设模板，并浇筑轻混凝土。
步骤三：安装轻钢轻混凝土墙板；将轻钢轻混凝土墙板中间的格构轻钢片柱和端部的墙中格构柱的轻型钢与墙基础连接，在轻型钢上安装连接片形成轻钢构架，在轻钢构架的两侧安装钢网片，在钢网片外侧涂抹水泥砂浆层作为模板，分层浇注轻混凝土，包裹整个轻钢构架，并在轻钢轻混凝土墙板的顶面安装连接型钢。
步骤四：安装轻钢轻混凝土楼板；在格构轻钢片梁的两支轻型钢上安装连接片形成轻钢构架，按设计要求将一组轻钢构架均匀搭在轻钢轻混凝土柱或轻钢轻混凝土墙板的顶端，并与轻钢轻混凝土柱或轻钢轻混凝土墙板中的连接型钢连接，在轻钢构架的底面安装下层钢网片，在钢网片上下两侧分别涂抹砂浆，浇注轻混凝土后，再安装上层的钢网片，然后再浇注普通混凝土。
步骤五：按上述柱、墙，梁、楼板的施工方法逐层搭设，直至达到设计高度，在轻钢轻混凝土柱或轻钢轻混凝土墙板的顶端搭设屋面板，所述屋面板的施工方法同步骤四中所述轻钢轻混凝土楼板的安装。
所述步骤四中，轻钢构架与轻钢轻混凝土柱或轻钢轻混凝土墙板中的连接型钢连接后，在其底面安装钢网片，在钢网片底面安装模板，浇注轻混凝土，再安装上层的钢网片，然后再浇注普通混凝土。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明的轻钢轻混凝土结构自重轻、有利于降低地基基础造价与工期；采用现浇轻混凝土包裹轻型钢不仅约束轻型钢向墙内侧的屈曲变形，还弥补了轻钢结构防火、防锈、保温、隔热、隔声性能的不足和后期维修费用高的缺点，保温、隔热、隔音性能明显优于钢筋混凝土，也优于轻钢结构；利用轻混凝土约束轻型钢向内侧的屈曲变形，减少轻钢骨架的压力杆件，降低用钢量；利用轻混凝土对轻钢骨架的包裹，有效解决轻钢结构的防火和防锈蚀；充分发挥轻钢轻混凝土自重轻强度高延性好的优点，抗震性能优越；墙体较薄增加了建筑物的有效使用面积。对于不同部位的结构构件采用不同类型轻混凝土，轻混凝土包裹全部轻型钢的受力构件，提高传统钢结构的防火、防锈、防腐蚀、防水、保温、隔热和隔音性能，并增强结构的整体性和居住的舒适性。
本发明结构体系几乎具备钢筋混凝土和轻钢结构的全部优点并克服了其重大不足,低碳环保，具有较高工业化生产程度、施工方便快捷、综合成本低廉、符合我国科学发展观和建筑产业政策、住宅工业化的要求，适用于一般民用建筑结构及轻型工业厂房。
本发明可广泛应用于一般民用建筑和轻型工业厂房。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的轻钢轻混凝土柱示意图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是图2的B-B剖面图。
图5是本发明无斜撑墙板示意图。
图6是图5的A-A剖面图。
图7是图5的B-B剖面图。
图8是本发明有斜撑墙板示意图。
图9是图8的A-A剖面图。
图10是图8的B-B剖面图。
图11是本发明单向板示意图。
图12是图11的A-A剖面图。
图13是图11的B-B剖面图。
图14是本发明双向板示意图。
图15是图14的A-A剖面图。
图16是图14的B-B剖面图。
附图标记：1－轻钢轻混凝土柱、2－轻钢轻混凝土墙板、3－格构轻钢片梁、4－楼板、5－屋面板、6－普通混凝土、7－轻型钢、8－连接片、9－轻混凝土、10－格构轻钢片柱、11－钢网片、12－格构轻钢斜撑片柱、13－连接型钢、14－墙中格构柱、15－轻型钢管梁。
具体实施方式
实施例参见图1～图16所示，一种轻钢轻混凝土结构体系，由轻钢轻混凝土柱1、轻钢轻混凝土墙2，格构轻钢片梁3、楼板4和屋面板5组成，楼板4和屋面板5搭在柱1或墙2侧面，楼板4和屋面板5与梁现浇为一体，墙位于两相邻柱之间，所述柱为轻钢轻混凝土柱，由不少于四支轻型钢7和连接片8组成的轻钢构架和完全包裹轻钢构架的轻混凝土9现浇而成，所述轻型钢7沿其高度上间隔分布有连接片8，柱中的轻混凝土9约束轻钢构架平面内的屈曲变形，连接片8约束平面外的屈曲变形；所述墙为轻钢轻混凝土墙板2，由一组格构轻钢片柱10、钢网片11和轻混凝土9现浇组成，所述钢网片11位于格构轻钢片柱10的两侧，所述轻混凝土9完全包裹格构轻钢片柱10和钢网片11；所述梁为格构轻钢片梁3；所述楼板和屋面板为轻钢轻混凝土板，所述楼板或屋面板分为单向板和双向板，所述单向板由格构轻钢片梁3与轻混凝土9现浇为一体，格构轻钢片梁3的顶面和底面分布有钢网片11。所述双向板双向受力，在单向板的基础上，在垂直于格构轻钢片梁3设置有轻型钢管梁15，轻型钢管梁15穿插在短边方向受力的格构轻钢片梁3中间。所述轻型钢7为薄壁钢板、薄壁钢管、冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢或以上两者或两者以上组合。所述轻型钢7与连接片8的连接为焊接、螺栓连接、铆钉连接或自攻螺丝连接。所述连接片8为薄钢网片、钢筋钢丝网片、薄壁型缀板或缀条。所述轻钢轻混凝土墙板2的两相邻格构轻钢片柱10之间设有格构轻钢斜撑片柱12。所述轻钢轻混凝土墙板2的中间为格构轻钢片柱10，端部为墙中格构柱14，顶端安装有连接型钢13。所述楼板或屋面板的轻混凝土结构顶面有普通混凝土层6。所述格构轻钢片柱10和格构轻钢片梁3由两支轻型钢7及连接片8组成。所述轻混凝土9为泡沫混凝土或轻集料混凝土。
对于不同部位的结构构件采用不同类型轻混凝土，轻混凝土包裹全部轻型钢的受力构件。
所述结构的轻钢构架承受压、拉、剪及扭曲力,连接片8约束轻钢构架外侧屈曲变形，轻混凝土9约束轻钢构架内侧屈曲变形并承受部分压力。所述轻钢轻混凝土结构体系中的轻型钢、节点构造及轻混凝土厚度根据计算确定。
所述的轻钢轻混凝土结构体系的施工方法，步骤如下：步骤一：根据设计尺寸在工厂预加工轻钢轻混凝土柱1、轻钢轻混凝土墙板2中的格构轻钢片柱10和楼板4和屋面板5中的格构轻钢片梁3的轻型钢7和连接片8。
步骤二：固定轻钢轻混凝土柱1；将轻钢轻混凝土柱1的轻型钢7与柱基础连接，在轻型钢7上安装连接片8形成轻钢构架，在轻钢构架的外侧搭设模板，并浇筑轻混凝土9。
步骤三：安装轻钢轻混凝土墙板2；将轻钢轻混凝土墙板2中间的格构轻钢片柱10和端部的墙中格构柱14的轻型钢7与墙基础连接，在轻型钢7上安装连接片8形成轻钢构架，在轻钢构架的两侧安装钢网片11，在钢网片外侧涂抹水泥砂浆层作为模板，分层浇注轻混凝土9，包裹整个轻钢构架，并在轻钢轻混凝土墙板2的顶面安装连接型钢13。
步骤四：安装轻钢轻混凝土楼板；在格构轻钢片梁的两支轻型钢7上安装连接片8形成轻钢构架，按设计要求将一组轻钢构架均匀搭在轻钢轻混凝土柱1或轻钢轻混凝土墙板2的顶端，并与轻钢轻混凝土柱1或轻钢轻混凝土墙板2中的连接型钢13连接，在轻钢构架的底面安装下层钢网片11，在钢网片上下两侧分别涂抹砂浆，浇注轻混凝土9后，再安装上层的钢网片11，然后再浇注普通混凝土6。
步骤五：按上述柱、墙，梁、楼板4的施工方法逐层搭设，直至达到设计高度，在轻钢轻混凝土柱1或轻钢轻混凝土墙板2的顶端搭设屋面板5，所述屋面板的施工方法同步骤四中所述轻钢轻混凝土楼板的安装。
所述步骤四中，轻钢构架与轻钢轻混凝土柱1或轻钢轻混凝土墙板2中的连接型钢13连接后，在其底面安装钢网片11，在钢网片底面安装模板，浇注轻混凝土9，再安装上层的钢网片11，然后再浇注普通混凝土6。
以上是本发明一个典型实施例，本发明的实施不限于此。
Claims (9)
1.一种轻钢轻混凝土结构体系，由柱、墙、梁、楼板（4）和屋面板（5）组成，楼板（4）和屋面板（5）搭在柱或墙侧面，楼板（4）和屋面板（5）与梁现浇为一体，墙位于两相邻柱之间，其特征在于：所述柱为轻钢轻混凝土柱（1），由不少于四支轻型钢（7）和连接片（8）组成的轻钢构架和完全包裹轻钢构架的现浇轻混凝土（9）组成，所述轻型钢（7）沿其高度上间隔分布有连接片（8）；所述墙为轻钢轻混凝土墙板（2），由一组格构轻钢片柱（10）、钢网片（11）和轻混凝土（9）现浇组成，所述钢网片（11）位于格构轻钢片柱（10）的两侧，所述轻混凝土（9）完全包裹住格构轻钢片柱（10）和钢网片（11）；所述梁为格构轻钢片梁（3）；所述楼板（4）和屋面板（5）为轻钢轻混凝土板，由格构轻钢片梁（3）、钢网片（11）与轻混凝土（9）现浇为一体，格构轻钢片梁（3）的顶面和底面分布有钢网片（11），所述轻钢轻混凝土墙板（2）的中间为格构轻钢片柱（10），端部为墙中格构柱（14），顶端安装有连接型钢（13），所述楼板或屋面板的轻混凝土结构顶面有普通混凝土（6），所述格构轻钢片柱（10）和格构轻钢片梁（3）由两支轻型钢（7）及连接片（8）组成。
2.根据权利要求1所述的轻钢轻混凝土结构体系，其特征在于：所述轻型钢（7）为薄壁钢板、薄壁钢管、冷弯薄壁型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、轻型热轧型钢或其中两者以上组合。
3.根据权利要求1所述的轻钢轻混凝土结构体系，其特征在于：所述轻型钢（7）与连接片（8）的连接方式为焊接、螺栓连接、铆钉连接或自攻螺丝连接。
4.根据权利要求1所述的轻钢轻混凝土结构体系，其特征在于：所述连接片（8）为薄钢网片、钢筋钢丝网片、薄壁型缀板或缀条。
5.根据权利要求1所述的轻钢轻混凝土结构体系，其特征在于：所述轻钢轻混凝土墙板（2）的两相邻格构轻钢片柱（10）之间设有格构轻钢斜撑片柱（12）。
6.根据权利要求1所述的轻钢轻混凝土结构体系，其特征在于：所述楼板或屋面板垂直于格构轻钢片梁（3）设置有轻型钢管梁（15）。
7.根据权利要求1所述的轻钢轻混凝土结构体系，其特征在于：所述轻混凝土（9）为泡沫混凝土或轻集料混凝土。
8.一种上述权利要求1-7中任意一项所述的轻钢轻混凝土结构体系的施工方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一：根据设计尺寸在工厂预加工轻钢轻混凝土柱（1）、轻钢轻混凝土墙板（2）中的格构轻钢片柱（10）、楼板（4）中的格构轻钢片梁（3）的轻型钢（7）和连接片（8）及屋面板（5）中的格构轻钢片梁（3）的轻型钢（7）和连接片（8）；
步骤二：固定轻钢轻混凝土柱（1）；将轻钢轻混凝土柱（1）的轻型钢（7）与柱基础连接，在轻型钢（7）上安装连接片（8）形成轻钢构架，在轻钢构架的外侧搭设模板，并浇筑轻混凝土（9）；
步骤三：安装轻钢轻混凝土墙板（2）；将轻钢轻混凝土墙板（2）中间的格构轻钢片柱（10）和端部的墙中格构柱（14）的轻型钢（7）与墙基础连接，在轻型钢（7）上安装连接片（8）形成轻钢构架，在轻钢构架的两侧安装钢网片（11），在钢网片外侧涂抹水泥砂浆层作为模板，分层浇注轻混凝土（9），包裹整个轻钢构架，并在轻钢轻混凝土墙板（2）的顶面安装连接型钢（13）；
步骤四：安装轻钢轻混凝土楼板；在格构轻钢片梁的两支轻型钢（7）上安装连接片（8）形成轻钢构架，按设计要求将一组轻钢构架均匀搭在轻钢轻混凝土柱（1）或轻钢轻混凝土墙板（2）的顶端，并与轻钢轻混凝土柱（1）或轻钢轻混凝土墙板（2）中的连接型钢（13）连接，在轻钢构架的底面安装下层钢网片（11），在钢网片上下两侧分别涂抹砂浆，浇注轻混凝土（9）后，再安装上层的钢网片（11），然后再浇注普通混凝土（6）；
步骤五：按上述柱、墙、梁、楼板（4）的施工方法逐层搭设，直至达到设计高度，在轻钢轻混凝土柱（1）或轻钢轻混凝土墙板（2）的顶端搭设屋面板（5），所述屋面板的施工方法同步骤四中所述轻钢轻混凝土楼板的安装。
9.根据权利要求8所述的轻钢轻混凝土结构体系施工方法，其特征在于：所述步骤四中，轻钢构架与轻钢轻混凝土柱（1）或轻钢轻混凝土墙板（2）中的连接型钢（13）连接后，在其底面安装钢网片（11），在钢网片底面安装模板，浇注轻混凝土（9），再安装上层的钢网片（11），然后再浇注普通混凝土（6）。
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