CN102995790A

CN102995790A - 帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体

Info

Publication number: CN102995790A
Application number: CN2012105198838A
Authority: CN
Inventors: 王小平
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: CN102995790B

Abstract

本发明公开了一种帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体，其中：所述帽钢龙骨由片柱（2）、方柱（3）、楼面圈梁（4）、墙腰圈梁（5）、墙撑横杆及墙撑斜杆组成，其中：在所述组合墙体的内部，设置若干纵向排列的方柱（3）和多个片柱（2）；所述楼面圈梁（4）及墙腰圈梁（5），它们横穿片柱（2）和方柱（3）的孔洞（21）并通过螺丝或螺栓与之连接，形成框架结构。与现有技术相比，本发明具有连接件少、生产机械化程度高、现场组装简单、造价低等优点，具有很好的应用前景。

Description

帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体

技术领域

本发明涉及房屋结构墙体，特别是涉及一种帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体。

背景技术

轻型钢结构装配式房屋由于具有自重轻、抗震性能好、施工周期短、节能环保、工业化程度高等优点，在我国有着广泛的应用前景。

目前在我国应用的轻钢龙骨体系包括传统的槽钢龙骨体系、无比轻钢龙骨体系及格构轻钢龙骨体系。但在工程实践中，这三种结构体系逐步显现其不足之处，主要如下：

其一. 三种轻钢龙骨体系墙体由结构板和墙柱通过自攻螺丝连接而成，中间填充保温材料，感觉不踏实，且结构板缝需要处理，墙体抹灰后板缝处容易出现裂纹。

其二. 槽钢及无比轻钢龙骨体系中的墙柱在上下层之间完全断开，影响了墙体的整体性和承载能力。

其三. 格构轻钢龙骨体系连接件及螺钉较多，影响了结构的生产及安装效率。

本发明公开的帽钢龙骨轻质砼组合墙体，正是基于上述轻钢结构装配式组合房屋的不足提出的。帽钢轻钢龙骨机械化程度高，基本不需要连接件，且完全被轻质砼包裹，使得墙体骨架生产和安装简单方便，且不需进行防腐和防火处理，避免了墙柱的局部或整体失稳。另外，帽钢墙柱上下层相连，增加了结构整体性和承载能力，节约了用钢量，降低了造价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：所述帽钢龙骨由片柱、方柱、楼面圈梁、墙腰圈梁、墙撑横杆及墙撑斜杆组成，其中，在所述组合墙体的内部设置若干纵向排列的方柱和多个片柱；所述楼面圈梁及墙腰圈梁，它们横穿片柱和方柱的孔洞并通过螺丝或螺栓与之连接，形成框架结构。

所述方柱可以由两片片柱构成。

所述片柱可以由热轧或冷弯成型的帽型截面制成，该片柱的帽型截面有下述几种：第一片柱帽型截面，其为端头及中间转角处均带卷边的帽型截面；第二片柱帽型截面，其为端头带卷边的帽型截面；第三片柱帽型截面，其为中间转角处带卷边的帽型截面；第四片柱帽型截面，其为不带卷边的帽型截面；第一反对称片柱帽型截面，其为端头及中间转角处均带卷边的反对称帽型截面；第二反对称片柱帽型截面，其为端头带卷边的反对称帽型截面；第三反对称片柱帽型截面，其为中间转角处带卷边的反对称帽型截面；第四反对称片柱帽型截面，其为不带卷边的反对称帽型截面。

所述方柱可以有下述几种截面：第一方柱截面，其由具有端头及中间转角处均带卷边的帽型截面的两片柱构成的方柱截面；第二方柱截面，其由具有端头带卷边的帽型截面的两片柱构成的方柱截面；第三方柱截面，其由具有中间转角处带卷边的帽型截面的两片柱构成的方柱截面；第四方柱截面，其由具有不带卷边的帽型截面的两片柱构成的方柱截面。

所述的楼面圈梁和墙腰圈梁可以由方管、矩形管或槽钢制作而成，直接穿过片柱帽型截面上翼缘的方孔或矩形孔，通过螺丝或螺栓与片柱和方柱的腹板相连。在所述槽钢、方管或矩形管上设有为保证轻质砼密实性的开孔。

所述墙腰圈梁根据需要可以在组合墙体中央设置一道或若干道；当墙体抗侧力刚度满足要求时，可不设墙腰圈梁。

所述组合墙体内设置一道或若干道墙撑桁架，以抵抗墙体水平荷载，该墙撑桁架是由片柱或方柱与墙撑横杆及墙撑斜杆组合在一起形成；当墙体抗侧力刚度满足要求时，可不设墙撑桁架。

所述墙撑横杆及墙撑斜杆可以由方管、矩形管或槽钢制作而成，其两端直接或通过开孔插入片柱或方柱的帽型截面的槽口内，并以螺丝或螺栓固定相连。

所述片柱和方柱的截断位置为楼面圈梁以上1—1.2m，截断处采用承载力更大、预先开孔的帽钢拼接连接件和螺丝、螺栓或粘结点焊连接而成。

在所述组合墙体的下部设置基础圈梁，该基础圈梁上通过化学或预埋螺栓连接两道由角钢制成的角钢导轨

本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

其一. 帽钢截面易于机械化生产，且帽钢墙柱基本不需要连接件，易于安装。

其二. 帽钢墙柱的截断位置一般为楼面圈梁以上1—1.2m左右，安装方便。且截断处连接的承载力大，安全可靠。

其三. 横穿墙柱的楼面圈梁由方（矩）管及槽钢制作而成，构造简单，承载力大，且方便与楼面梁的连接。

其四. 位于帽钢龙骨中由片柱或方柱、墙撑横杆及斜杆组成的墙撑桁架可根据需要设置若干道，以增大墙体抗侧力刚度。

其五. 帽钢墙柱由具有一定强度的轻质砼包裹，计算长度小，不易发生整体和局部失稳，不易锈蚀，墙体保温、防火和隔音性能好，感觉踏实，且墙体不易开裂。

其六. 墙厚小。由于浇筑成功后墙体厚度仅为200mm，因而与砼及砌体结构相比，房屋使用面积增大。

总之，本发明提出的帽钢龙骨轻质砼组合墙体具有机械化生产程度高、连接件少、龙骨安装方便、保温防火性能好等优点。

附图说明

图1为本发明帽钢龙骨轻质砼组合墙体的结构示意图。

图2为帽钢龙骨整体示意图。

图3为端头及中间转角处均带卷边的片柱帽型截面8的示意图。

图4为端头带卷边的片柱帽型截面9的示意图。

图5为中间转角处带卷边的片柱帽型截面10的示意图。

图6为不带卷边的片柱帽型截面11的示意图。

图7为端头及中间转角处均带卷边的反对称片柱帽型截面12的示意图。

图8为端头带卷边的反对称片柱帽型截面13的示意图。

图9为中间转角处带卷边的反对称片柱帽型截面14的示意图。

图10为不带卷边的反对称片柱帽型截面15的示意图。

图11为具有帽型截面8的两片柱构成的方柱截面16的示意图。

图12为具有帽型截面9的两片柱构成的方柱截面17的示意图。

图13为具有帽型截面10的两片柱构成的方柱截面18的示意图。

图14为具有帽型截面11的两片柱构成的方柱截面19的示意图。

图15为具有帽型截面8的片柱2与楼面圈梁4的连接示意的示意图。

图16为具有帽型截面12的片柱2与楼面圈梁4的连接示意的示意图。

图17为截面16构成的方柱3与楼面圈梁4的连接示意的示意图。

图18为具有帽型截面8的片柱2与方（矩）管楼面圈梁4a连接的平面图。

图19为具有帽型截面8的片柱2与方（矩）管楼面圈梁4a连接的立面图。

图20为具有帽型截面8的片柱2与开口朝下的槽钢楼面圈梁4b连接的平面图。

图21为具有帽型截面8的片柱2与开口朝下的槽钢楼面圈梁4b连接的立面图。

图22为具有帽型截面8的片柱2与开口朝上的槽钢楼面圈梁4c连接的平面图。

图23为具有帽型截面8的片柱2与开口朝上的槽钢楼面圈梁4c连接的立面图。

图24为具有帽型截面8的片柱2截断处拼接连接的平面图。

图25为具有帽型截面8的片柱2截断处拼接连接的立面图。

图26为组成方柱3的、具有帽型截面8的两片柱之间的连接平面图。

图27为组成方柱3的、具有帽型截面8的两片柱之间的连接立面图。

图28为具有帽型截面8的片柱2与导轨角钢7的连接平面图。

图29为具有帽型截面8的片柱2、导轨角钢7与基础连接正立面图。

图30为具有帽型截面8的片柱2、导轨角钢7与基础连接侧立面图。

图中：1.轻质砼；2.片柱；3.方柱；4.楼面圈梁；4a.方（矩）形管截面的楼面圈梁；4b.开口朝下的槽钢截面的楼面圈梁； 4c. 开口朝上的槽钢截面的楼面圈梁； 5.墙腰圈梁；5a.墙撑横杆；5b.墙撑斜杆； 6.片柱拼接处； 7.角钢导轨； 8.第一片柱帽型截面； 9.第二片柱帽型截面；10.第三片柱帽型截面； 11.第四片柱帽型截面； 12.第一反对称片柱帽型截面； 13.第二反对称片柱帽型截面； 14.第三反对称片柱帽型截面； 15.第四反对称片柱帽型截面； 16.第一方柱截面； 17.第二方柱截面； 18.第三方柱截面； 19.第四方柱截面； 20.连接件； 21.孔洞； 22.拼接帽钢连接件；23.短方（矩）管连接件； 24.预埋或化学螺栓； 25.槽型口。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。

本发明提供的帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体，可用于低层和多层房屋，其结构如图1和图2所示，由轻质砼1和帽钢龙骨组合而成。

所述帽钢龙骨的结构如图2所示，由片柱2、方柱3、楼面圈梁4、墙腰圈梁5、墙撑横杆5a及墙撑斜杆5b组成，其中：在墙体的内部，设置若干纵向排列的方柱3和多个片柱2。所述楼面圈梁4及墙腰圈梁5，它们横穿片柱2和方柱3的上翼缘上的孔洞21并通过连接件20连接，形成框架结构。所述连接件20为螺丝、螺栓。

所述片柱2为热轧或冷弯成型的帽型截面。根据具体情况，片柱2的截面可分为八种：第一片柱帽型截面8（图3），其为端头及中间转角处均带卷边的帽型截面；第二片柱帽型截面9（图4），其为端头带卷边的帽型截面；第三片柱帽型截面10（图5），其为中间转角处带卷边的帽型截面；第四片柱帽型截面11（图6），其为不带卷边的帽型截面；第一反对称片柱帽型截面12（图7），其为端头及中间转角处均带卷边的反对称帽型截面；第二反对称片柱帽型截面13（图8），其为端头带卷边的反对称帽型截面；第三反对称片柱帽型截面14（图9），其为中间转角处带卷边的反对称帽型截面；第四反对称片柱帽型截面15（图10），其为不带卷边的反对称帽型截面。

所述楼面圈梁4与具有对称的第一片柱帽型截面8的片柱2之间通过连接件20相连（图15）。其它具有对称的第二片柱帽型截面9、第三片柱帽型截面10和第四片柱帽型截面11的片柱2与楼面圈梁4之间的连接，均可参照图15，通过连接件20相连。

所述楼面圈梁4与具有第一反对称片柱帽型截面12的片柱2之间可以通过连接件20相连（图16）。具有第二反对称片柱帽型截面13、第三反对称片柱帽型截面14和第四反对称片柱帽型截面15的片柱2与楼面圈梁4之间的连接，均可参照图16，通过连接件20相连。

所述方柱3由两片柱2构成。根据具体情况，方柱3的截面分为四种：第一方柱截面16，其由具有第一片柱帽型截面8的两片柱2构成的方柱截面（图11）；第二方柱截面17，其由具有第二片柱帽型截面9的两片柱2构成的方柱截面（图12）；第三方柱截面18，其由具有第三片柱帽型截面10的两片柱2构成的方柱截面（图13）；第四方柱截面19，其由具有第四片柱帽型截面11的两片柱2构成的方柱截面（图14）。

所述楼面圈梁4，其与具有第一方柱截面16的方柱3之间可以通过连接件20相连（图17）。具有第二方柱截面17、第三方柱截面18和第四方柱截面19与楼面圈梁4之间的连接，均可参照图17，通过连接件20相连。

所述片柱2及方柱3与墙腰圈梁5的连接方法同楼面圈梁4（图15-17）。墙腰圈梁5可根据需要在墙体中央设置一道或若干道。当墙体抗侧力刚度满足要求时，可不设墙腰圈梁。

所述片柱2或方柱3与墙撑横杆5a及墙撑斜杆5b组合在一起形成墙撑桁架（图2），在墙体内可以设置一道或若干道墙撑桁架，以抵抗墙体水平荷载。当墙体抗侧力刚度满足要求时，可不设墙撑桁架。墙撑横杆5a及墙撑斜杆5b由方管、矩形管或槽钢制作而成，其两端直接或通过开孔插入片柱2或方柱3的帽型截面的槽口内，并以螺丝或螺栓固定相连。在所述方管、矩形管或槽钢上设有为保证轻质砼密实性的开孔。

以下各图若无特殊说明，均以具有第一片柱帽型截面8构成的片柱2，或以具有第一片柱帽型截面8的两片片柱2构成的第一方柱截面16的方柱3为例，说明本发明帽钢龙骨的实施方法。

在片柱2的上翼缘沿高度方向开有若干方（矩）形孔洞21（图19、21、23）。开孔目的一方面使楼面圈梁4或墙腰圈梁5能穿过片柱通过连接件20与其相连，也使轻质混凝土能穿过片柱2或方柱3，增加密实性。

楼面圈梁4有三种截面选择：采用方（矩）形管截面的楼面圈梁4a（图18、图19）；采用开口向下的槽钢截面的楼面圈梁4b（图20、图21）；采用开口向上的槽钢截面的楼面圈梁4c（图22、图23）。墙腰圈梁5、墙撑横杆5a及斜杆5b的截面同上述的三种截面的楼面圈梁4。

上下层片柱2或方柱3之间可以在片柱拼接处6实现拼接。所述片柱2或方柱3的截断位置一般选择在楼面圈梁4顶以上1—1.2m处，采用与片柱2相似截面的拼接帽钢连接件22拼接，并以连接件20或粘结点焊方式固定（图24、图25）。

为增加方柱3的整体性和承载能力，在组成方柱3的两片柱2的下翼缘之间，沿片柱2每隔一定的高度（例如600mm）设置短方（矩）管连接件23，通过连接件20与两片柱2的下翼缘相连（图26、图27）。

片柱2制作成功后，现场直接插在两角钢导轨7的两侧，再通过连接件20或粘结点焊方式与角钢导轨7连接（图28）。为保证片柱2与角钢导轨7之间能有效连接，在片柱2的上翼缘下端设置槽型口25（图30）。方柱3与角钢导轨7的连接与片柱2相同。

角钢导轨7须采用厚度大于3mm的热轧或冷弯角钢，安装时必须保证标高和水平位置满足设计要求，以保证墙体龙骨的精度。角钢导轨7直接通过预埋或化学螺栓24与基础连接（图29、图30）。为保证抗拉承载能力，在片柱和方柱两侧的角钢导轨7上须分别设置4颗或6颗以上预埋或化学螺栓24。所述化学螺栓为现有技术，直径12mm以上。

所述轻质砼1为现有技术，其为现场浇筑的发泡砼、陶粒砼、珍珠岩砼、聚笨颗粒砼、粉煤灰砼等。

本发明提供的帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体，其制备包括以下步骤：

1.在工厂或现场分别制作包括片柱2、方柱3、楼面圈梁4、墙腰圈梁5、帽钢导轨7、墙撑横杆5a、墙撑斜杆5b的构件，及其它配件。制作构件时，宜预先开孔，以方便现场安装和保证安装的精度；

2.在基础圈梁中设置预埋螺栓或化学螺栓24；

3.安装角钢导轨7；

4.在角钢导轨7上安装片柱2及方柱3，并通过楼面圈梁4、墙腰圈梁5、墙撑横杆5a、墙撑斜杆5b连接在一起；

5. 在帽钢龙骨片柱2和方柱3的四周连接模板；

6. 在四周连接模板内浇筑轻质砼1；

7. 待轻质砼1养护完成后拆模，至此完成帽钢龙骨轻质砼组合墙体的制作。

Claims

1. 一种帽钢龙骨与轻质砼相结合的组合墙体，其特征在于所述帽钢龙骨由片柱（2）、方柱（3）、楼面圈梁（4）、墙腰圈梁（5）、墙撑横杆及墙撑斜杆组成，其中：在所述组合墙体的内部，设置若干纵向排列的方柱（3）和多个片柱（2）；所述楼面圈梁（4）及墙腰圈梁（5），它们横穿片柱（2）和方柱（3）的孔洞（21）并通过螺丝或螺栓与之连接，形成框架结构。

2.根据权利要求1所述的组合墙体，其特征在于所述方柱（3）由两片柱（2）构成。

3.根据权利要求1所述的组合墙体，其特征在于所述片柱（2）由热轧或冷弯成型的帽型截面制成，该片柱的帽型截面有下述几种：第一片柱帽型截面（8），其为端头及中间转角处均带卷边的帽型截面；第二片柱帽型截面（9），其为端头带卷边的帽型截面；第三片柱帽型截面（10），其为中间转角处带卷边的帽型截面；第四片柱帽型截面（11），其为不带卷边的帽型截面；第一反对称片柱帽型截面（12），其为端头及中间转角处均带卷边的反对称帽型截面；第二反对称片柱帽型截面（13），其为端头带卷边的反对称帽型截面；第三反对称片柱帽型截面（14），其为中间转角处带卷边的反对称帽型截面；第四反对称片柱帽型截面（15），其为不带卷边的反对称帽型截面。

4.根据权利要求2所述的组合墙体，其特征在于所述方柱（3）有下述几种截面：第一方柱截面（16），其由具有端头及中间转角处均带卷边的帽型截面（8）的两片柱（2）构成的方柱截面；第二方柱截面（17），其由具有端头带卷边的帽型截面（9）的两片柱（2）构成的方柱截面；第三方柱截面（18），其由具有中间转角处带卷边的帽型截面（10）的两片柱（2）构成的方柱截面；第四方柱截面（19），其由具有不带卷边的帽型截面（11）的两片柱（2）构成的方柱截面。

5.根据权利要求1所述的帽钢龙骨，其特征在于：楼面圈梁（4）和墙腰圈梁（5）由方管、矩形管或槽钢制作而成，直接穿过片柱帽型截面上翼缘的方孔或矩形孔，通过螺丝或螺栓与片柱和方柱的腹板相连；在所述槽钢、方管或矩形管上设有为保证轻质砼密实性的开孔。

6.根据权利要求1所述的组合墙体，其特征在于所述墙腰圈梁（5）根据需要在组合墙体中央设置一道或若干道；当墙体抗侧力刚度满足要求时，可不设墙腰圈梁（5）。

7.根据权利要求1所述的组合墙体，其特征在于所述组合墙体内设置一道或若干道墙撑桁架，以抵抗墙体水平荷载，该墙撑桁架是由片柱（2）或方柱（3）与墙撑横杆及墙撑斜杆组合在一起形成；当墙体抗侧力刚度满足要求时，可不设墙撑桁架。

8.根据权利要求1所述的组合墙体，其特征在于所述墙撑横杆及墙撑斜杆由方管、矩形管或槽钢制作而成，其两端直接或通过开孔插入片柱（2）或方柱（3）的帽型截面的槽口内，并以螺丝或螺栓固定相连。

9. 根据权利要求1所述的帽钢龙骨，其特征在于：片柱和方柱的截断位置为楼面圈梁以上1—1.2m，截断处采用承载力更大、预先开孔的帽钢拼接连接件和螺丝、螺栓或粘结点焊连接而成。

10.根据权利要求1所述的组合墙体，其特征在于所述组合墙体的下部设置基础圈梁，该基础圈梁上通过化学或预埋螺栓（24）连接两道由角钢制成的角钢导轨（7）。