CN104612287A - 模块化钢结构楼房墙体与柱子结构 - Google Patents

Abstract

模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，是采用如集装箱侧板的波形墙板，在墙板的上下端安装翼缘，上下翼缘上均安装有一定数量的剪力钉和两只以上眼板；波形墙板端部与钢柱上的连接板用螺栓连接，安装就位后可焊接或用密封胶填缝；墙板的上下翼缘可与钢柱上的翼缘连接板焊接或采用高强螺栓摩擦型连接，也可直接与钢柱焊接；钢柱上安装有连接波形墙板的连接板和连接墙板翼缘板的连接板，根据钢柱所在位置有L型、T型和交叉型三种类型，钢柱截面可以是矩形钢管、圆钢管或扁钢板。一种钢结构楼房柱子与墙体结构适用于多高层、低层楼房，具有工厂预制、高效率工地安装、重量轻、成本低的优点，建筑寿命和适居性可与常规混凝土框架结构楼房相同。

Description

模块化钢结构楼房墙体与柱子结构

技术领域

本发明属于建筑钢结构技术领域，涉及一种钢结构楼房的墙体与柱子结构。

背景技术

传统的钢结构楼房按用途分为工业厂房和民用建筑，按结构分为重型钢结构和轻型钢结构，按层数分为单层钢结构、多层钢结构和高层钢结构等。

传统重型钢结构楼房一般由钢柱、钢梁组成框架结构，采用各种槽状压型钢楼承板和混凝土组合成楼板，楼承板铺设在钢梁上，并在钢梁上焊接一定数量的剪力钉，外墙面采用轻型砌块、玻璃幕墙、压型彩钢板等材料，轻型钢结构楼房一般也是由柱、梁结构和压型彩钢板（或复合彩板）等轻型屋面、墙面材料组成，还有一类是从集装箱演变而来的轻型、低层活动房屋。

传统的重型钢结构楼房一般是工厂预制，工地现场安装，与混凝土结构相比具有结构轻、工地安装效率高，整体工程进度快和节省基础投资等优点，但传统的重型钢结构楼房工地安装工作量还是比较大，有大量的结构件需要安装、焊接，传统的轻型钢结构房屋工地安装工作量虽然小，但房屋的承重和寿命均受到限制，一般用于临时建筑，如工地用的钢结构板房，由集装箱演变而来的活动房屋空间受限，成组拼组时因有重复的间墙和天面与地板，并不经济。

发明内容

为了克服传统重型钢结构楼房工地安装工作量大和轻型钢结构房屋承重小、空间受限、寿命短的缺点，本发明提供一种模块化钢结构楼房墙体与柱子技术方案，该种模块化钢结构楼房具有钢柱、压成波形的墙板及翼缘和楼板结构，无通常的钢梁结构，钢柱、压型墙板和楼板组成楼房的承重结构，压型墙板及翼缘与钢柱连接将各种荷载传至基础，具有工厂预制、工地安装快、房屋承重大和寿命长等优点。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：由易于连接的墙体模块、钢柱与楼板组成楼房的承重结构。墙体模块的两垂直边与钢柱相连接，楼板与墙体模块的上翼缘及剪力钉直接连接或通过吊挂结构与下翼缘及剪力钉相连接。

所述墙体模块由波形钢板与上、下翼缘组成，上、下翼缘截面为扁钢板、角形钢、槽钢或矩形钢管中的一种；所述墙体模块的上、下翼缘上安装有剪力钉和两只以上的钢眼板，钢眼板用于存储、运输固定和安装时调整，以及起到将上、下层墙体模块连接成整体的作用。

所述墙体模块的波形钢板与焊在钢柱上的连接板用焊接、或螺栓、或铆钉连接，采用螺栓或铆钉连接后可用焊接或密封胶封闭接缝；所述螺栓为自攻螺钉、普通螺栓或高强螺栓，采用所述高强螺栓连接时增加一块与连接板相同的压板。

所述墙体模块的波形钢板与上、下翼缘之间可采用直接焊接或与焊在翼缘上的连接板用螺栓或铆钉连接；所述翼缘上的连接板是与波形墙板具有相同的截面波形扁钢、或是一条长扁钢和若干短扁钢、或是两条长扁钢三种型式；所述连接螺栓可以是螺钉、普通螺栓或高强螺栓。波形墙板与翼缘焊接适用于多高层楼房，波形墙板与翼缘采用螺栓或铆钉连接的结构形式适用于低层轻形房屋。

所述墙体模块的上、下翼缘与矩形钢管柱直接焊接，或与焊在钢柱上的连接板采用焊接或高强螺栓连接，轻型房屋的上下翼缘也可不与钢柱连接。

所述钢柱的基本截面可以是矩形钢管、圆钢管或扁钢板，矩形钢管或圆钢管柱上安装有与波形墙板相连的连接板，连接板可以是扁钢板或角形钢，其上按一定间距垂直分布若干连接孔。

所述钢柱在墙体模块上、下翼缘处安装有连接板时，根据钢柱所处位置，连接板为L形、T形和交叉形，根据连接板形式，钢柱也对应分为L形柱、T形柱和交叉形柱，分别安装于墙体转角处、墙体T形连接处和墙体交叉处。

所述钢柱在墙体模块上、下翼缘处安装有连接板时，钢柱在墙体模块的上、下翼缘连接板处断开；当墙体模块上下翼缘直接与钢柱焊接，则钢柱在上下楼层处贯通连续。

所述楼板为普通钢筋混凝土结构或钢楼承板—混凝土混合结构。

所述吊挂结构包括吊挂梁和螺栓，所述吊挂梁位于墙体模块下翼缘的下方，按一定间距排列的螺栓将所述吊挂梁与墙体模块下翼缘连接在一起，所述楼板位于吊挂梁与所述墙体模块下翼缘之间；所述吊挂梁的截面是厚钢板、角形钢、槽形钢、矩形钢管中的一种截面。

本发明的有益效果是，通过应用模块化的波形钢板墙体、柱子结构和楼板结构，低层楼房的波形墙板之间可直接用螺栓或铆钉连接，室外用密封胶封闭接缝，具有易搬迁重复使用性能；高层楼房的墙板之间先用螺栓做临时安装连接，再将连接缝焊接，增强墙板之间剪力传递作用。使模块化钢结构楼房具有工厂预制、工地安装效率高，结构重量轻，降低了对基础的荷载，同时具有优异的抗震性能，而结构承重性能、寿命保持与传统房屋一致的优点。

墙板可以光身，单面或两面可以焊接一定数量的连接件后，安装饰板或喷涂保温隔热材料，或按传统墙面批荡、抹灰与油漆或贴墙砖等处理，保持与传统楼房同样的耐用性、美观性和适居性。若墙板单元光身则需按传统钢结构进行防腐处理。

楼板通过吊挂结构位于墙板下翼缘下方，形成无间墙、无梁的大开间，可灵活布置会议室、演讲厅和教室等大空间房屋。

本发明可广泛用于多层、低层的办公写字楼、学校、医院、居住楼等民用建筑，适合小城镇建设、海岛开发建设等用领域。

附图说明

图1 是示例楼房首层平面图

图2 是示例楼房二层平面图

图3 是示例楼房D—D轴视图

图4 是墙板-钢柱-楼板典型结构图

图5 是内墙墙体模块与楼板连接图

图6 是外墙墙体模块与楼板连接图

图7 是内墙墙体模块吊挂楼板连接图

图8 是墙体模块翼缘与钢柱连接板焊接连接图

图9 是墙体模块翼缘与钢柱直接焊接连接图

图10 是墙体模块翼缘与钢柱连接板螺栓连结图

图11 是楼板浇注砼后在内墙处构造图

图12 是楼板浇注砼后在外墙处构造图

图13 是外墙仅内侧批荡或安装隔热材料及饰板示意图

图14 是外墙内侧和外侧均批荡或安装隔热材料及饰板示意图

图15 是L形方钢管柱截面图

图16 是L形圆钢管柱截面图

图17 是L形扁钢柱截面图

图18 是T形方钢管柱截面图

图19 是T形圆钢管柱截面图

图20 是T形扁钢柱截面图

图21 是交叉形方钢管柱截面图

图22 是交叉形圆钢管柱截面图

图23 是交叉形扁钢柱截面图

图24 是L形方钢管柱与墙体模块翼缘的连接板图

图25 是T形方钢管柱与墙体模块翼缘的连接板图

图26 是交叉形方钢管柱与墙体模块翼缘的连接板图

图27 是L形圆钢管柱与墙体模块翼缘的连接板图

图28 是T形圆钢管柱与墙体模块翼缘的连接板图

图29 是交叉形圆钢管柱与墙体模块翼缘的连接板图

图30 是L形扁钢板柱与墙体模块翼缘的连接板图

图31 是T形扁钢板柱与墙体模块翼缘的连接板图

图32 是交叉形扁钢板柱与墙体模块翼缘的连接板图

图33 是墙体模块钢板翼缘截面形式图

图34 是墙体模块角形钢翼缘截面形式图

图35 是墙体模块槽形钢翼缘截面形式图

图36 是墙体模块方钢管翼缘截面形式图

图37 是墙板与钢柱的角形连接板图

图38 是墙板与翼缘直接焊接连图

图39 是墙板与同截面的翼缘连接板连接图

图40 是墙板与翼缘连续连接板和间断连接板图

图中1.钢波形墙板，2.钢柱（矩形截面、圆管截面或钢板截面），3.压型钢楼承板，4.墙体模块翼缘（扁钢、角形钢、槽钢或矩形钢管），5.波形墙板与翼缘连接板，6.波形墙板与钢柱连接板（扁钢或角形钢），7.吊挂梁及螺栓，8.翼缘剪力钉，9.翼缘眼板，10.翼缘连接板，11.高强螺栓连接板，12.高强螺栓，13.楼板砼，14.内墙面批荡或保温隔热材料等，15.外墙面批荡或保温隔热材料等，16.眼板螺栓，17.墙板与柱连接螺栓，18.墙板与翼缘连接螺栓

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例

参见图1至图40，模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，包括钢波形墙板1，钢柱2（矩形截面、圆管截面或钢板截面），压型钢楼承板3，墙体模块翼缘4（扁钢、角形钢、槽钢或矩形钢管），墙板与翼缘连接板5，墙板与钢柱连接板6（扁钢或角形钢），吊挂梁及螺栓7，翼缘剪力钉8，翼缘眼板9，翼缘连接板10，高强螺栓连接板11，高强螺栓12，楼板砼13，内墙面批荡或保温隔热材料等14，外墙面批荡或保温隔热材料等15，眼板螺栓16，墙板与柱连接螺栓17，墙板与翼缘连接螺栓18。

参见图1~图3，图1、图2分别为示例楼房的首层和二层平面图，图3是示例楼房的D-D轴视图，其中首层D-D轴的5~6轴处无墙板，此处二层楼板与二层墙板结构见图7，钢楼承板3用吊挂梁及螺栓7与墙体模块下翼缘4相连接，这样在有上层墙体模块时，下层可无墙板，从而形成大开间房间。

参见图4~图14，其特征在于钢波形墙板1直接与翼缘4焊接或与焊在翼缘4上的连接板5用螺栓18连接，钢波形墙板1与焊在钢柱2上的连接板6用螺栓17连接，翼缘4直接与钢柱2焊接或与焊在钢柱2上的连接板10用焊接或用高强螺栓连接板11和高强螺栓12连接；钢楼承板3安装在墙体模块的上翼缘4上，其后安装上翼缘剪力钉8，上层墙体模块下翼缘4的眼板9与下层墙体模块的上翼缘眼板9用螺栓16连接，在上下层墙体模块及钢楼承板安装到位后可浇注楼面砼13，根据需要施工内墙面批荡或保温隔热材料及饰面板，同样根据需要施工外墙面批荡或保温隔热材料及饰面板。

参见图5~图7，图5是内墙上、下层墙体模块及楼承板连接图，即图3中的A-A视图；图6是外墙上、下层墙体模块及楼承板连接图，其特征在于上层墙体模块下翼缘为角形钢；图7是无下层墙板的连接图，即图3中的B-B视图。

参见图8~图10，图8是翼缘4与连接板10采用现场焊接的连接图，图9是翼缘4直接与钢柱2现场焊接连接图，图10是翼缘4与连接板10用高强螺栓连接板11和高强螺栓12连接图。

参见图11、图12，图11是内墙处楼面砼浇注后示意图，图12外墙外楼面砼浇注后示意图。

参见图13、图14，图13是内墙面批荡或安装保温隔热材料及饰面板示意图，图14是内、外墙面均批荡或安装保温隔热材料及饰面板示意图。

参见图15~图23，分别是方钢管截面、圆钢管截面和钢板截面的L形、T形和十字形钢柱截面，其钢波形墙板1与连接板6均可位于图示x轴与y轴的对称位置。

参见图24~图32，分别是翼缘4与方钢管截面、圆钢管截面和钢板截面钢柱2相对应的L形、T形和十字形连接板10形状。

参见图33~图36，墙体模块的翼缘可选4种材料，分别是扁钢4，角形钢4.1，槽形钢4.2，矩形钢管4.3。

参见图37，焊于钢柱2上的与钢波形墙板1相连接的角形连接板6.1。

参见图38~40，图38是钢波形墙板1直接与翼缘4焊接，图39是钢波形墙板1与同样截面的连接板5用螺栓18相连，连接板5焊接在翼缘4上，图40是波形墙板1与焊接在翼缘上的一条长扁钢连接板5.1和多条短扁钢连接板5.2用螺栓18相连。

以上内容是以图示钢波形墙板和钢楼承板为优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的组合，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：包括墙体模块、钢柱与楼板组成楼房的承重结构，所述墙体模块的两垂直边各与一条钢柱相连接，所述钢柱根据所处楼房的位置一般最多与四块墙体模块的垂直边相连接，所述楼板与两块或两块以上墙体模块的上边或下边相连接。

2.根据权利要求1所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述墙体模块由波形钢板与上、下翼缘组成，所述波形钢板的俯视截面为等波高等波长的曲线波浪形状或折线波浪形状，所述上、下翼缘的截面为扁钢板、角形钢、工字钢、槽钢、H型钢、矩形钢管中的一种；所述墙体模块的上、下翼缘上安装有剪力钉和两只以上的钢眼板。

3.根据权利要求2所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述墙体模块的波形钢板与焊在所述钢柱上的连接板采用焊接、螺栓或铆钉连接，当采用螺栓或铆钉连接后可用焊接或密封胶封闭接缝；所述螺栓为自攻螺钉、普通螺栓或高强螺栓，当采用高强螺栓连接时增加一块与连接板相同的压板。

4.根据权利要求2所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述墙体模块的波形钢板与上、下翼缘之间可采用直接焊接或与焊在翼缘上的连接板用螺栓或铆钉连接；所述翼缘上的连接板是与墙板相同截面的波形扁钢、或是一条长直扁钢和若干短直扁钢、或是两条长直扁钢三种型式；所述连接螺栓是螺钉、普通螺栓或高强螺栓。

5.根据权利要求2所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述墙体模块的上、下翼缘直接与矩形钢管柱焊接连接，或与所述钢柱上的翼缘连接板采用焊接或高强螺栓连接；轻型房屋墙体模块的上下翼缘也可不与钢柱连接。

6.根据权利要求1所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述钢柱的基本截面为矩形钢管、圆钢管、扁钢板或是其它组合截面，所述钢柱上安装有与波形墙板相连的连接板，所述连接板是扁钢板或角形钢，其上按一定间距垂直分布若干连接孔。

7.根据权利要求6所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述钢柱在墙体模块上、下翼缘处安装有连接板时，根据所述钢柱所处位置，连接板为L形、T形和交叉形，根据连接板形式，所述钢柱也对应分为L形柱、T形柱和交叉形柱，分别安装于墙体转角处、墙体T形连接处和墙体交叉处。

8.根据权利要求6所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述钢柱在墙体模块上、下翼缘处安装有连接板时，钢柱在墙体模块的上、下翼缘连接板处断开；所述墙体模块上下翼缘直接与钢柱焊接，则钢柱在上下楼层处贯通连续。

9.根据权利要求1所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述楼板为普通钢筋混凝土结构、钢楼承板—混凝土混合结构或是其它钢结构形式，所述楼板与与两块以上墙体模块的上翼缘相连接，或采用吊挂结构将楼板吊挂在两块以上墙体模块的下翼缘上。

10.根据权利要求9所述的模块化钢结构楼房墙体与柱子结构，其特征是：所述吊挂结构包括吊挂梁和螺栓，所述吊挂梁位于墙体模块下翼缘的下方，按一定间距排列的螺栓将所述吊挂梁与墙体模块下翼缘连接在一起，所述楼板位于吊挂梁与所述墙体模块下翼缘之间；所述吊挂梁的截面是厚钢板、角形钢、槽形钢、矩形钢管中的一种截面。