CN107740532A - 秸秆‑钢复合装配式承重墙及其制作方法 - Google Patents

Abstract

秸秆‑钢复合装配式承重墙及其制作方法。目前采用的装配式复合墙体大多数以普通混凝土作为结构层，而普通混凝土的保温隔热性能有待提高，目前的解决方法为采用细石混凝土，但该方法要以牺牲强度为前提，且目前的混凝土复合墙体大多数为非承重墙体，研发既能承重而保温隔热性能又好的复合墙体是现阶段研究的方向。本发明其组成包括用来装配组装的钢框架，所述的钢框架的两内墙侧面设置有钢丝网，所述的钢框架内围成的空间填充秸秆板，所述的钢框架的上下两端具有用来直接对接的墙体竖向接口，所述的钢框架的左右两端具有用来交错对接的墙体接口。本发明应用于秸秆‑钢复合装配式承重墙。

Description

秸秆-钢复合装配式承重墙及其制作方法

技术领域：

本发明涉及一种秸秆-钢复合装配式承重墙及其制作方法。

背景技术：

我国长期以来中低层建筑墙体大多采用烧结粘土砖，而烧制粘土砖对土地和煤炭资源消耗巨大,而秸秆的随意焚烧也是雾霾的根源之一，本发明充分利用秸秆这种可再生资源，使其作为新型绿色材料，可大大减少对煤炭等化石燃料的消耗和秸秆焚烧所带来的大气污染，且新制压实秸秆板具有强度高，防火防水性能好，保温隔热，轻质，易于安装等特点，相比于传统的烧结普通砖墙，可有效的减少建筑垃圾和环境污染，将其作为一种新型墙体材料，在环保，节能等方面具有明显优势。

钢结构框架为本发明的重要组成部分，钢框架所用型钢和钢板相比于钢筋混凝土具有自重轻，强度高，抗震性能好，易于施工等优点，国内钢结构的相关标准也在修订和完善，但钢结构仍然存在用钢量大，易失稳等问题，因此研发选用秸秆板作为钢结构内部填充材料的装配式复合墙体具有很大的发展前景。

现阶段国内外对复合墙板的使用性能如抗风、抗震等性能进行过大量的研究，推导出一些特定的理论和公式，但对于复合墙体的研究成果还是不够全面，节能复合墙板及其推广的基础和优势是其良好的保温隔热性能，但是复合墙板与钢结构的连接比较困难，因此需要选择一个科学的节点安装方式，既能保证优良的保温隔热性能，又能达到本身所需要的基本力学性能指标。目前采用的装配式复合墙体大多数以普通混凝土作为结构层，而普通混凝土的保温隔热性能有待提高，目前的解决方法为采用细石混凝土，但该方法要以牺牲强度为前提，且目前的混凝土复合墙体大多数为非承重墙体，研发既能承重而保温隔热性能又好的复合墙体是现阶段研究的方向。

现阶段钢结构装配式建筑以钢框架结构为主，梁柱为主要受力构件，墙体多为非承重墙体，而发明可承重的装配式墙体，可减少钢柱所占的建筑空间，并提高整体建筑的承载和抗震能力，所以现阶段需要研发一种自承重的钢结构装配式复合墙体。

发明内容：

本发明的目的是提供一种秸秆-钢复合装配式承重墙及其制作方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种秸秆-钢复合装配式承重墙，其组成包括：用来装配组装的钢框架，所述的钢框架的两内墙侧面设置有钢丝网，所述的钢框架内围成的空间填充秸秆板，所述的钢框架的上下两端具有用来直接对接的墙体竖向接口，所述的钢框架的左右两端具有用来交错对接的墙体接口。

所述的秸秆-钢复合装配式承重墙，所述的钢框架四周由槽钢焊接成矩形框，条形钢板焊接而成的井字形网格焊接在槽钢的翼缘上，作为钢框架的侧面；槽钢的翼缘焊有一组挂钩，所述的钢丝网紧贴着井字形网格挂在所述的挂钩上，使得钢丝网对秸秆板起到约束支撑作用，使秸秆板受到的横向荷载均匀分布；

所述的墙体接口是一组焊接在槽钢上的长方体接口，所述的长方体接口具有上凹槽，上凹槽内设置有梯形钢块，所述的梯形钢块下设置有弹簧，所述的长方体接口还具有下凹槽，当墙体接口交错对接时，梯形钢块在弹簧力作用下伸入下凹槽内；

所述的井字形网格露出秸秆板的区域在秸秆板表面摸灰，使得摸灰层与钢框架侧面平齐，所述的钢框架侧面覆盖有防火层，所述的防火层外覆盖有防水层。

一种秸秆-钢复合装配式承重墙的制作方法，钢框架四周由轻型槽钢焊接而成，中间的井字形网格由轻钢板焊接而成，秸秆板的端部插入到轻型槽钢的凹槽中，槽钢的凹槽须与秸秆板的厚度相等，槽钢具体选用C型钢；C型钢套在秸秆板的四周，并将C型钢焊接在一起；将井字形网格焊接在C型钢的翼缘处，挂钩以焊接的形式连接在钢框架上，横、纵向的钢丝的两端分别穿过挂钩，将钢丝拉紧，再将钢丝穿出挂钩部分折回与钢丝拧成麻花状，从而使钢丝固定在挂钩上，在此过程中钢丝内部会产生预应力，钢丝的受压承载力会有所提高，从而横、纵向的钢丝形成钢丝网，C型钢的挂钩先与钢丝固定，然后再将秸秆板的端部插入C型钢的凹槽，这样的制作顺序才能确保钢丝内部产生预应力，提高对秸秆板的受压承载力；；

钢框架的墙体接口部分由钢板焊接而成，墙体接口内部装有弹簧，弹簧的上端与墙体接口顶部的梯形钢块组成受压力时可按入墙体接口压力解除后可弹出的按钮，按钮可插入到相邻钢框架的墙体接口中，形成一个连接牢固的整体，组成墙体接口四周的钢板应保证宽度相等，即墙体接口的横截面应为正方形，从而保证钢框架可以进行L型连接；

在秸秆板表面摸灰，使秸秆板和钢框架平齐，然后在C型钢及钢板表面涂上防火层，在防火层外面设置防水层，之后在墙面上进行抹灰处理。

本发明的有益效果：

1.本发明的秸秆-钢复合墙体：即秸秆和钢框架复合墙体，是秸秆板这种新兴建筑材料与钢结构结合运用的创新。本发明利用秸秆这一绿色建筑材料，减少了秸秆燃烧带来的大气污染，而且对秸秆在建筑领域中的运用，使得秸秆变废为宝，不仅使农民获得了一定的经济效益，而且其对社会的潜在价值是部可估量的。新型秸秆板强度高、保温性能好、造价低、质量轻，与钢框架结合形成秸秆-钢复合墙体，解决了钢框架易失稳的缺点，也实现了秸秆在房屋建设中的再利用。而钢框架可以使秸秆板方便的运用于建筑中，还能给结构体系提供一定的承载力，对秸秆板也起到约束作用。秸秆-钢复合墙体具有强度高、稳定性好、质量轻、保温、隔热等优点。

本发明提出了一种新型装配式墙体与墙体的连接方式：在墙体边缘用钢板焊接成横截面为正方型的长方体接口，使得此墙体之间可进行对接和L型连接，在接口顶部安装有可按入并在不受力时自动弹出的梯形按钮。当墙体与墙体通过本发明的方式连接在一起时，结构整体性能强。当建筑遇到地震作用时，节点与节点连接牢固，解决了装配式墙体与墙体之间连接不稳的问题。在L型连接处，不需要再搭接柱子或其他拐点设备。此种连接方式使得在建筑体系中，不需要柱子，墙体之间即可互相连接，使得装配式形式更加的便捷。

本发明提出的秸秆-钢复合装配式承重墙体为承重墙体，利用了新型秸秆板强度高，稳定性好，和钢结构抗震性能好，安装方便的优点，使得墙体可承受来自墙体上端的压力，并且整体性和抗震性能与其它混凝土装配式墙体和实心砖墙相比有很大提高，并且节约了钢框架结构中钢柱所占的空间，使用户可拥有更多的使用空间。

本发明提出一种秸秆-钢复合装配式承重墙体结构及施工方法，该墙体由秸秆板、C型钢、条形钢板、防火层、防水层组成。C型钢套在秸秆板的四周，并进行焊接；将条状的钢板焊接在C型钢的翼缘处，并在秸秆板表面布置一层钢丝网；墙体与墙体的连接处再由钢板相互焊接成横截面为正方形的长方体接口，接口顶部有可按入并在不受力时自动弹出的梯形按钮，使墙体与墙体之间牢固的组合在一起。

本发明的钢框架材料包括钢、铝合金等金属材料，并不是只限定为钢，表面钢丝网材料包括金属和非金属材料。钢丝网在加工时施加预应力，由施加预应力的钢丝网和钢框架组成的整体结构使秸秆墙受力后三向受压，增加了其本身的受压承载力。秸秆板和钢框架结合，相互作用，形成一个墙体。新型秸秆板强度高、保温性能好、造价低、质量轻，与钢框架结合形成秸秆-钢复合墙体，解决了钢框架易失稳的缺点，也实现了秸秆在房屋建设中的再利用。秸秆板若作为单独的承重构件承载能力多有不足，需要和钢框架复合共同承载荷载作用，框架两端的刚架就如同钢柱一般提供一定的承载能力，共同作用于建筑体系中。秸秆板作为新型承重构件本身是不太容易与钢结构中的框架钢柱连接在一起的，而与钢框架复合在一起，恰恰解决了其连接问题。此秸秆-钢复合装配式承重墙体主要承受竖向荷载，对钢框架以及和秸秆板结合之后的结构的受理设计满足受力要求。

附图说明：

附图1是本发明的剖面示意图。图中，1为钢框架，2为井字形网格，3为秸秆板，4为防火层，5为防水层，6为摸灰层。

附图2是本发明的钢框架的结构示意图。图中，7为墙体竖向接口，8为墙体接口。

附图3是本发明的钢框架的立体示意图。

附图4是本发明的挂钩的结构示意图。图中，9为C型钢的上翼缘，10为挂钩与C型钢的连接部分，11为钢绞线与挂钩的连接部分。

附图5是本发明的墙体连接方式示意图。

附图6是本发明的墙体连接放大示意图。

附图7是本发明的墙体L型连接方式示意图。

附图8是本发明的墙体接口部分结构示意图。图中，12为接口上部可按入的按钮，13为墙体边缘的接口，14为接口底部按钮可按入的凹槽。

具体实施方式：

实施例1：

一种秸秆-钢复合装配式承重墙，其组成包括：用来装配组装的钢框架，所述的钢框架的两内墙侧面设置有钢丝网，所述的钢框架内围成的空间填充秸秆板，所述的钢框架的上下两端具有用来直接对接的墙体竖向接口，所述的钢框架的左右两端具有用来交错对接的墙体接口。

实施例2：

根据实施例1所述的秸秆-钢复合装配式承重墙，所述的钢框架四周由槽钢焊接成矩形框，条形钢板焊接而成的井字形网格焊接在槽钢的翼缘上，作为钢框架的侧面；槽钢的翼缘焊有一组挂钩，所述的钢丝网紧贴着井字形网格挂在所述的挂钩上，使得钢丝网对秸秆板起到约束支撑作用，使秸秆板受到的横向荷载均匀分布；

所述的墙体接口是一组焊接在槽钢上的长方体接口，所述的长方体接口具有上凹槽，上凹槽内设置有梯形钢块，所述的梯形钢块下设置有弹簧，所述的长方体接口还具有下凹槽，当墙体接口交错对接时，梯形钢块在弹簧力作用下伸入下凹槽内；

所述的井字形网格露出秸秆板的区域在秸秆板表面摸灰，使得摸灰层与钢框架侧面平齐，所述的钢框架侧面覆盖有防火层，所述的防火层外覆盖有防水层。

实施例3：

上述秸秆-钢复合装配式承重墙的制作方法，钢框架四周由轻型槽钢焊接而成，中间的井字形网格由轻钢板焊接而成，秸秆板的端部插入到轻型槽钢的凹槽中，槽钢的凹槽须与秸秆板的厚度相等，槽钢具体选用C型钢；C型钢套在秸秆板的四周，并将C型钢焊接在一起；将井字形网格焊接在C型钢的翼缘处，挂钩以焊接的形式连接在钢框架上，横、纵向的钢丝的两端分别穿过挂钩，将钢丝拉紧，再将钢丝穿出挂钩部分折回与钢丝拧成麻花状，从而使钢丝固定在挂钩上，在此过程中钢丝内部会产生预应力，钢丝的受压承载力会有所提高，从而横、纵向的钢丝形成钢丝网，C型钢的挂钩先与钢丝固定，然后再将秸秆板的端部插入C型钢的凹槽，这样的制作顺序才能确保钢丝内部产生预应力，提高对秸秆板的受压承载力；；

钢框架的墙体接口部分由钢板焊接而成，墙体接口内部装有弹簧，弹簧的上端与墙体接口顶部的梯形钢块组成受压力时可按入墙体接口压力解除后可弹出的按钮，按钮可插入到相邻钢框架的墙体接口中，形成一个连接牢固的整体，组成墙体接口四周的钢板应保证宽度相等，即墙体接口的横截面应为正方形，从而保证钢框架可以进行L型连接；

在秸秆板表面摸灰，使秸秆板和钢框架平齐，然后在C型钢及钢板表面涂上防火层，在防火层外面设置防水层，之后在墙面上进行抹灰处理。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的秸秆-钢复合装配式承重墙，本秸秆-钢自承重装配式复合墙体具体构造有秸秆-刚组成的核心层和防火层、防水层及抹灰。本秸秆-钢组成的核心层由秸秆板和外部的钢框架及钢丝网组成。秸秆板指农作物物秸秆制成的纤维状材料与胶结材料拌合成的混合料并采用模具及压缩装置压缩成型后所得的板材，秸秆板与钢框架通过图1所示的方式连接，秸秆板的顶部插入到轻型槽钢的凹槽中，槽钢的凹槽须与秸秆板的厚度相等，安装时将槽钢的凹槽部分套在秸秆板的四周并相互焊接。钢框架四周由轻型槽钢焊接而成，中间的井字形区格由轻钢板焊接而成。钢板边缘处焊有挂钩，以便钢丝网与钢板的连接。钢丝通过焊接在轻钢板两端的挂钩连接在组成框架的两根钢板之间，横向和竖向的钢丝形成的钢丝网可以对秸秆板起到约束支撑作用，使秸秆板受到的横向荷载均匀分布，使墙体结构更加的稳定。墙体的接口部分由钢板焊接而成，接口内部装有弹簧，弹簧的上端与接口顶部的梯形钢块组成受压力时可按入接口压力解除后可弹出的按钮。墙体之间采用如图5、图6所示的形式连接而成，墙体可从左右两侧插入，也可进行L型连接，L型连接方式如图7所示，墙体接口上部的按钮可按入到接口之中，接口完全相接之后按钮可重新弹出，进入到空隙当中完成连接。

预制秸秆板是由农作物秸秆制成的纤维状材料，加入胶结材料制成混合料，并用模具压缩成型，秸秆板的厚度等于所选用槽钢凹槽的宽度。槽钢采用C型钢，墙体上端和下端的C型钢长度等于墙体的宽度，左右两侧的C型钢长度等于墙体的高度减去C型钢翼缘的宽度并相互焊接。加工时先将上下的C型钢套在秸秆板的上下两端，再按照上述尺寸的要求将C型钢切割到相应的长度并安装在秸秆板的两侧。秸秆板四周的C型钢安装完毕之后开始安装组成框架内部井字格的钢板，井字格竖向的两根钢板长度等于墙体的高度减去C型钢上下翼缘的长度，两根钢板间距等于墙体宽度的1/3，横向钢板需进行切割后焊接在C型钢或两根竖向钢板之间，并与竖向钢板垂直。C型钢及钢板边缘的挂钩以焊接的形式连接在框架上，每根钢丝均以两根较细的钢丝拧在一起呈麻花状，并在钢丝的上下两端留出足够挂在挂钩上的圆环，并将圆环部分挂在上下两端的挂钩上。之后继续拧钢丝直至圆环部分与挂钩直径大致相等。钢丝及挂钩的连接方式如图4所示。钢丝安装完毕后，需在秸秆板表面摸灰，使秸秆板和钢框架平齐。然后在C型钢及钢板表面涂上防火层，在防火层外面设置防水层，之后在墙面上进行抹灰处理。C型钢与钢板安装完毕之后，在墙体左右两端安装墙体之间的接口，接口四周的钢板采用焊接形式相互连接，组成接口四周的钢板应保证宽度相等，即接口的横截面应为正方形，从而保证墙体可以进行L型连接，钢板底板有梯形凹槽，凹槽顶部焊有钢制弹簧，在弹簧顶部焊上和底板上的梯形凹槽相同形状的梯形钢块，之后将钢块从底部插入接口内，最后再将底板焊接在接口底部，经过以上步骤的加工，便可在接口上形成一个受压力时可按入接口，压力解除后可弹出的按钮，按钮可插入到旁边墙体的接口中，形成一个连接牢固的整体。墙体接口处的结构如图8所示。

Claims (3)

1.一种秸秆-钢复合装配式承重墙，其组成包括：用来装配组装的钢框架，其特征是：所述的钢框架的两内墙侧面设置有钢丝网，所述的钢框架内围成的空间填充秸秆板，所述的钢框架的上下两端具有用来直接对接的墙体竖向接口，所述的钢框架的左右两端具有用来交错对接的墙体接口。

2.根据权利要求1所述的秸秆-钢复合装配式承重墙，其特征是：所述的钢框架四周由槽钢焊接成矩形框，条形钢板焊接而成的井字形网格焊接在槽钢的翼缘上，作为钢框架的侧面；槽钢的翼缘焊有一组挂钩，所述的钢丝网紧贴着井字形网格挂在所述的挂钩上，使得钢丝网对秸秆板起到约束支撑作用，使秸秆板受到的横向荷载均匀分布；

所述的墙体接口是一组焊接在槽钢上的长方体接口，所述的长方体接口具有上凹槽，上凹槽内设置有梯形钢块，所述的梯形钢块下设置有弹簧，所述的长方体接口还具有下凹槽，当墙体接口交错对接时，梯形钢块在弹簧力作用下伸入下凹槽内；

所述的井字形网格露出秸秆板的区域在秸秆板表面摸灰，使得摸灰层与钢框架侧面平齐，所述的钢框架侧面覆盖有防火层，所述的防火层外覆盖有防水层。

3.一种权利要求1-2之一所述的秸秆-钢复合装配式承重墙的制作方法，其特征是：钢框架四周由轻型槽钢焊接而成，中间的井字形网格由轻钢板焊接而成，秸秆板的端部插入到轻型槽钢的凹槽中，槽钢的凹槽须与秸秆板的厚度相等，槽钢具体选用C型钢；C型钢套在秸秆板的四周，并将C型钢焊接在一起；将井字形网格焊接在C型钢的翼缘处，挂钩以焊接的形式连接在钢框架上；横、纵向的钢丝的两端分别穿过挂钩，将钢丝拉紧，再将钢丝穿出挂钩部分折回与钢丝拧成麻花状，从而使钢丝固定在挂钩上，在此过程中钢丝内部会产生预应力，钢丝的受压承载力会有所提高，从而横、纵向的钢丝形成钢丝网，C型钢的挂钩先与钢丝固定，然后再将秸秆板的端部插入C型钢的凹槽，这样的制作顺序才能确保钢丝内部产生预应力，提高对秸秆板的受压承载力；

钢框架的墙体接口部分由钢板焊接而成，墙体接口内部装有弹簧，弹簧的上端与墙体接口顶部的梯形钢块组成受压力时可按入墙体接口压力解除后可弹出的按钮，按钮可插入到相邻钢框架的墙体接口中，形成一个连接牢固的整体，组成墙体接口四周的钢板应保证宽度相等，即墙体接口的横截面应为正方形，从而保证钢框架可以进行L型连接；

在秸秆板表面摸灰，使秸秆板和钢框架平齐，然后在C型钢及钢板表面涂上防火层，在防火层外面设置防水层，之后在墙面上进行抹灰处理。