CN212376081U - 一种新型冷成型钢复合剪力墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型冷成型钢复合剪力墙，包括冷成型钢结构架和通过自攻螺钉固定于其外侧的墙板，墙板在自攻螺钉连接处通过界面结构胶贴附纤维材料的贴覆片作为增韧结构；墙板端部、角部及墙板上洞口处贴覆片的贴附密度加大。贴覆片具有高强度、高弹模、高韧性和易于加工的优势，通过界面结构胶与墙板粘结，使墙板在自攻螺钉连接处的韧性大大增强，尤其在墙板受力较大的端部、角部及洞口处密集的设置贴覆片，使这些区域的增韧效果更好。脆性材料的墙板在自攻螺钉连接处的增韧处理，可在地震及风荷载作用时吸收更多的能量，从而阻止墙板在自攻螺钉连接处的开裂。同时增韧处理使自攻螺钉对墙板的传力作用减弱。
Description
技术领域
本实用新型属于钢结构建筑领域，具体为一种新型冷成型钢复合剪力墙。
背景技术
新型冷成型钢复合剪力墙结构体系是一种以冷成型钢构件作为主要承重系统，以复合剪力墙作为主要抗侧系统的新型建筑结构体系。复合剪力墙是复合墙体的主要组成部分。复合墙体由架立柱、顶梁、底梁、支撑及墙板组成，连接件主要采用自攻螺钉连接。此体系具有装配式程度高、建造速度快、环保节能、材料利用率高、建造成本低等优势。
新型冷成型钢复合剪力墙结构的抗剪承载力与墙板材料、墙板高宽比、墙板开洞率、架立柱间距、连接件连接性能、加载方式等因素有关。复合剪力墙的破坏模式以墙板破坏、连接件破坏、架立柱屈曲等为主，其中最为普遍的破坏模式为墙板与自攻螺钉连接处的开裂。究其原因，是因为相比冷成型钢和自攻螺钉，石膏板、纤维板等常用建筑墙板呈现脆性，由于二者材料性能的差异，在地震荷载作用下墙板容易在自攻螺钉连接处发生开裂，且墙板与自攻螺钉连接处在端部、角部、洞口角部等处受力较大，更容易开裂，而在墙板的中间位置处的破坏相对较弱。自攻螺钉连接处在反复加载时孔洞逐渐扩大，逐步导致自攻螺钉连接的失效，使其抗剪承载力迅速降低，导致复合剪力墙在较小地震作用下因不能够吸收足够的能量而过早发生局部破坏。墙板一旦开裂，墙体的美观度、使用功能和结构的安全度会大幅降低，从而致使整块墙板无法继续使用，需要通过拆卸、更换以保证建筑使用性和安全性的需求。对于地震频发地区，频繁地拆卸、更换墙板无疑会大大增加业主的维修成本，在带来材料浪费的同时，还需要占用大量的维护时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可避免其墙板在自攻螺钉连接处因剪力作用开裂的新型冷成型钢复合剪力墙。
本实用新型提供的这种新型冷成型钢复合剪力墙，包括冷成型钢结构架和通过自攻螺钉固定于其外侧的墙板。所述墙板还包括纤维材料的贴覆片，贴覆片作为增韧结构，通过界面结构胶贴附于墙板上对应自攻螺钉连接处；墙板端部、角部及墙板上洞口处贴覆片的贴附密度加大。
上述技术方案的一种实施方式中，所述贴覆片的材质可为碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料中的任意一种。
上述技术方案的一种实施方式中，所述贴覆片的形状可为方形、菱形及椭圆形中的任意一种。
上述技术方案的一种实施方式中，墙板角部及墙板上洞口角部相邻贴覆片间距不大于300mm，墙板四周其它位置的间距不大于500mm。
上述技术方案的一种实施方式中，墙板四周及墙板上洞口四周的包覆片采用对称包覆墙板两侧表面的方式固定。
上述技术方案的一种实施方式中，所述贴覆片的厚度为0.1-1mm，贴覆片包裹墙板后的单面贴覆面积不小于25mm2。
上述技术方案的另一种实施方式中，本复合剪力墙还包括长条形的须状锚片，其材质与所述贴覆片的材质相同，涂抹界面结构胶后一端段贴附于贴覆片上、另一端段贴附于所述墙板上，且贴附于墙板上的长度大于贴附于贴覆片上的长度。
上述技术方案的另一种实施方式中，所述须状锚片的厚度与贴覆片的厚度相同，须状锚片的宽度不小于10mm，长度不小于30mm，须状锚片和贴覆片之间的重叠长度不小于10mm。
上述技术方案的另一种实施方式中，所述须状锚片关于所述自攻螺钉对称设置。
本实用新型在墙板上对应自攻螺钉连接处贴附纤维材料的贴覆片，纤维材料为柔性材料，利用高强度、高弹模、高韧性和易于加工的优势，而且贴覆片通过界面结构胶与墙板粘结，使墙板在自攻螺钉连接处的韧性大大增强，尤其还在墙板受力较大的端部、角部及洞口处密集的设置贴覆片，使这些区域的增韧效果更好。即将脆性材料的墙板经过前述在自攻螺钉连接处的增韧处理，可在地震及风荷载作用时能吸收更多的能量，从而阻止自攻螺钉连接处的墙板在剪力作用下开裂。另外，墙板与冷成型钢结构架固定时，自攻螺钉从界面结构胶中穿过，其对墙板的传力作用也会减弱。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的主视示意图。
图2为图1去掉须状锚片的结构示意图。
图3为图2中A-A的放大示意图。
图4为图3的俯视示意图一。
图5为图3的俯视示意图二。
图6为图3的俯视示意图三。
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开的这种新型冷成型钢复合剪力墙，包括冷成型钢结构架、墙板QB、贴覆片TFP、须状锚片MP和自攻螺钉LD。
冷成型钢结构架包括竖向的架立柱JLZ和横向的导轨DG。
墙板QB为轻质墙板，可为石膏墙板、硅酸钙板、定向刨花板、纤维板等的任意一种。
图1中只示出了墙板四周和洞口处与冷成型钢结构架之间的连接，图中墙板QB的竖向两侧与架立柱JLZ之间通过自攻螺钉LD固定，横向两端与导轨DG之间通过自攻螺钉LD固定。
相比冷成型钢和自攻螺钉，墙板的上述材质呈现脆性，由于材料性能的差异，在地震荷载作用下墙板容易在自攻螺钉连接处发生开裂，且在墙板端部、角部、洞口角部等受力较大的位置开裂更为明显，尤其是角部。
为了提高墙板在自攻螺钉连接处的抗裂性，本实施例的墙板在自攻螺钉LD 连接处设置贴覆片TFP，贴覆片和墙板QB之间通过界面结构胶JGJ粘结为整体。
结合图1至图4可以看出，本实施例的贴覆片形状为矩形。贴覆片的材质为碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)、芳纶纤维增强复合材料(AFRP)等的任意一种。
其它实施例的贴覆片可以是菱形、椭圆形等形状，如图5和图6所示。
由于在地震荷载作用下墙板角部、洞口角部等受力较大的位置开裂更为明显，所以在墙板角部和洞口角部更密集的设置贴覆片，即墙板和洞口角部为增韧加强区JQQ，如图1、图2所示，角部的贴覆片连成了整体。
自攻螺钉LD的连接位置处于贴覆片包覆墙板后的中心位置，即该中心位置为贴覆片的定位位置。
为保证充分发挥增韧效果，贴覆片TFP在非加强区的定位间距不大于 500mm，在加强区域JQQ的定位间距不大于300mm。
从图3可以看出，本实施例在墙板的四周设置贴覆片时，采用贴覆片对称包覆墙板两侧的方式，自攻螺钉穿过墙板两侧的贴覆片和界面结构胶后再拧入架立柱或者导轨中。墙板的两侧均有界面结构胶和贴覆片的增韧，增韧效果好，另外，自攻螺钉避免了与墙板之间的直接接触，传力作用减弱。
而为了进一步提高贴覆片与墙板之间的整体性，还通过须状锚片MP将贴覆片TFP和墙板QB粘结锚固，须状锚片为条状的纤维片，在涂抹界面结构胶 JGJ后，其一端段粘结于贴覆片的表面，另一端段粘结于墙板表面。
贴覆片TFP的厚度优选0.1-1mm，贴覆片包裹墙板后的单面贴覆面积不小于25mm2。
须状锚片MP关于自攻螺钉LD的连接处成对对称设置，一对须状锚片可平行设置，如图1所示。其它实施例也可以根据实际需要，将一对须状锚片以一定的夹角设置，如夹角为30°、60°或90°等。
须状锚片MP的厚度与贴覆片TFP的厚度相同，须状锚片的宽度不小于 10mm，长度不小于30mm，须状锚片和贴覆片之间的重叠长度不小于10mm。
为使界面结构胶充分固化，在贴覆片和须状锚片固定于墙板上的指定位置后，将墙板放置于温度不高于30℃的室内自然养护，养护时间不低于24h。
墙板养护后，贴覆片和须状锚片与墙板之间有很好的整体性。
墙板固定于冷成型钢结构架上形成复合剪力墙后，在受到地震或者风荷载时，由于墙板的四周和洞口四周的增韧处理，尤其是墙板角部和洞口角部的加强增韧，而且贴覆片和须状锚片的材质及厚度、平面尺寸均可根据当地可能产生的最大级别地震及最大风力进行选择，以确保墙板的这些关键区域不会开裂。
而墙板四周之间的中间区域的开裂破坏要弱很多，所以中间区域可根据计算判断是否需要进行增韧处理，如果需要处理，则可根据计算结果选择在自攻螺钉连接处单面或者双面设置贴覆片和须状锚片等。
墙板的增韧处理步骤如下：
在工厂对批量的墙板根据设计要求进行贴覆片定位，贴覆片定位及相当于自攻螺钉定位；
给贴覆片和须状锚片涂抹界面结构胶；
将涂好界面结构胶的贴覆片采用双面包裹的方式粘贴在墙板的对应位置及局部加强区，并采用工具在贴覆片和须状锚片表面反复滚压，使界面结构胶与贴覆片、须状锚片及墙板充分粘结；
将墙板放置于干燥通风的室内环境中自然养护至界面结构胶充分固化。
复合剪力墙的冷成型钢结构架也在工厂制作好。
将钢结构架和增韧处理好的墙板运输至施工现场通过自攻螺钉装配成复合剪力墙，装配连接件自攻螺钉在贴覆片上已定位好，避免了现场的弹线定位工作，节省工序，操作更为简便，将附有纤维材料贴覆片的墙板运送到施工现场进行自攻螺钉连接固定。
本实施例通过在墙板上对应自攻螺钉连接位置处的贴覆片、须状锚片及截面结构胶的共同作用，保证了贴覆片与墙板之间的粘结强度、增韧效果和稳定性，具有以下优势：
1、提高了冷成型钢复合墙体的延性，改善了冷成型钢复合墙体在地震中耗能较少的缺陷，使其在中震或大震作用下可吸收更多的能量。
2、相比传统墙板，改善了墙板在小震作用下容易因开裂而导致抗剪承载力失效的缺陷，处于地震频发地区的房屋使用者不必再频繁更换墙板，减少了维护成本。
3、须状锚片的连接加大了纤维材料贴覆片与墙板的粘结面积，避免了因粘结强度不足导致贴覆片与墙板粘结失效的缺陷，保证了增韧效果。
4、改善了墙板容易开裂导致其美观度降低的缺陷，提高了使用者居住安全感。
5、采用在墙板部分位置粘贴贴覆片并局部加强的方式，节约了墙板制作成本，施工简单。
6、可在工厂完成贴覆片表面的自攻螺钉定位工作，相比在施工现场完成自攻螺钉弹线定位工作，节省工序，操作更为简便。
7、纤维材料自身强重比高，韧性好，价格低廉，从而墙板造价相对较低。
Claims (9)
1.一种新型冷成型钢复合剪力墙，包括冷成型钢结构架和通过自攻螺钉固定于其外侧的墙板，其特征在于：所述墙板还包括纤维材料的贴覆片，贴覆片作为增韧结构，通过界面结构胶贴附于墙板上对应自攻螺钉连接处；墙板端部、角部及墙板上洞口处贴覆片的贴附密度加大。
2.如权利要求1所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：所述贴覆片的材质可为碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料中的任意一种。
3.如权利要求1或2所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：所述贴覆片的形状可为方形、菱形及椭圆形中的任意一种。
4.如权利要求3所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：墙板角部及墙板上洞口角部相邻贴覆片间距不大于300mm，墙板四周其它位置的间距不大于500mm。
5.如权利要求4所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：墙板四周及墙板上洞口四周的包覆片采用对称包覆墙板两侧表面的方式固定。
6.如权利要求5所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：所述贴覆片的厚度为0.1-1mm，贴覆片包裹墙板后的单面贴覆面积不小于25mm2。
7.如权利要求6所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：它还包括长条形的须状锚片，其材质与所述贴覆片的材质相同，涂抹界面结构胶后一端段贴附于贴覆片上、另一端段贴附于所述墙板上，且贴附于墙板上的长度大于贴附于贴覆片上的长度。
8.如权利要求7所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：所述须状锚片的厚度与贴覆片的厚度相同，须状锚片的宽度不小于10mm，长度不小于30mm，须状锚片和贴覆片之间的重叠长度不小于10mm。
9.如权利要求8所述的新型冷成型钢复合剪力墙，其特征在于：所述须状锚片关于所述自攻螺钉对称设置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111502079A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-07 | 中南大学 | 一种冷成型钢复合剪力墙及其墙板在连接件处的增韧方法 |
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2020
- 2020-05-26 CN CN202020907468.XU patent/CN212376081U/zh not_active Expired - Fee Related
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