全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件及装配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种全预制轻钢龙骨组合墙‑柱协同抗剪构件，包括钢管混凝土柱和内部墙元，内部墙元包括轻钢骨架、交叉拉杆和墙板；轻钢骨架由C型轻钢龙骨立柱、U型轻钢龙骨导轨、横向设置的加劲横撑和斜向设置的加劲斜撑连接构成，交叉拉杆穿过C型轻钢龙骨立柱的预留孔布置在轻钢骨架内部，墙板设置在轻钢骨架两侧；两个钢管混凝土柱设置在内部墙元两端，内部墙元两端预留墙板后拼装位置以便于轻钢骨架和交叉拉杆与钢管混凝土柱连接，轻钢骨架通过U型副龙骨与钢管混凝土柱连接，交叉拉杆与钢管混凝土柱拉结。采用钢管混凝土柱和内部墙元作为轻钢住宅结构的协同抗剪构件，保证整体抗侧性能和竖向稳定性，制造施工简便，适用于多层轻钢住宅结构。

Prefabricated light steel keel composite wall column collaborative shear component and assembly method

The invention discloses a prefabricated light steel keel composite wall column collaborative shear components, including concrete filled steel tubular column and the inner wall element, internal wall element including light steel skeleton and cross rod and the wall; light steel skeleton consists of C type light steel keel column, U type light steel keel rails, transversely arranged stiffening brace and slant to set the stiffened brace connected, cross bar through the reserved hole layout of C type light steel keel column inside the light steel frame, wall plate arranged in the light steel frame on both sides; two concrete filled steel tubular column is arranged inside the wall element at both ends, the internal wall element set at both ends of the assembled position for concrete wall after light steel skeleton and cross rod and tube column connection, light steel frame connected by concrete U type keel and steel pipe column, cross bar and concrete filled steel tube column rachel. The concrete filled steel tubular column and internal wall element are adopted as the synergistic shear components of light steel housing structure, so as to ensure the overall lateral resistance and vertical stability. The manufacturing and construction are simple and suitable for multi-storey light-weight steel residence structure.

【技术实现步骤摘要】
全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件及装配方法
本专利技术涉及建筑结构领域，具体是一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件及装配方法。
技术介绍
根据我国人多地少的基本国情，将节能环保、工业化程度高的轻钢住宅结构从低层发展到多层具有重要意义。轻钢龙骨组合墙体是现有低层轻钢住宅结构的主要承重和抗剪构件，其竖向承载能力和抗侧水平直接决定结构的安全性能。在强震作用下，作为轻钢住宅结构唯一有效的抗剪构件，轻钢龙骨组合墙体一旦发生破坏，结构没有多余的传力路径进行设防，结构可能会发生局部倒塌，甚至整体倒塌；而将轻钢住宅结构由低层发展到多层将带来更加严格的结构竖向承载及抗剪、抗倾覆等技术问题，因此现有的低层轻钢住宅结构难以直接应用于多层住宅。中国专利CN200910029950.6提出了一种多层轻钢组合房屋住宅结构，其各段抗剪墙体两端采用方钢管混凝土柱，虽然墙体的抗剪强度得到明显提高，但方钢管混凝土柱的截面尺寸受墙体厚度的限制，对于厚度较小的结构内墙，方钢管混凝土柱刚度较低，受力过程中难以避免压屈破坏，结构无法达到先墙后柱的理想破坏模式。因此，急需一种有利于提高结构抗侧性能和竖向稳定性且便于预制装配化施工的抗剪构件，以促进多层轻钢住宅结构的推广应用。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件及装配方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，包括钢管混凝土柱和内部墙元，内部墙元包括轻钢骨架、交叉拉杆和墙板；轻钢骨架由C型轻钢龙骨立柱、U型轻钢龙骨导轨、横向设置的加劲横撑和斜向设置的加劲斜撑连接构成，交叉拉杆穿过C型轻钢龙骨立柱的预留孔布置在轻钢骨架内部，墙板设置在轻钢骨架两侧；两个钢管混凝土柱设置在内部墙元两侧，内部墙元两端预留墙板后拼装位置以便于轻钢骨架和交叉拉杆与钢管混凝土柱连接，轻钢骨架通过U型副龙骨与钢管混凝土柱连接，交叉拉杆与钢管混凝土柱拉结。所述钢管混凝土柱截面边长不小于U型轻钢龙骨导轨腹板高度与轻钢骨架两侧墙板的厚度之和。所述C型轻钢龙骨立柱、U型轻钢龙骨导轨、加劲横撑、加劲斜撑和U型副龙骨的厚度分别小于等于2mm。所述交叉拉杆为端部设有连接板的圆钢管，圆钢管外径小于等于30mm，圆钢管壁厚不小于4mm。所述墙板为双层错缝布置的结构板材，各层板材厚度不小于12mm。所述U型轻钢龙骨导轨预留螺栓孔，墙板与轻钢骨架连接前，将预埋抗剪螺栓的木条嵌入U型轻钢龙骨导轨并穿过预留螺栓孔，抗剪螺栓与U型轻钢龙骨导轨通过螺帽临时固定，待墙板与轻钢骨架连接成整体后，拆除用于临时固定的螺帽。本专利技术还提供了一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件的上下层装配方法，包括以下步骤：S1：通过第一节点板、第二节点板和拼接块将上、下层钢管混凝土柱和连接楼盖托梁的楼盖托梁导轨采用螺栓固定连接；S2：楼盖托梁导轨和楼面板分别预留螺栓孔，将布置在下层内部墙元顶部U型轻钢龙骨导轨上的抗剪螺栓穿过楼盖托梁导轨下翼缘的预留孔，并通过螺栓连接成整体；将布置在上层内部墙元底部U型轻钢龙骨导轨上的抗剪螺栓穿过楼盖托梁导轨上翼缘的预留孔和楼面板的预留孔，并通过螺栓连接成整体；S3：安装后拼装墙板。步骤S1中，楼盖托梁导轨为双拼U型工字型截面，拼接块“背靠背”成对布置在楼盖托梁导轨两端。步骤S1中，第一节点板、第二节点板和拼接块连接上、下层钢管混凝土柱和楼盖托梁导轨的步骤为：S1.1：将第一节点板(18)、第二节点板(19)通过预埋在钢管混凝土柱(1)内的对拉螺栓(26)与钢管混凝土柱(1)的壁面固定连接，然后将拼接块(20)上部和第一节点板(18)通过螺栓与楼盖托梁导轨(22)的上翼缘、楼面板(23)和上层内部墙元(2)底部U型轻钢龙骨导轨(7)的腹板固定连接；S1.2：将拼接块(20)下部和第二节点板(19)通过螺栓与楼盖托梁导轨(22)的下翼缘及下层内部墙元(2)顶部U型轻钢龙骨导轨(7)的腹板固定连接，拼接块(20)嵌至在楼盖托梁导轨(22)中；S1.3：将前后相对的拼接块(20)侧部通过螺栓与楼盖托梁导轨(22)的腹板固定连接；S1.4：将拼接块(20)端部通过预埋在钢管混凝土柱(1)内的对拉螺栓(26)与钢管混凝土柱(1)固定连接。有益效果：本专利技术的一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，具有以下有益效果：(1)钢管混凝土柱和交叉拉杆有效提高了多层轻钢住宅结构抗侧构件的抗剪性能和竖向承载能力，增强了结构的整体抗侧性和竖向稳定性。(2)钢管混凝土柱和内部墙元均在工厂预制生产，在现场仅需一道墙板后拼装施工，工序简单，可以达到结构分层拼装的目的，有利于形成房间模块化预制装配技术，且钢管混凝土柱和楼盖通过交叉拉杆相互拉结，提高了结构的整体性。(3)采用钢管混凝土柱和内部墙元作为轻钢住宅结构的协同抗剪构件，保证了结构的整体抗侧性能和竖向稳定性，同时具有便于制造、施工简便等优点，能够适用于多层轻钢住宅结构。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为钢管混凝土柱结构示意图；图3为轻钢骨架结构示意图；图4为交叉拉杆结构示意图；图5为墙板后拼装示意图；图6为本专利技术的抗剪构件上、下层装配的剖视示意图；图7为本专利技术的抗剪构件上、下层装配的细部连接详图；图8为本专利技术的抗剪构件上、下层装配的节点板结构示意图；图9为本专利技术的抗剪构件上、下层装配的拼接块结构示意图；图中：1-钢管混凝土柱、2-内部墙元、3-轻钢骨架、4-交叉拉杆、5-墙板、6-C型轻钢龙骨立柱、7-U型轻钢龙骨导轨、8-加劲横撑、9-加劲斜撑、10-自攻螺钉、11-C型轻钢龙骨立柱的预留孔、12-后拼装墙板、13-U型副龙骨、14-端部连接板、15-U型轻钢龙骨导轨的预留螺栓孔、16-抗剪螺栓、17-内嵌木条、18-第一节点板、19-第二节点板、20-拼接块、21-楼盖托梁、22-楼盖托梁导轨、23-楼面板、24-楼盖托梁导轨的预留孔、25-楼面板的预留孔、26-对拉螺栓。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示如图1-图6所示，本专利技术的一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，包括钢管混凝土柱1和内部墙元2，其中内部墙元2包括轻钢骨架3、交叉拉杆4和墙板5；轻钢骨架3由C型轻钢龙骨立柱6、U型轻钢龙骨导轨7、加劲横撑8和加劲斜撑9通过自攻螺钉10连接形成，交叉拉杆4穿过C型轻钢龙骨立柱6的预留孔11布置在轻钢骨架3内部，墙板5布置在轻钢骨架3两侧并通过自攻螺钉10连接形成内部墙元2；两个钢管混凝土柱1设置在内部墙元2两侧，内部墙元2两端预留后拼装墙板12位置，以便于轻钢骨架3和交叉拉杆4与钢管混凝土柱1连接。钢管混凝土柱1截面边长不小于内部墙元2的厚度，即不小于U型轻钢龙骨导轨7腹板高度与两侧墙板5厚度之和。钢管混凝土柱1上设置U型副龙骨13(靠近内部墙元一侧)的目的是为了与内部墙元2的轻钢骨架3连接。交叉拉杆4为端部设有端部连接板14的圆钢管，圆钢管外径小于或等于30mm，圆钢管壁厚不小于4mm。设置交叉拉杆4的目的是使钢管混凝土柱1和楼盖之间相互拉结，提高结构的抗侧性能和整体性。U型轻钢龙骨导轨7预留螺栓孔15，墙板5与轻钢骨架3连接前，将预埋抗剪螺栓16的木条17嵌入U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全预制轻钢龙骨组合墙‑柱协同抗剪构件，其特征在于：包括钢管混凝土柱(1)和内部墙元(2)，内部墙元(2)包括轻钢骨架(3)、交叉拉杆(4)和墙板(5)；轻钢骨架(3)由C型轻钢龙骨立柱(6)、U型轻钢龙骨导轨(7)、横向设置的加劲横撑(8)和斜向设置的加劲斜撑(9)连接构成，交叉拉杆(4)穿过C型轻钢龙骨立柱(6)的预留孔(11)布置在轻钢骨架(3)内部，墙板(5)设置在轻钢骨架(3)两侧；两个钢管混凝土柱(1)设置在内部墙元(2)两侧，内部墙元(2)两端预留墙板后拼装位置(12)以便于轻钢骨架(3)和交叉拉杆(4)与钢管混凝土柱(1)连接，轻钢骨架(3)通过U型副龙骨(13)与钢管混凝土柱(1)连接，交叉拉杆(4)与钢管混凝土柱(1)拉结。

【技术特征摘要】
1.一种全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，其特征在于：包括钢管混凝土柱(1)和内部墙元(2)，内部墙元(2)包括轻钢骨架(3)、交叉拉杆(4)和墙板(5)；轻钢骨架(3)由C型轻钢龙骨立柱(6)、U型轻钢龙骨导轨(7)、横向设置的加劲横撑(8)和斜向设置的加劲斜撑(9)连接构成，交叉拉杆(4)穿过C型轻钢龙骨立柱(6)的预留孔(11)布置在轻钢骨架(3)内部，墙板(5)设置在轻钢骨架(3)两侧；两个钢管混凝土柱(1)设置在内部墙元(2)两侧，内部墙元(2)两端预留墙板后拼装位置(12)以便于轻钢骨架(3)和交叉拉杆(4)与钢管混凝土柱(1)连接，轻钢骨架(3)通过U型副龙骨(13)与钢管混凝土柱(1)连接，交叉拉杆(4)与钢管混凝土柱(1)拉结。2.根据权利要求1所述的全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，其特征在于：所述钢管混凝土柱(1)截面边长不小于U型轻钢龙骨导轨(7)腹板高度与轻钢骨架(3)两侧墙板(5)的厚度之和。3.根据权利要求1所述的全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，其特征在于：所述C型轻钢龙骨立柱(6)、U型轻钢龙骨导轨(7)、加劲横撑(8)、加劲斜撑(9)和U型副龙骨(13)的厚度分别小于等于2mm。4.根据权利要求1所述的全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，其特征在于：所述交叉拉杆(4)为端部设有连接板(14)的圆钢管，圆钢管外径小于等于30mm，圆钢管壁厚不小于4mm。5.根据权利要求1所述的全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，其特征在于：所述墙板(5)为双层错缝布置的结构板材，各层板材厚度不小于12mm。6.根据权利要求1所述的全预制轻钢龙骨组合墙-柱协同抗剪构件，其特征在于：所述U型轻钢龙骨导轨(7)预留螺栓孔(15)，墙板(5)与轻钢骨架(3)连接前，将预埋抗剪螺栓(16)的木条(17)嵌入U型轻钢龙骨导轨(7)并穿过预留螺栓孔(15)，抗剪螺栓(16)与U型轻钢龙骨导轨(7)通过螺帽临时固定，待墙板(5)与轻钢骨架(3)连接成整体后，拆除用于临时固定的螺帽。7.一种全...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星星，王维，潘志宏，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32