一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙及制作方法，它是将薄壁方钢管按一定间距进行排布，然后采用自攻螺丝将扁钢带安装在薄壁方钢管上，扁钢带间距可由设计计算确定，当所有扁钢带安装完成后，便形成了组合墙体的钢骨架。随后，利用墙面板专用自攻螺丝将墙面板安装在钢骨架两侧，以此作为浇筑磷石膏的模板，插入保证墙体空心截面的内置芯模，再浇筑磷石膏，待磷石膏初凝后，取出芯模，完成薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的制作。此后，经养护达到设计要求的强度及含水率后，便可运输至工地现场进行安装。该组合墙体具有较高的轴压及抗侧承载力，良好的保温隔热及耐火性能，同时也可为磷石膏的综合利用开辟一条新的方向，是一种性能优良、构造简单、成本节约的新型组合墙体。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙及制作方法
本专利技术涉及一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙及制作方法，属于钢与磷石膏组合结构

技术介绍
在冷弯薄壁型钢结构住宅体系中，墙体是最重要的竖向承重构件及水平抗侧力构件，其性能的优劣直接关系到结构的承载能力及抗震性能。近年来发生在世界各地的地震、飓风等自然灾害对该类结构造成了巨大的破坏，其中绝大多数房屋的损坏源于墙体结构的破坏。实际工程中，墙体最为典型的构造为墙架柱按一定间距布置于上下导梁之间，并在各墙架柱之间设置水平连系构件或交叉斜撑，以此形成承载骨架；在骨架内外两侧布置墙面板，两板之间填充保温隔热材料。目前，在墙体截面构造中，墙架柱多采用冷弯薄壁型钢，如冷弯薄壁C型钢或由冷弯薄壁C型钢形成的口形或工形组合截面，柱间支撑多采用冷弯薄壁C型钢或扁钢带，墙面板一般选用9~12mm厚的刨花板、胶合板、石膏板等，板间保温材料则多为玻璃纤维保温棉、聚苯乙烯泡沫或岩棉等。对于冷弯薄壁型钢结构住宅体系中的墙体，国内外学者开展了诸多详实的研究，部分成果也被应用于实际工程，但现有的墙体构造无论在力学性能方面，还是在施工方面均存在诸多的不足之处，归结起来主要有以下几点：其一为墙体承载力普遍偏低，在墙体结构中，墙架柱是最主要的竖向承载构件及抗侧力部件，现有结构中的冷弯薄壁C型钢墙架柱，其承载力相对较小，原因在于：冷弯薄壁C型钢厚度较薄，承载时容易发生屈曲破坏，材料强度得不到充分发挥。此外，C型钢截面的开口构造使得构件更易于失稳。其二为墙面板与钢骨架之间采用自攻螺丝连接，如在设计时考虑墙面板的蒙皮效应，则墙体蒙皮效应的优劣直接与墙面板的安装连接质量相关。除此之外，由于墙面板多为具有固定尺寸的成品板材，在安装时还存在板间接缝的问题，接缝质量的好坏同样也会影响到板的整体受力性能。其三为《住宅建筑规范》(GB50368-2005)及《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)规定了多层民用建筑承重墙的耐火要求，按现有的墙体构造，钢骨架外侧覆板需具有一定的耐火性能，一般可采用增加墙板厚度、单侧双层覆板或涂刷防火材料等措施来提高墙体的耐火性能，但这些措施将极大地增加墙体的建造成本，同时也提升了墙体施工的复杂程度。石膏是工程中常见的墙体材料。近年来，随着磷化工业的发展，磷石膏（磷化工副产品）在墙材中所占比重正逐年提高，但严峻的是：我国磷石膏堆存量已超过5亿吨，并且每年新增堆存量6000万吨，新增占地超过5000公顷，然而在磷石膏利用方面，我国实际利用率却不足30%。大量磷石膏的堆存除占用大面积土地外，还可能带来粉尘、地下水和土壤污染等环境问题以及滑坡等灾害，成为制约磷化工业健康发展的一大瓶颈，如何有效地利用磷石膏是我国乃至世界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙及制作方法，针对现有冷弯薄壁型钢组合墙体的不足，并结合磷石膏的综合利用难题，本专利技术的目的是提供一种性能优越、施工简便、成本节约的新型组合墙体，可广泛应用于冷弯薄壁型钢结构住宅体系中，以克服现有技术的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的制作方法，按照计算及构造要求对薄壁方钢管及扁钢带进行下料，将下料好的薄壁方钢管按照设计间距进行排布，薄壁方钢管排布完成后，利用自攻螺丝将扁钢带按设计位置与薄壁方钢管进行连接，以此形成组合墙体的钢骨架；待钢骨架加工完成后，在钢骨架的内外两侧采用专用自攻螺丝(根据墙面板材进行选取)将墙面板(定向刨花板、胶合板、石膏板或硅酸钙板)与钢骨架进行连接；随后插入墙体芯模(一般为不锈钢圆柱芯模，当墙体中留设特殊孔洞时，也可将不锈钢芯模制作成特殊截面形状)，浇筑磷石膏；待磷石膏初凝后，拔出不锈钢芯模，形成带有孔洞的薄壁方钢管–磷石膏组合墙体；随后将墙体自然放置进行养护，待磷石膏的强度及含水率达到设计要求后，便可运输至工地现场进行安装。一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙，包括：组合墙体的钢骨架；所述组合墙体的钢骨架包括薄壁方钢管和扁钢，所述薄壁方钢管以等间距竖直排布形成墙架柱，扁钢铺设在薄壁方钢管上且通过自攻螺丝与薄壁方钢管连接形成整体；墙面板；所述墙面板铺设在组合墙体的钢骨架的前、后两面上；磷石膏；所述磷石膏填充在墙面板之间的空间并包裹组合墙体的钢骨架。优选的，所述组合墙体的钢骨架是以薄壁方钢管为墙架柱，该扁钢以两块一组，每组扁钢以等间距横跨铺设薄壁方钢管上并通过自攻螺丝连接固定，使得组合墙体的钢骨架形成方框式网格结构。优选的，每组扁钢以夹持形式铺设在薄壁方钢管前、后两面上。优选的，所述墙面板通过墙面板安装专用自攻螺丝安装在组合墙体的钢骨架上。优选的，在磷石膏内均匀分布有空心截面，且该空心截面平行于薄壁方钢管。优选的，所述空心截面既位于薄壁方钢管中，又位于薄壁方钢管之间。本专利技术的有益效果是：在墙架柱(薄壁方钢管)中填充磷石膏，磷石膏对薄壁方钢管起到侧向支撑作用，延缓及防止薄壁方钢管过早出现屈曲破坏，可有效地发挥钢材的材料强度；薄壁方钢管对内填的磷石膏起到环向约束作用，使得磷石膏处于三向受压状态，可有效地提高磷石膏的轴向抗压强度；墙架柱以外的墙身采用磷石膏填充，可进一步提升墙体的轴压承载力及抗侧承载力；钢骨架内外两侧的墙面板在墙体制作时可作为浇筑磷石膏的模板，现场施工时又可作为两侧墙面功能层及装饰层的安装基层；墙体截面的空心构造即可有效地降低磷石膏用量，减轻结构自重，又可使得磷石膏在养护时与外部环境连通，迅速地排除磷石膏中的自由水，达到设计含水率；磷石膏材料在组合墙体中的应用可为磷石膏的综合利用开辟一条新的方向，可有效地降低磷石膏堆存所带来的社会、环境、经济等问题；磷石膏自身具有良好的保温隔热性能，可实现建筑物节能减排；此外，磷石膏在高温下，释放出石膏中的结晶水，在构件表面形成一层水膜，可有效地提升材料的防火性能。附图说明图1为薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的钢骨架立面图；图2为薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的钢骨架剖面图；图3为薄壁方钢管与扁钢带连接大样；图4为薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的截面图；图5为薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的轴侧图。符号说明:图1-4中，B为墙体宽度；H为墙体高度；b为薄壁方钢管的边长；h为扁钢带的宽度；l为薄壁方钢管的净距；s为扁钢带之间及扁钢带与上下柱端之间的净距；t1为薄壁方钢管的壁厚；t2为扁钢带的厚度。以上参数可根据实际工程设计要求确定。数字说明:图1-5中，1.薄壁方钢管2.扁钢带3.自攻螺丝4.墙面板5.墙面板安装专用自攻螺丝6.磷石膏7-空心截面。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的制作方法，其特征在于：按照计算及构造要求对薄壁方钢管及扁钢带进行下料，将下料好的薄壁方钢管按照设计间距进行排布，薄壁方钢管排布完成后，利用自攻螺丝将扁钢带按设计位置与薄壁方钢管进行连接，以此形成组合墙体的钢骨架；待钢骨架加工完成后，在钢骨架的内外两侧采用专用自攻螺丝将墙面板与钢骨架进行连接；随后插入墙体芯模，浇筑磷石膏；待磷石膏初凝后，拔出不锈钢芯模，形成带有孔洞的薄壁方钢管–磷石膏组合墙体；随后将墙体自然放置进行养护，待磷石膏的强度及含水率达到设计要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙的制作方法，其特征在于：按照计算及构造要求对薄壁方钢管及扁钢带进行下料，将下料好的薄壁方钢管按照设计间距进行排布，薄壁方钢管排布完成后，利用自攻螺丝将扁钢带按设计位置与薄壁方钢管进行连接，以此形成组合墙体的钢骨架；待钢骨架加工完成后，在钢骨架的内外两侧采用专用自攻螺丝将墙面板与钢骨架进行连接；随后插入墙体芯模，浇筑磷石膏；待磷石膏初凝后，拔出不锈钢芯模，形成带有孔洞的薄壁方钢管–磷石膏组合墙体；随后将墙体自然放置进行养护，待磷石膏的强度及含水率达到设计要求。


2.一种薄壁方钢管–磷石膏空心截面组合墙，其特征在于包括：
组合墙体的钢骨架；所述组合墙体的钢骨架包括薄壁方钢管(1)和扁钢(2)，所述薄壁方钢管(1)以等间距竖直排布形成墙架柱，扁钢(2)铺设在薄壁方钢管(1)上且通过自攻螺丝(3)与薄壁方钢管(1)连接形成整体；
墙面板(4)；所述墙面板(4)铺设在组合墙体的钢骨架的前、后两面上；
磷石膏(6)；所述磷石膏(6)填充在墙面板(4)之间的空间并包裹组合墙体的钢骨架。

【专利技术属性】
技术研发人员：周理，黄勇，胡松，张辰韵，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52