一种竖向承重-水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体及安装方法技术

本发明专利技术公开了一种竖向承重

【技术实现步骤摘要】
一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体及安装方法


[0001]本专利技术涉及建筑结构，具体来说，涉及一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体及安装方法。

技术介绍

[0002]冷弯薄壁型钢结构是将壁厚为0.4～2mm的冷弯薄壁型钢基本构件和结构板材共同作为主要结构构件的一种轻钢龙骨式复合剪力墙结构体系。冷弯薄壁型钢组合墙体是冷弯薄壁型钢结构的主要承重和抗侧构件。传统的冷弯薄壁型钢组合墙体主要依赖结构板与冷弯薄壁型钢骨架通过自攻螺钉连接形成的蒙皮体承受竖向荷载和水平荷载。在风荷载或水平地震作用下，冷弯薄壁型钢骨架与结构板之间的不相容性导致二者之间存在相对转动，结构板与冷弯薄壁型钢龙骨之间蒙皮效应将因结构板
‑
龙骨自攻螺钉连接件的反复变形而被削弱，从而降低冷弯薄壁型钢结构的竖向承载能力和抗侧性能，导致现有的低层冷弯薄壁型钢结构体系很难发展应用到多高层冷弯薄壁型钢住宅结构。
[0003]为了将冷弯薄壁型钢结构这一绿色环保建筑由低层发展至多层，国内外学者在结构体系创新、试验研究、理论研究方面开展了大量的研究工作。结果表明：(1)水平荷载作用下，冷弯薄壁型钢组合墙体的主要破坏集中于结构板
‑
龙骨自攻螺钉连接件；(2)由于现有冷弯薄壁型钢结构常采用的结构板具有明显的脆性特征，其变形对荷载变化敏感，导致冷弯薄壁型钢结构的耗能能力不足，结构的安全储备将受水平荷载显著影响；(3)现有冷弯薄壁型钢组合墙体受剪后残余变形明显，非常不利于震灾后受损构件的更换。因此，目前急需一种可有效保护结构板
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龙骨蒙皮效应同时可提高结构的耗能能力并有利于灾后修复的冷弯薄壁型钢组合墙体，以促进多层冷弯薄壁型钢住宅结构的推广应用。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，以保证水平地震作用下结构板
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轻钢龙骨通过自攻螺钉连接形成的蒙皮效应不被削弱，同时提高墙体的耗能能力和可修复性，从而显著提高冷成型钢结构体系的强震抗倒塌性能。
[0005]本专利技术的另一个目的是，提供一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体的安装方法。
[0006]技术方案：本专利技术的一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，包括框柱、横梁、中柱、耗能支撑、结构板和连接件，框柱位于组合墙体两端，中柱位于框柱之间按等间距分布，框柱与中柱两端均通过连接件与横梁连接，中柱为冷弯薄壁钢
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轻混凝土格构柱，包括柱帽和柱身，柱身包括第二冷弯薄壁型钢管、U型冷弯薄壁型钢斜撑及填入第二冷弯薄壁型钢管内的轻质混凝土，U型冷弯薄壁型钢斜撑设置于两个第二冷弯薄壁型钢管之间，柱帽嵌入第二冷弯薄壁型钢管上端，耗能支撑穿过中柱的两个第二冷弯薄壁型钢管
和U型冷弯薄壁型钢斜撑之间的间隙后沿组合墙体对角线布置，耗能支撑的四个角端分别与框柱和横梁连接处的连接件连接，结构板对称布置于组合墙体两侧，将中柱和耗能支撑镶嵌在内。
[0007]优选的，框柱为钢管
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混凝土实腹柱，包括含有第一卡槽的第一冷弯薄壁型钢管和浇筑于第一冷弯薄壁型钢管内部的自密实混凝土，框柱与横梁的连接处设有预埋螺栓，并通过焊接角件与横梁固定连接。
[0008]优选的，横梁包括上横梁和下横梁，上横梁为帽型冷弯薄壁型钢梁和木梁构成的钢
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木组合实腹梁，上横梁与框柱及中柱的连接处预留第一螺栓孔，下横梁为U型冷弯薄壁型钢导梁，上横梁与中柱通过环状连接件连接，下横梁与中柱通过第二连接片6
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3b连接。
[0009]优选的，环状连接件包括第一钢板和第二钢板，第一钢板有多个，为弧形，两端分别与第二钢板连接，第二钢板上设有第三螺栓孔。
[0010]优选的，柱帽为设有预埋螺栓孔的木构件，第二冷弯薄壁型钢管顶部预开孔，柱帽嵌入第二冷弯薄壁型钢管上端后，将预埋螺栓孔与预开孔对中形成水平通孔。
[0011]优选的，耗能支撑包括第一防屈曲支撑、第二防屈曲支撑、蝶形钢板和耗能件，第一防屈曲支撑有四个，沿组合墙体对角线布置，第二防屈曲支撑有四个，首尾相接组合成方框形结构，布置在组合墙体中心；第一防屈曲支撑的一端与框柱和横梁连接处的连接件连接，另一端与相邻两个第二防屈曲支撑连接处相连；耗能件设置于第二防屈曲支撑组成的方框形结构中心，蝶形钢板有四个，分别与四个第二防屈曲支撑相连，其中两个相对的蝶形钢板还与耗能件连接。
[0012]优选的，第一防屈曲支撑包括第三冷弯薄壁型钢管、包裹于第三冷弯薄壁型钢管外侧的第一水泥砂浆层、包覆于第一水泥砂浆层外侧的第一增强纤维FRP、设置于第三冷弯薄壁型钢管两端的第一钢接头和第二钢接头，第二防屈曲支撑包括第四冷弯薄壁型钢管、包裹于第四冷弯薄壁型钢管外侧的第二水泥砂浆层、包覆于第二水泥砂浆层外侧的第二增强纤维FRP和设置于第四冷弯薄壁型钢管两端的第三钢接头，第一防屈曲支撑的第一钢接头与框柱和横梁连接处的焊接角件连接，第二钢接头与相邻两个第二防屈曲支撑的第三钢接头连接。
[0013]优选的，连接件为焊接角件、环状连接件、第一连接片、第二连接片、螺栓或自攻螺钉，焊接角件包括横板、竖板、连接横板和竖板的三角肋和与三角肋连接的外伸板，横板、竖板、三角肋和外伸板均设置预留螺栓孔；环状连接件包括第一钢板和第二钢板，第一钢板有多个，为弧形，两端分别与第二钢板连接，第二钢板上设有第三螺栓孔；第一连接片为设置螺栓孔的帽型钢片；第二连接片为帽型冷弯薄壁型钢片。
[0014]优选的，结构板包括主体结构板和封板，封板位于组合墙体中心及两端，主体结构板位于封板之间，主体结构板与封板之间设置防挤压胶条，主体结构板与中柱及下横梁固定连接，封板为钢
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木复合板，包括木结构层和钢面层，封板沿纵向设置镶边，位于组合墙体两端的封板的镶边卡入框柱的第一卡槽，位于组合墙体中心的封板的镶边卡入中柱的第二卡槽，位于组合墙体两端的封板的短边与横梁连接，位于组合墙体中心处的封板的短边与中柱连接。
[0015]本专利技术的一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体的安装方法，包括以下步骤：
[0016]S1、安装框柱和横梁，其中，横梁包括上横梁和下横梁，上横梁为帽型冷弯薄壁型钢梁和木梁构成的钢
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木组合实腹梁，下横梁为U型冷弯薄壁型钢导梁；具体为：
[0017]首先将下横梁固定连接在待安装位置后，将两根框柱的底部分别嵌入下横梁两端，并用焊接角件将框柱底部和下横梁固定连接；然后，将框柱的顶部设置在上横梁两端，并用焊接角件将框柱顶部与上横梁固定连接；
[0018]S2、安装中柱，中柱为冷弯薄壁钢
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轻混凝土格构柱，具体为：
[0019]首先将若干中柱按设计间距嵌入框柱和横梁形成的矩形框内，通过环状连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，包括框柱(1)、横梁(2)、中柱(3)、耗能支撑(4)、结构板(5)和连接件(6)，框柱(1)位于组合墙体两端，中柱(3)位于框柱(1)之间按等间距分布，框柱(1)与中柱(3)两端均通过连接件(6)与横梁(2)连接，中柱(3)为冷弯薄壁钢
‑
轻混凝土格构柱，包括柱帽(3
‑
1)和柱身(3
‑
2)，柱身(3
‑
2)包括第二冷弯薄壁型钢管(3
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2a)、U型冷弯薄壁型钢斜撑(3
‑
2b)及填入第二冷弯薄壁型钢管(3
‑
2a)内的轻质混凝土(3
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2c)，U型冷弯薄壁型钢斜撑(3
‑
2b)设置于两个第二冷弯薄壁型钢管(3
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2a)之间，柱帽(3
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1)嵌入第二冷弯薄壁型钢管(3
‑
2a)上端，耗能支撑(4)穿过中柱(3)的两个第二冷弯薄壁型钢管(3
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2a)和U型冷弯薄壁型钢斜撑(3
‑
2b)之间的间隙后沿组合墙体对角线布置，耗能支撑(4)的四个角端分别与框柱(1)和横梁(2)连接处的连接件(6)连接，结构板(5)对称布置于组合墙体两侧，将中柱(3)和耗能支撑(4)镶嵌在内。2.根据权利要求1所述的一种竖向承重
‑
水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，框柱(1)为钢管
‑
混凝土实腹柱，包括含有第一卡槽(1
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1a)的第一冷弯薄壁型钢管(1
‑
1)和浇筑于第一冷弯薄壁型钢管(1
‑
1)内部的自密实混凝土(1
‑
2)，框柱(1)与横梁(2)的连接处设有预埋螺栓(1
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3)，并通过焊接角件(6
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1)与横梁(2)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种竖向承重
‑
水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，横梁(2)包括上横梁(2
‑
1)和下横梁(2
‑
2)，上横梁(2
‑
1)为帽型冷弯薄壁型钢梁(2
‑
1a)和木梁(2
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1b)构成的钢
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木组合实腹梁，上横梁(2
‑
1)与框柱(1)及中柱(3)的连接处预留第一螺栓孔(2
‑
1c)，下横梁(2
‑
2)为U型冷弯薄壁型钢导梁，上横梁(2
‑
1)与中柱(3)通过环状连接件(6
‑
2)连接，下横梁(2
‑
2)与中柱(3)通过第二连接片6
‑
3b连接。4.根据权利要求1所述的一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，环状连接件(6
‑
2)包括第一钢板(6
‑
2a)和第二钢板(6
‑
2b)，第一钢板(6
‑
2a)有多个，为弧形，两端分别与第二钢板(6
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2b)连接，第二钢板(6
‑
2b)上设有第三螺栓孔(6
‑
2d)。5.根据权利要求1所述的一种竖向承重
‑
水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，柱帽(3
‑
1)为设有预埋螺栓孔(3
‑
1a)的木构件，第二冷弯薄壁型钢管(3
‑
2a)顶部预开孔(3
‑
2d)，柱帽(3
‑
1)嵌入第二冷弯薄壁型钢管(3
‑
2a)上端后，将预埋螺栓孔(3
‑
1a)与预开孔(3
‑
2d)对中形成水平通孔(3
‑
3)。6.根据权利要求1所述的一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，耗能支撑(4)包括第一防屈曲支撑(4
‑
1)、第二防屈曲支撑(4
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2)、蝶形钢板(4
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3)和耗能件(4
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4)，第一防屈曲支撑(4
‑
1)有四个，沿组合墙体对角线布置，第二防屈曲支撑(4
‑
2)有四个，首尾相接组合成方框形结构，布置在组合墙体中心；第一防屈曲支撑(4
‑
1)的一端与框柱(1)和横梁(2)连接处的连接件(6)连接，另一端与相邻两个第二防屈曲支撑(4
‑
2)连接处相连；耗能件(4
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4)设置于第二防屈曲支撑(4
‑
2)组成的方框形结构中心，蝶形钢板(4
‑
3)有四个，分别与四个第二防屈曲支撑(4
‑
2)相连，其中两个相对的蝶形钢板(4
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3)还与耗能件(4
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4)连接。7.根据权利要求6所述的一种竖向承重
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水平抗侧可分式冷弯薄壁型钢组合墙体，其特征在于，第一防屈曲支撑(4
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1)包括第三冷弯薄壁型钢管(4
‑
1a)、包裹于第三冷弯薄壁型钢管(4
‑
1a)外侧的第一水泥砂浆层(4
‑
1b)、包覆于第一水泥砂浆层(4
‑
1b)外侧的第一增强纤维FRP(4
‑
1c)、设置于第三冷弯薄壁型钢管(4
‑
1a)两端的第一钢接头(4
‑
1d)和第二钢接头(4
‑
1e)，第二防屈曲支撑(4
‑
2)包括第四冷弯薄壁型钢管(4
‑
2a)、包裹于第四冷弯薄壁型钢
管(4
‑
2a)外侧的第二水泥砂浆层(4
‑
2b)、包覆于第二水泥砂浆层(4
‑
2b)外侧的第二增强纤维FRP(4
‑
2c)和设置于第四冷弯薄壁型钢管(4
‑
2a)两端的第三钢接头(4
‑
2d)，第一防屈曲支撑(4
‑
1)的第一钢接头(4
‑
1d)与框柱(1)和横梁(2)连接处的焊接角件(6
‑
1)连接，第二钢接头(4
‑
1e)与相邻两个第二防屈曲支撑(4
‑
2)的第三钢接头(4
‑
2d)连接。8.根据权利要求1所述的一种竖向承重
‑<...

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