一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体及其连接方式的制作方法

文档序号:10507472阅读:459来源:国知局
一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体及其连接方式的制作方法
【专利摘要】一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体及其连接方式,冷弯薄壁型钢骨架、开洞形冷弯薄壁型钢骨架的中间填充有保温层,墙面板与冷弯薄壁型钢龙骨通过自攻螺钉相连,冷弯薄壁型钢骨架、开洞形冷弯薄壁型钢骨架、保温层、墙面板组成模块化冷弯薄壁型钢组合墙体。左右相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间通过墙体模块间水平连接方式实现水平方向连接;上下相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间通过墙体模块间竖向连接方式实现竖向连接。本发明的模块化冷弯薄壁型钢组合墙体是集结构承重、保温、窗户一体化的墙体,集成化高及装配快捷高效,且材料成本低廉,人工费大量节省,构造简单,适合工业化生产。
【专利说明】
一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体及其连接方式
技术领域
[0001]本发明涉及到一种工业生产的冷弯薄壁型钢组合墙体模块、开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块及墙体模块间水平、竖向连接方式,属于结构工程技术领域,特别是指一种集保温、结构、窗户一体化的组合墙体及其生产制造方法,及该组合墙体模块间的连接方式及其安装工序。
【背景技术】
[0002]在国内外钢结构领域中,适用于低、多层装配式建筑的墙体主要分为木板墙、预制钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、冷弯薄壁型钢混凝土剪力墙。国内外成功运用以上墙体组成建筑体系样例很多,如木结构体系、模块化钢筋混凝土墙板结构体系、轻钢集装箱模块体系、冷弯薄壁型钢住宅体系。但是,目前国内外大部分装配式墙体的装配化程度还停留在构件层面上,对整体墙体的模块化设计、模块化生产、模块化运输、模块化安装还有一定的差距,尤其是在保温、结构一体化的装配式墙体上还存在很大的发展空间。正因目前的装配式墙体模块化装配程度低,加工、安装时需大量的人工费,导致墙体的造价高,进而使整体建筑的造价上升。因此,发明一种模块化装配程度高,自重轻、适合工业流水线生产,集保温、结构一体化的冷弯薄壁型钢组合墙体不但可以节约大量的人工成本,而且可以减少现场的湿作业及施工周期,在低、多层装配式建筑中具有较大的实际工程意义。

【发明内容】

[0003]本发明提出了一种新型的模块化冷弯薄壁型钢组合墙体及其连接方式,发明目的在于通过U型横向导轨、C型竖向边立柱、U型竖向连接件、横向U型支撑、C型竖向中立柱、锁铆形成冷弯薄壁型钢骨架、开洞形冷弯薄壁型钢骨架;通过冷弯薄壁型钢骨架、开洞形冷弯薄壁型钢骨架、墙面板、保温层、竖向抗拔连接件、自攻螺钉组成冷弯薄壁型钢组合墙体模块、开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块;通过冷弯薄壁型钢骨架承受竖向荷载及水平荷载;通过开洞形冷弯薄壁型钢骨架承受竖向荷载及实现窗户、墙体一体化;通过保温层作为芯材填充入冷弯薄壁型钢骨架中,用来保温、限制冷弯薄壁型钢龙骨变形提高墙体承载力;通过冷弯薄壁型钢龙骨附加墙面板来提高墙体的水平抗剪能力、抗裂性能、抗冲击性能;通过冷弯薄壁型钢骨架中外边框的U型竖向连接件、自攻螺钉、墙体模块水平连接件形成的连接方式用来实现墙体模块间水平连接;通过冷弯薄壁型钢骨架中外边框的U型横向导轨、自攻螺钉、花篮螺栓形成的连接方式用来实现墙体模块间的竖向连接。此组合墙体模块化装配化程度高、适合工业化流水线生产、集保温、结构一体化,其水平、竖向连接方式安全可靠且易于施工安装、更换,成本较低。
[0004]为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0005]—种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体及其连接方式,其中,组合墙体包括主体骨架、花篮螺栓(4)、竖向抗拔连接件(5)、自攻螺钉(6)、保温层(7)、墙面板(8);所述主体骨架分为冷弯薄壁型钢骨架(I)或开洞形冷弯薄壁型钢骨架(2),两种不同骨架对应开洞或不开洞的安装墙体;主体骨架包括U型横向导轨(Ia)、C型竖向边立柱(Ib)、U型竖向连接件(IC)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)、锁铆(3),C型竖向边立柱(Ib)与U型横向导轨(Ia)通过锁铆(3)连接组成矩形框架;两C型竖向中立柱(Ie)与U型横向U型支撑(Id)相互垂直连接组成十字形结构,该十字形结构与矩形框架内壁通过锁铆(3)连接;主体骨架的中间填充有保温层(7),墙面板(8)与主体骨架通过自攻螺钉(6)连接。
[0006]左右相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间的水平连接沿水平方向上设有由两根背靠背通过锁铆(3)连接的墙体模块水平连接件(9),墙体模块水平连接件(9)通过两组自攻螺钉(6)与U型竖向连接件(Ic)固定连接;相邻两墙体模块的U型竖向连接件(lc)、水平连接件(9)与自攻螺钉(6)组成墙体模块间水平连接方式(10),通过墙体模块间水平连接方式
(10)实现相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间的水平连接;
[0007]上下相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间的竖向连接通过墙体模块间竖向连接方式(11)实现,墙体模块间竖向连接方式(11)由自攻螺钉(6)、U型横向导轨(la)、花篮螺栓
(4)组成,上层墙体中的下U型横向导轨(Ia)与楼板桁架梁中的上U型横向导轨(Ia)通过自攻螺钉(6)相连,下层墙体中的上U型横向导轨(Ia)与楼板桁架梁中的下U型横向导轨(Ia)通过自攻螺钉(6)相连,上层墙体中的下花篮螺栓(4)与下层墙体中的上花篮螺栓(4)在楼板桁架梁中通过配套的套筒相连。
[0008]冷弯薄壁型钢骨架(I)与开洞形冷弯薄壁型钢骨架(2)是将按模数化尺寸下料好的U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(lb)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)放入工厂流水线工作台上预定位,C型竖向边立柱(Ib)与U型横向导轨(Ia)通过锁铆(3)连接组成矩形框架;两C型竖向中立柱(Ie)与U型横向U型支撑(Id)相互垂直连接组成十字形结构,该十字形结构与矩形框架内壁通过锁铆(3)连接。
[0009]冷弯薄壁型钢骨架(I)与开洞形冷弯薄壁型钢骨架(2)中的U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(lb)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)为壁厚0.7mm-3mm的冷弯薄壁型钢,强度为Q235、Q345、LQ550;花篮螺栓(4)的型号为M8-M16。
[0010]保温层(7)为聚苯乙烯泡沫或挤塑板或硬质发泡聚氨酯或玻璃棉组成的轻质保温材料,其干密度为100-500Kg/m3,抗压强度大于等于2Mpa,导热系数小于0.055w/m.k。
[0011]墙面板(8)中的材料为1-2_压型钢板、水泥压力纤维板、石膏板、硅酸钙板、木板,与冷弯薄壁型钢骨架(I)通过自攻螺钉(6)相连,与U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(Ib)相连时自攻螺钉(6)的间距小于等于150mm,与横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)相连时自攻螺钉(6)的间距小于等于300mm。
[0012]墙体模块水平连接件(9)为两根背靠背的C型钢通过锁铆连接形成的组合截面。
[0013]墙体模块间水平连接方式(10)是利用墙体模块水平连接件(9)的截面形状结合U型竖向连接件(Ic)通过自攻螺钉(6)固定形成的连接。
[0014]墙体模块间竖向连接方式(11)是利用U型横向导轨(Ia)结合花篮螺栓(4)及自攻螺钉(6)形成的连接。
[0015]本发明是基于传统的冷弯薄壁型钢组合墙体的改进提升,与其相比本发明的优点是:
[0016]1、保温层填入冷弯薄壁型钢龙骨中,不但起到好的保温作用,而且能够限制冷弯型钢的变形,提高整体墙体模块的承载能力。
[0017]2、冷弯薄壁型钢骨架中的构件连接引入汽车领域的锁铆连接代替传统的自攻螺钉连接,不但可以提高连接的强度、刚度,而且可以极大提升连接效率。
[0018]3、冷弯薄壁型钢骨架附加墙面板,不但可以维护功能,而且可以提高墙体的水平抗剪能力、抗裂性能、抗冲击性能。
[0019]4、开洞形冷弯薄壁型钢骨架不但起到承受竖向承重作用,而且能实现窗户、墙体一体化。
[0020]5、墙体模块在实际生产时,各个构件根据模数化尺寸完全通过工厂流水线进行数字化自动加工、组装、连接,不但能够保证生产质量和精度降低装配难度,而且生产效率极大提升,节省大量的人工费,降低整体造价。
[0021]6、墙体模块在实际安装时,通过墙体模块水平连接件、U型竖向连接件、自攻螺钉形成的新型墙体模块间水平连接方式可以提高模块之间的水平安装效率;通过U型横向导轨、花篮螺栓、自攻螺钉形成的新型墙体模块间竖向连接方式不但可以提高模块竖向的安装定位精度,而且可以提供更稳定、安全的竖向连接;
[0022]7、本发明的模块化冷弯薄壁型钢组合墙体是集结构承重、保温、窗户一体化的墙体,其连接方式快捷高效,集成化及装配化程度高,人工费大量节省,造价便宜,构造简单。
【附图说明】
[0023]图1是冷弯薄壁型钢骨架示意图。
[0024]图2是冷弯薄壁型钢骨架构件分解示意图。
[0025]图3是开洞形冷弯薄壁型钢骨架示意图。
[0026]图4是开洞形冷弯薄壁型钢骨架构件分解示意图。
[0027]图5是冷弯薄壁型钢骨架中自攻螺钉、锁铆平面布置图。(注:+为自攻螺钉,?为锁铆)
[0028]图6是开洞形冷弯薄壁型钢骨架中自攻螺钉自攻螺钉、锁铆平面布置图(注:+为自攻螺钉,?为锁铆)。
[0029]图7是冷弯薄壁型钢组合墙体模块剖视图。
[0030]图8是开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块剖视图。
[0031]图9是竖向抗拔连接件示意图。
[0032]图10是墙体模块水平连接件示意图。
[0033]图11是模块化组合墙体的整体结构剖视图。
[0034]图12是墙体模块间水平连接方式详图(B-B剖面图)。
[0035]图13是墙体模块间竖向连接方式详图(A-A剖面图)。
[0036]图14是模块化组合墙体的整体结构图
[0037]图中:1_冷弯薄壁型钢骨架、Ia-U型横向导轨、Ib-C型竖向边立柱、Ic-U型竖向连接件、Id-横向U型支撑、Ie-C型竖向中立柱、2-开洞形冷弯薄壁型钢骨架、3-锁铆、4-花篮螺栓、5-竖向抗拔连接件、6-自攻螺钉、7-保温层、8-墙面板、9-墙体模块水平连接件、I O-墙体模块间水平连接方式、11 -墙体模块间竖向连接方式。
【具体实施方式】
[0038]以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的最佳实施方式:
[0039]模块化冷弯薄壁型钢组合墙体的生产制作过程:
[0040]具体实施时,首先根据模块化冷弯薄壁型钢组合墙体的模数尺寸(0.6m)下料好U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(lb)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie),将上述五种构件按附图1、2、3、4的形式在工厂流水线上进行预定位,然后根据附图5、6的锁铆布置方案用锁铆进行连接形成冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2);
[0041]将上述冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)按附图5、6将竖向抗拔连接件(5)安装就位,并按附图9将竖向抗拔连接件(5)用自攻螺钉(6)固定在C型竖向边立柱(Ib)上,然后将花篮螺栓(4)上端拧入竖向抗拔连接件(5)中;
[0042]按附图7、8将保温层(7)填入上述冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)内;然后根据附图5、6自攻螺钉的布置方案及附图7、8将墙面板(8)用自攻螺钉(6)固定在上述冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)上;最后将配套的窗户按附图8装入上述开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)内,完成冷弯薄壁型钢组合墙体模块、开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块的制作。
[0043]模块化冷弯薄壁型钢组合墙体的连接方式:
[0044]将与模块化冷弯薄壁型钢组合墙体配套的楼板模块(桁架-压型钢板组合楼板)套入预埋有花篮螺栓(4)的下层墙体模块上,将带有竖向抗拔连接件(5)的冷弯薄壁型钢组合墙体模块及开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块中的花篮螺栓(4)按设计方案插入上述楼板模块桁架中,在桁架中用配套的套筒将上、下花篮螺栓(4)拧紧固定,最后从桁架中分别将自攻螺钉(6)拧入上、下层墙体中U型横向导轨(Ia)上,形成如附图13所示的墙体模块间竖向连接方式。
[0045]在上述与楼板模块装配好的相邻墙体模块间通过U型竖向连接件(Ic)形成的空腔中插入墙体模块水平连接件(9),并用自攻螺钉(6)将墙面板(8)、U型竖向连接件(lc)、墙体模块水平连接件(9)固定,形成如附图12所示的墙体模块间竖向连接方式。
【主权项】
1.一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:组合墙体包括主体骨架、花篮螺栓(4)、竖向抗拔连接件(5)、自攻螺钉(6)、保温层(7)、墙面板(8);所述主体骨架分为冷弯薄壁型钢骨架(I)或开洞形冷弯薄壁型钢骨架(2),两种不同骨架对应开洞或不开洞的安装墙体;主体骨架包括U型横向导轨(Ia)、C型竖向边立柱(Ib)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)、锁铆(3),C型竖向边立柱(Ib)与U型横向导轨(Ia)通过锁铆(3)连接组成矩形框架;两C型竖向中立柱(Ie)与U型横向U型支撑(Id)相互垂直连接组成十字形结构,该十字形结构与矩形框架内壁通过锁铆(3)连接;主体骨架的中间填充有保温层(7),墙面板(8)与主体骨架通过自攻螺钉(6)连接; 左右相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间的水平连接沿水平方向上设有由两根背靠背通过锁铆(3)连接的墙体模块水平连接件(9),墙体模块水平连接件(9)通过两组自攻螺钉(6)与U型竖向连接件(I c)固定连接;相邻两墙体模块的U型竖向连接件(I c)、水平连接件(9)与自攻螺钉(6)组成墙体模块间水平连接方式(10),通过墙体模块间水平连接方式(10)实现相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间的水平连接;上下相邻两冷弯薄壁型钢组合墙体模块间的竖向连接通过墙体模块间竖向连接方式(11)实现,墙体模块间竖向连接方式(11)由自攻螺钉(6)、U型横向导轨(Ia)、花篮螺栓(4)组成,上层墙体中的下U型横向导轨(Ia)与楼板桁架梁中的上U型横向导轨(Ia)通过自攻螺钉(6)相连,下层墙体中的上U型横向导轨(Ia)与楼板桁架梁中的下U型横向导轨(Ia)通过自攻螺钉(6)相连,上层墙体中的下花篮螺栓(4)与下层墙体中的上花篮螺栓(4)在楼板桁架梁中通过配套的套筒相连。2.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:冷弯薄壁型钢骨架(I)与开洞形冷弯薄壁型钢骨架(2)是将按模数化尺寸下料好的U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(lb)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)放入工厂流水线工作台上预定位,C型竖向边立柱(Ib)与U型横向导轨(Ia)通过锁铆(3)连接组成矩形框架;两C型竖向中立柱(Ie)与U型横向U型支撑(Id)相互垂直连接组成十字形结构,该十字形结构与矩形框架内壁通过锁铆(3)连接。3.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:冷弯薄壁型钢骨架(I)与开洞形冷弯薄壁型钢骨架(2)中的U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(lb)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)为壁厚0.的冷弯薄壁型钢,强度为Q235、Q345、LQ550;花篮螺栓(4)的型号为M8-M16。4.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:保温层(7)为聚苯乙烯泡沫或挤塑板或硬质发泡聚氨酯或玻璃棉组成的轻质保温材料,其干密度为100_500Kg/m3,抗压强度大于等于2Mpa,导热系数小于0.055w/m.k。5.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:墙面板(8)中的材料为1-2_压型钢板、水泥压力纤维板、石膏板、硅酸钙板、木板,与冷弯薄壁型钢骨架(I)通过自攻螺钉(6)相连,与U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(Ib)相连时自攻螺钉(6)的间距小于等于150mm,与横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie)相连时自攻螺钉(6)的间距小于等于300mm。6.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:墙体模块水平连接件(9)为两根背靠背的C型钢通过锁铆连接形成的组合截面。7.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:墙体模块间水平连接方式(10)是利用墙体模块水平连接件(9)的截面形状结合U型竖向连接件(Ic)通过自攻螺钉(6)固定形成的连接。8.根据权利要求1所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体,其特征在于:墙体模块间竖向连接方式(11)是利用U型横向导轨(Ia)结合花篮螺栓(4)及自攻螺钉(6)形成的连接。9.利用权利要求1所述墙体进行的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体连接方式,其特征在于:模块化冷弯薄壁型钢组合墙体的生产制作过程如下: 具体实施时,首先根据模块化冷弯薄壁型钢组合墙体的模数尺寸(0.6m)下料好U型横向导轨(la)、C型竖向边立柱(lb)、U型竖向连接件(Ic)、横向U型支撑(Id)、C型竖向中立柱(Ie),将上述五种构件的形式在工厂流水线上进行预定位,然后根据锁铆布置方案用锁铆进行连接形成冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2); 将上述冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)将竖向抗拔连接件(5)安装就位,并将竖向抗拔连接件(5)用自攻螺钉(6)固定在C型竖向边立柱(Ib)上,然后将花篮螺栓(4)上端拧入竖向抗拔连接件(5)中; 将保温层(7)填入上述冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)内;然后根据自攻螺钉的布置方案,将墙面板(8)用自攻螺钉(6)固定在上述冷弯薄壁型钢骨架(I)及开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)上;最后将配套的窗户装入上述开洞式冷弯薄壁型钢骨架(2)内,完成冷弯薄壁型钢组合墙体模块、开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块的制作。10.根据权利要求9所述的一种模块化冷弯薄壁型钢组合墙体连接方式,其特征在于:模块化冷弯薄壁型钢组合墙体的连接方式如下: 将与模块化冷弯薄壁型钢组合墙体配套的桁架-压型钢板组合楼板模块套入预埋有花篮螺栓(4)的下层墙体模块上,将带有竖向抗拔连接件(5)的冷弯薄壁型钢组合墙体模块及开洞形冷弯薄壁型钢组合墙体模块中的花篮螺栓(4)按设计方案插入上述楼板模块桁架中,在桁架中用配套的套筒将上、下花篮螺栓(4)拧紧固定,最后从桁架中分别将自攻螺钉(6)拧入上、下层墙体中U型横向导轨(Ia)上,形成墙体模块间竖向连接方式; 在上述与楼板模块装配好的相邻墙体模块间通过U型竖向连接件(Ic)形成的空腔中插入墙体模块水平连接件(9),并用自攻螺钉(6)将墙面板(8)、U型竖向连接件(lc)、墙体模块水平连接件(9)固定,形成墙体模块间竖向连接方式。
【文档编号】E04B1/76GK105863112SQ201610231828
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】闫维明, 谢志强, 宋林琳, 赵锦成
【申请人】北京工业大学
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