专利名称：一种双向式骨架结构墙体的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种墙体的结构，具体是指一种主要用作木结构建 筑外墙体的具有双向式骨架结构的墙体。
背景技术：
近年来，木结构住宅建筑在我国发展迅速，其独特建筑风格和性能优 势已得到了越来越多消费者的肯定。
传统的木结构建筑的墙体尤其是外墙体，其中的骨架结构主要包括多根间隔平行设置的墙骨，该墙骨一般使用的是截面尺寸40mmx90mm或 40mmxl40mm的锯材，在木结构建筑的墙体中，各墙骨是竖立布置，墙骨 的上端和下端通常设有上顶板和下底板，以将各墙骨连接固定，形成墙体 的骨架框架；在该骨架结构的两侧面，通常是直接覆以墙面板(如木质结 构板和石膏板)，而组成墙体；在该墙体中的墙面板和墙骨所构成的腔体 内，还常填充有保温材料，例如玻璃棉等。
上述结构的墙体存在以下问题首先，墙体的横向强度和刚度差，一 般不能用作剪力墙；其次，这种结构的墙体在经常发生噪声的地方极容易 形成共震，使声音传递量增加，导致墙体隔声性能差，不适合使用在多户 居住或有特殊功能的木结构建筑中，尤其是中国人口密度高，居住密集， 该墙体引起的共震和隔音效果差的问题将尤为突出；而且，这种结构的墙 体中，墙面板和墙骨所构成的腔体间相互独立的结构造成空气无法流通， 线路也不便穿行；另外， 一旦发生火灾，会直接危机承受载荷的墙骨。
另一方面，随着木结构住宅建筑在我国的迅速发展，木结构建筑用结 构木制产品比如规格材、单板层积材等木结构产品的需求量正逐年增高。而由于中国木材资源匮乏，多年前已启动天然林保护工程，大径级木材的 应用受到限制，因此利用人工速生林木材是缓解我国木材短缺的有效途径。 但是，对人工林木材加工利用过程中发现，在制造现有木结构设计规范要求的规格材尤其是常规截面尺寸40mmx90mm和40mmxl40mm的锯材(如 上述墙体结构中所用的墙骨)时，其出材率仅为30%~40%左右。为获得所 需要尺寸的墙骨，通常使用大径材。
有鉴于此，确实有必要对传统的木结构建筑的墙体结构进行改良。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种适用于木结构建筑、具有改良结构 的墙体，以提高该墙体的横向强度和刚度，并改善该墙体的抗震、隔音、 防火性能。
本实用新型的另一目的是提供一种具有改良结构的墙体，在保持墙体 整体厚度的同时减少所用墙骨截面尺寸，以提高将人工速生林木材加工成 墙骨时的出材率。
为达到上述目的，本实用新型提供了一种双向式骨架结构墙体，该墙 体从外向内依序包括外挂板、木质结构板、竖式骨架层、横式骨架层以
及石膏板；其中，
所述外挂板固定在木质结构板外侧；
所述竖式骨架层固定在木质结构板的内侧，该竖式骨架层包括多根墙 骨，各墙骨竖立、间隔平行布置；
所述横式骨架层位于竖式骨架层内侧，该横式骨架层包括多根单板层 积材条或木条，各单板层积材条或木条水平、间隔平行布置，并与所述竖 式骨架层的墙骨固定；
所述石膏板固定于横式骨架层的内侧。
本实用新型的墙体，通过上述竖式骨架层与横式骨架层组合而成的双向式骨架结构设计，明显提高了墙体的横向强度和刚度，该墙体在横向和 纵向均具有较高的强度和刚度，可用作剪力墙，对地震有抵抗效果；同时 该双向式骨架结构设计可消除墙体的共震作用，提高墙体的空气声隔声性 能；并且，这种稳定的双层骨架结构还可以显著提高墙体的耐火极限。另 外，本实用新型的墙体中，竖式骨架层、横式骨架层之间的腔体是连通的， 可以便于线路穿行，不需要在墙骨上开洞，同时水平骨架(横式骨架层中 水平布置的单板层积材条或木条)上还可以固定照明开关等配件，不需要 增加专门的水平隔档。
本实用新型的墙体，可用于任何木结构建筑中，尤其是轻型木结构建 筑，主要是用作外墙体。如果建筑中外围结构全部使用了该结构的墙体， 墙体中的空腔可以连接起来，形成一个环绕建筑的空气流通圈，具有隔热、 防霉的功能。
另一方面，本实用新型的墙体，由于采用了竖式骨架层与横式骨架层 组合而成的双层骨架结构设计，在保持墙体原有整体厚度不变的情况下， 所用墙骨截面尺寸将适当减少(减少墙骨对应于墙体厚度方向的尺寸)， 从而，本实用新型的墙体中是使用小规格的锯材构成骨架结构，能提高将 速生林木材加工成墙骨时的出材率。例如，与传统木结构建筑中仅具有单向式墙骨结构的墙体相比较，如果传统的墙骨是截面尺寸40mmx90mm的 锯材且骨架层(墙骨层)的整体厚度为90mm，那么在本实用新型的一具体 实施方案的墙体中，可以将所述竖式骨架层的厚度设为65mm，所釆用的各 墙骨截面尺寸为40mmx65mm，而将所述横式骨架层的厚度设为25mm，所 采用的各单板层积材条或木条的截面尺寸为40mmx25mm。
根据本实用新型的一具体的优选实施方案，所述竖式骨架层内墙骨的 设置间隔可以为300mm、 400mm或600mm;所述横式骨架层内单板层积 材条或木条的设置间隔可以为150mm、 200mm或300mm。
根据本实用新型的具体实施方案，本实用新型的墙体中，在所述竖式
骨架层、横式骨架层的上端还设置有上顶板，下端设有下底板，该上顶板 与下底板的厚虔(对应墙体的厚度方向)等于竖式骨架层与横式骨架层的 厚度之和，该上顶板与下底板分别与各墙骨的上端和下端连接固定，构成 骨架层的外围框的一部分。更优选的，在横式骨架层中最上面和最下面的 单板层积材条或木条分别与该上顶板和下底板紧靠并连接固定。
上述本实用新型的墙体结构为基本的墙体结构，当将该墙体用于木结 构建筑时，还可以根据具体情况在该墙体结构的基础上进一步铺设功能层 或装饰层等。
根据本实用新型的一具体实施方案，在所述竖式骨架层内各间隔布置 的墙骨之间形成的腔体内还可设置有保温材料，例如保温板，优选釆用泡 沫塑料板，更优选是使用酚醛泡沫塑料板，该塑料板在加工过程中易于与 其他板材(如木质结构板)粘接，并具有防腐抗老化、难燃的特点，即使 强制燃烧时产生的烟气对环境和人体亦无害。所述保温材料优选是贴合木 质结构板设置并与周边的墙骨接触固定。这些保温材料可以填满竖式骨架 层内各间隔布置的墙骨之间形成的腔体，但更优选的，本实用新型的墙体 结构中，所述保温材料与所述横式骨架层之间留有一定厚度的空气层。该 空气层的结构设计将不仅可以降低导热系数，进一步提高隔声性能，同时 还可以方便墙体内线路或管路的穿行。
根据本实用新型的一具体实施方案，所述外挂板与木质结构板之间可 通过多个木隔条连接固定。多个木隔条可以在外挂板与木质结构板之间竖 立、间隔平行设置，也可以呈网格状布置。进一步，在该外挂板与木质结 构板之间由各木隔条围成的空间内还可设置有保温材料，增强墙体的保温 功效。
根据本实用新型的一具体实施方案，本实用新型中的外挂板可以选择 水泥纤维板，内部采用防火石膏板，这样，墙体外部的水泥纤维板和内部的防火石膏板均具有很强的防火功能，可显著提高墙体的耐火等级；另一方面，所述水泥纤维板中的原料纤维可以选择来自木材加工剩余物，或者选择速生竹纤维，这些材料在我国资源丰富、制造成本低。更进一步，在所述外挂板与木质结构板之间，还可设有防潮纤维层，例如可以是防潮纸层，该防潮纤维层可贴设于外挂板的内侧面，也可以贴设于木质结构板的外侧面。
根据本实用新型的一具体实施方案，在所述横式骨架层与石膏板之间的连接处还可设有防震橡胶层(例如防震橡胶垫或防震橡胶条)，这样可以有效缓解声音传递过程中引起的共震现象，进一步提高墙体的隔声性能。
需要说明的是，本实用新型的墙体结构中各板材的宽度和厚度等具体尺寸可根据实际需要来决定或做适当调整。本实用新型中，除特别说明外，所述各板、层的"厚度"、"高度"是相应于墙体的厚度和高度方向而言； 所述"上"、"下"是相应于墙体的上下方向而言；所述"内"、"外" 方向是指将所述墙体用于木结构建筑的外墙体时，靠近建筑物外部环境的方向定义为"外"方向，而靠近建筑物内部或室内的方向定义为"内" 方向。
综上所述，本实用新型的双向式骨架结构墙体，是对木结构建筑中传统木结构墙体的革新，本实用新型加强了墙体横向刚度和强度，并大幅提升了木结构墙体所应有的防震、隔声、防火和耐久等性能，同时在一定程度上又起到了保温隔热的作用，本实用新型的墙体可使用在有抗震和/或隔音要求的建筑中，也可用在要求剪力墙的位置。并且，本实用新型的墙体结构在保持原有厚度不变的情况下，可将原有竖立式墙骨截面尺寸适当减少，提高了将人工速生林木材加工成墙骨规格锯材时的出材率。另外，本实用新型的墙体结构简单，容易生产制造，可预制，重量轻，搬运不会变形，便于施工。本实用新型的墙体是在遵循木结构设计规范要求的基础上， 针对我国国情以及对建筑功能的要求经过合理结构设计建造而成，利于在我国推广应用木结构建筑，具有重大的经济利益和社会效益。
图1为本实用新型的墙体的俯视剖面结构示意图。
图2是本实用新型中的双向式骨架结构的立体示意图。
图3是本实用新型的墙体垂直于墙面的纵向剖面示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细说明本实用新型的墙体的结构特点和 所具有的有益效果，但本实用新型并不因此而受到任何限制。
请参阅图l、图2和图3所示，示意了本实用新型的一具体实施例的用
作木结构建筑的外墙体的俯视剖面结构，本实施例的墙体该从外向内(图
中从左向右方向)依序包括外挂板l、木质结构板2、竖式骨架层3、横
式骨架层4以及石膏板5;其中，所述外挂板1固定在木质结构板2外侧， 外挂板1与木质结构板2之间通过多条竖立间隔布置的木隔条6连接固定；
所述竖式骨架层3固定在木质结构板2的内侧，该竖式骨架层3包括多根 墙骨31，各墙骨竖立、间隔平行布置(请结合参见图2所示的骨架结构)， 竖式骨架层3内各墙骨31之间形成腔体；所述横式骨架层4位于竖式骨架 层3内侧，该横式骨架层4包括多根单板层积材条或木条41，各单板层积 材条或木条41水平、间隔平行布置，并与所述竖式骨架层3的墙骨31固 定，横式骨架层4内各单板层积材条或木条41之间形成腔体，横式骨架层 4可增强墙体的横向强度和刚度;所述石膏板5固定于横式骨架层4的内侧， 所述横式骨架层4与石膏板5之间的连接处可设防震橡胶层。
图1所示实施例中，所述竖式骨架层3内各间隔布置的墙骨31之间的 腔体内设置有保温板7，该保温板7贴合于木质结构板2而设置，且与所述 横式骨架层4之间留有空气层8，该空气层8与横式骨架层4内各单板层积 材条或木条41之间形成的腔体是连通的，可方便线路或管路的穿行。
图1所示木结构建筑的外墙体中，在所述外挂板1与木质结构板2之间由各木隔条6围成的空间内还可进一步设置有保温材料(图中未示)， 以加强墙体的保温效果。在所述外挂板1与木质结构板2之间还可设有防 潮纤维层9,图中所示防潮纤维层9是贴设于木质结构板2的外表面。另外， 也可以将所述外挂板与木质结构板之间的木隔条布置呈网格状，在外挂板 与木质结构板之间由各木隔条围成的空间内设置有保温材料，而将防潮纤 维层9贴设于外挂板1的内表面。
请再参见图2、图3所示，在本实用新型的骨架结构中，所述竖式骨架 层3、横式骨架层4的上端、下端可分别设置有上顶板10与下底板11，该 上顶板10与下底板11的厚度(对应墙体的厚度方向)等于竖式骨架层3 与横式骨架层4的厚度之和，该上顶板10与下底板11分别与各墙骨31的 上端和下端连接固定，且横式骨架层4中最上面和最下面的单板层积材条 或木条41分别与该上顶板10和下底板11紧靠并连接固定。
本实用新型的墙体中，所述竖式骨架层3的厚度可设置为65mm，各墙骨31的截面尺寸为40mmx65mm;所述横式骨架层4的厚度可设置为 25mm，各单板层积材条或木条41的截面尺寸为40mmx25mm。 本实用新型的墙体在制作时，可按照以下操作进行 首先选取一块制作平台。根据建筑用墙体的高度将截面尺寸为40mm (宽度)x65mm (厚度)锯材加工成一定高度(长度)的墙骨31,按300mm 间距(也可按400mm或600mm间距)将这些墙骨平行排列平放于平台上， 宽度向上(即，墙骨的一个宽度面(宽度x高度的面)与平台接触，另一个 宽度面向上)。墙体的上顶板10和下底板ll均使用截面尺寸为40mm(宽 度)x90mm (厚度)的规格材。将上顶板和下底板放于墙骨长度方向的上 下端，墙骨的顶端和底端分别与上顶板和下底板厚度面(厚度x高度的面) 接触。每一端使用两颗60 卯mm长的圆钉将上顶板和下底板与墙骨钉在一 起。这样就形成了一个墙体框架，其中一面为平面，另一面有高度落差。将墙体框架正立(墙骨31方向竖立)后放于其木结构建筑中楼板上连接固 定，平面的部分向外。在框架的平面上钉上木质结构板2，木质结构板2中各板条的纵向(长度方向)与墙骨方向垂直。将50mm厚的保温板7切割 成宽度为260mm后放于各墙骨31与木质结构板2形成的空腔内，四周填 充发泡剂(发泡剂将保温板与竖向墙骨之间的缝隙填充，起连接和密缝作 用)。然后使用30~60mm长的圆钉将截面尺寸为25mm (厚度)x40mm (宽 度)的单板层积材条或木条41垂直于墙骨方向钉于墙骨上，单板层积材条 或木条41的宽面与墙骨31接触，从而补平墙体框架(墙骨31与上顶板10 和下底板11)的高度落差，进而形成一个双向式骨架结构。单板层积材条 或木条41平行排列，间距为150mm、 200mm或300mm。最上面和最下面 的单板层积材条或木条41分别与上顶板10和下底板11紧靠，与墙骨31 钉连接后，每间隔300mm再使用一颗60 90mm长的圆钉将上顶板10和下 底板11与单板层积材条或木条41连接。使用20mm螺钉将石膏板5 (按照 各板条的长度方向水平)钉于单板层积材条或木条41和外围墙骨框(上顶 板10和下底板11的侧面)上。然后，在木质结构板2的外侧面铺设防潮 纤维层9，再垂直钉上截面尺寸为20mm (厚度)x20mm (宽度)的木隔条 6 (多个木隔条6竖立、间隔平行排列)，最后再铺设外挂板l,即得到可 用作木结构建筑外墙体的墙体。
该墙体可使用在有抗震要求的建筑中，或是要求剪力墙的位置。经测 试，该墙体与传统的具有单层立式骨架结构的墙体(墙骨使用截面尺寸为 40mmx90mm的锯材，除骨架结构外，墙体的其他结构设置与本实用新型 相同)相比，空气声隔声计权隔声量可提高4 6dB，耐火极限提高了0.5h， 将林木材加工成墙骨规格锯材时的出材率可提高25%左右。
权利要求1、一种双向式骨架结构墙体，其特征在于，该墙体从外向内依序包括外挂板、木质结构板、竖式骨架层、横式骨架层以及石膏板；其中，所述外挂板固定在木质结构板外侧；所述竖式骨架层固定在木质结构板的内侧，该竖式骨架层包括多根墙骨，各墙骨竖立、间隔平行布置；所述横式骨架层位于竖式骨架层内侧，该横式骨架层包括多根单板层积材条或木条，各单板层积材条或木条水平、间隔平行布置，并与所述竖式骨架层的墙骨固定；所述石膏板固定于横式骨架层的内侧。
2、 根据权利要求l所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述竖 式骨架层中各间隔布置的墙骨之间形成腔体，各腔体内设置有保温材料。
3、 根据权利要求2所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述保温材料与木质结构板贴合，且与所述横式骨架层之间留有空气层。
4、 根据权利要求l所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述外 挂板与木质结构板之间通过多个木隔条连接固定。
5、 根据权利要求4所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述外挂板与木质结构板之间的木隔条呈网格状布置，在外挂板与木质结构板之 间由各木隔条围成的空间内设置有保温材料。
6、 根据权利要求4或5所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，在 所述外挂板与木质结构板之间还设有防潮纤维层，该防潮纤维层贴设于木 质结构板的外侧面或贴设于外挂板的内侧面。
7、 根据权利要求l所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述竖 式骨架层、横式骨架层的上端设置有上顶板，下端设有下底板，该上顶板 与下底板的厚度等于竖式骨架层与横式骨架层的厚度之和，该上顶板与下 底板分别与各墙骨的上端和下端连接固定，且横式骨架层中最上面和最下面的单板层积材条或木条分别与该上顶板和下底板紧靠并连接固定。
8、 根据权利要求1或7所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所 述竖式骨架层的厚度为65mm，各墙骨截面尺寸为40mmx65mm;所述横式 骨架层的厚度为25mm，各单板层积材条或木条的截面尺寸为 40mmx25mm。
9、 根据权利要求8所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述竖 式骨架层内墙骨的设置间隔为300mm、 400mm或600mm;所述横式骨架 层内单板层积材条或木条的设置间隔为150mm、 200mm或300mm。
10、 根据权利要求1所述的双向式骨架结构墙体，其特征在于，所述 横式骨架层与石膏板之间的连接处设有防震橡胶层。
专利摘要本实用新型提供了一种双向式骨架结构墙体，该墙体从外向内依序包括外挂板、木质结构板、竖式骨架层、横式骨架层以及石膏板；其中，所述外挂板固定在木质结构板外侧；所述竖式骨架层固定在木质结构板的内侧，该竖式骨架层包括多根墙骨，各墙骨竖立、间隔平行布置；所述横式骨架层位于竖式骨架层内侧，该横式骨架层包括多根单板层积材条或木条，各单板层积材条或木条水平、间隔平行布置，并与所述竖式骨架层的墙骨固定；所述石膏板固定于横式骨架层的内侧。本实用新型的墙体主要用于木结构建筑的外墙体，该墙体具有双向式骨架结构设计，在横向和纵向均具有较高的强度和刚度，同时具有防震、隔声、防火、节能等优点。
文档编号E04B2/70GK201180325SQ200820079110
公开日2009年1月14日 申请日期2008年2月19日 优先权日2008年2月19日
发明者任海青, 周海宾, 费本华, 赵荣军, 郭洪武, 郭红蕾 申请人:中国林业科学研究院木材工业研究所