悬挂式山墙的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及房屋山墙，尤其是厂房、仓库类房屋山墙，公开了一种具有更高抗震性能的悬挂式山墙。该悬挂式山墙，包括墙体、端柱、抗风梁、屋架以及山墙基础，所述端柱位于墙体两端，所述抗风梁位于墙体上，抗风梁两端与端柱连接，所述山墙基础位于墙体底部，所述屋架位于墙体顶部，所述屋架下方设置有与其连接的竖杆，所述抗风梁通过竖杆连接吊在屋架上，所述山墙基础通过竖杆与抗风梁连接。该悬挂式山墙可以广泛用于各类厂房，仓库等大型房屋，其受力性能优越，用材经济，抗震性能优秀，山墙基础设置可以更浅，从而使地下布置更加便利。
【专利说明】悬挂式山墙
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种房屋山墙，尤其是一种厂房、仓库类房屋山墙。
【背景技术】
[0002]在房屋中，沿建筑物短轴方向布置的墙叫横墙，建筑物两端的横向外墙一般称为山墙。现在，各类厂房、大型仓库等房屋对于内部空间大小要求很高，房屋高度也要提高，山墙面积往往很大，而且多数这类房屋建造地较为空旷，风力较大，这就对房屋山墙抗风性能、稳定性以及抗震性能都有很高要求。因此,所带来的山墙的施工难度,建造成本也会相应增加。
[0003]在现有技术中，山墙抗风形式主要有两种:一种是抗风柱及其屋面结构的组合，另一种是采用抗风柱与抗风梁或者抗风桁架的组合。在这两种形式中，抗风柱都承担着主要的抗风作用，其牢固性，可靠性直接决定了房屋抗风性能和房屋的安全性。在第一种方案中，将各抗风柱连接起来的水平构件较少，这就造成在外力作用下墙体容易变形，使其安全性能大大降低，特别是在内部面积大，山墙宽度宽的房屋中，这种现象尤为明显。
[0004]在第二种方案中，将抗风柱与抗风梁或者抗风桁架组合，这样就解决了上述问题，但是，随之而来的就是如此方案势必会导致抗风柱所承受重量大大增加，特别是在房屋较高的情况下，设置一根抗风梁无法达到抗风要求，必须设置多层抗风梁，山墙整体重量也会更大。因此，在此方案中抗风柱的修建要求必然提高很多，使其能够承受更大重量。如此，建造材料、建造成本也会耗费更多。在地质条件较差的情况下，要打造更坚实的基础来支撑起抗风柱，对人力物力的损耗可想而知。而且上述两个方案主要采用压弯构件，其承载力极限和正常使用极限除了强度和刚度外还需要考虑其整体和局部稳定性，所以必须对其加以稳定性控制，这里又会增加许多建造成本。
[0005]此外，在如今中国接连发生几场大地震的背景下，修建房屋时，不得不考虑其抗震性能。在上述两个方案中山墙主要通过抗风柱传力，当受地震作用时，通过抗风柱将地震作用传递给基础和屋架；而且上述方案主要采用压弯构件，对其稳定性有较高要求，在地震中很可能对其稳定性造成一定破坏。汶川地震和芦山地震后，通过对四川部分电厂的现场走访，发现山墙抗风柱和屋架的连接破坏都比较严重，说明屋架和抗风柱的连接处应力集中现象较明显。这也能看出传统山墙在抗震方面的一些缺陷。
[0006]在上述山墙方案中，墙体和抗风梁有很大部分重量需抗风柱承担，甚至有些抗风梁还需承担一部分屋面结构重量，所以抗风柱基础往往须要伸入地下，打造牢固基础，这不但要耗费许多人力物力，建造成本较高，特别在一些地质条件较差的情况下更是如此，而且对房屋地下设施布置带来很多不便，特别是在许多厂房(如火电厂主厂房)中，工艺专业情况复杂，通常循环水管道直径较大，常规山墙往往会影响管道穿越山墙，造成土建专业和工艺专业配合上的诸多问题。
实用新型内容[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有更好抗震性能的悬挂式山墙。
[0008]本实用新型所提供的悬挂式山墙，包括墙体、端柱、抗风梁、屋架以及山墙基础，所述端柱位于墙体两端，所述抗风梁位于墙体上，抗风梁两端与端柱连接，所述山墙基础位于墙体底部，所述屋架位于墙体顶部，所述屋架下方设置有与其连接的竖杆，所述抗风梁通过竖杆连接吊在屋架上，所述山墙基础通过竖杆与抗风梁连接。
[0009]优选地，所述屋架带有竖向桁架，所述竖向桁架两端与端柱连接，所述竖杆连接于竖向桁架上。
[0010]优选地，所述抗风梁为两根或者两根以上，各抗风梁分层设置于同一竖直平面上，相邻抗风梁通过竖杆连接。
[0011]优选地，所述竖杆与山墙基础的连接方式为水平方向固定，竖直方向上有移动空间的连接方式。
[0012]优选地，所述山墙基础上设置有预留件，预留件上设置有两个长轴为竖直方向的椭圆孔，所述竖杆通过螺栓与所述椭圆孔连接。
[0013]优选地，所述竖杆所用材质为H型钢。
[0014]本实用新型所公开的悬挂式山墙的竖杆为拉弯构件，水平抗风构件以水平受弯为主的构件，所以受力性能更加优越，且避免了稳定性控制，用材比常规形式更加经济。该山墙不需要设置结构构件的基础，一般仅需设置底部围护墙的基础，放置在回填土层即可，所以基础部分和墙体部分的变化使施工更加简单，更节省材料，修建成本更低，而且各地下设施布置带来诸多便利。因为传力方式的改变，使山墙能够具有超越常规山墙的抗震效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是抗风柱与抗风梁组合的传统山墙布置图；
[0016]图2是本实用新型所提供的悬挂式山墙布置示意图；
[0017]图3是本实用新型所提供的悬挂式山墙中竖杆与基础连接的局部示意图。
[0018]图中标记:1为墙体,2为端柱,3为抗风梁,4为基础,5为竖杆,6为竖向祐1架,7为预留件，8为椭圆孔，9为螺栓，10为抗风柱，11为屋架。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示为一种常规山墙抗风柱10与抗风梁3组合的山墙布置图。其中抗风柱10要承担墙体I重量，抗风梁3重量、风荷载以及部分屋面结构重量。
[0020]下面对本实用新型所提供的悬挂式山墙进行详细说明。
[0021]本实用新型提供的悬挂式山墙，包括墙体1、端柱2、抗风梁3、屋架11以及山墙基础4，所述端柱2位于墙体I两端，所述抗风梁3位于墙体I上，抗风梁3两端与端柱2连接，所述山墙基础4位于墙体I底部，所述屋架11位于墙体I顶部，所述屋架11下方设置有与其连接的竖杆5，所述抗风梁3通过竖杆5连接吊在屋架11上，所述山墙基础4通过竖杆5与抗风梁3连接。其中，风荷载主要由抗风梁3承担；竖向荷载由竖杆5传递给抗风梁3和屋架11，抗风梁3上的竖向荷载主要通过竖杆5传递到墙体I顶部的屋架11，由屋架11承担，抗风梁3竖向挠度通过屋架11得到了有效的控制。从本实用新型公开的悬挂式山墙的受力情况可以看出，其结构用材从常规山墙的以压弯性质的构件为主变为以拉弯性质的构件为主。由于压弯构件同时满足正常使用极限状态和承载能力极限状态的要求必须要考虑刚度、强度、整体稳定性和局部稳定性；而拉弯构件就只需考虑强度和刚度要求。因此，拉弯构件为主的结构受力性能要更加优越，避免了对于其局部稳定性和整体稳定性的控制，用材可以更加经济，从而节约了资源。
[0022]在如今几大地震的背景下，房屋抗震性能已经成为房屋设计中不可忽略的重要因素。在常规山墙设计中，地震力主要是通过抗风柱10的传导，当受到地震作用时，震动通过抗风柱10传递给山墙基础4和屋架11，各易广生应力集中现象。而本实用新型山墙则完全避免了这种情况，震动通过抗风梁3两端传递给两端端柱2，这样就减少甚至避免了屋架连接处的应力集中，能够取得较好的抗震效果。
[0023]常规山墙竖向荷载主要由山墙基础4承担，所以，一般山墙基础4都会深入地下，不但成本高昂，还会对地下设施穿越山墙造成阻碍。本实用新型由于取消了抗风柱的设置，改用竖杆形式，所以竖向荷载都通过抗风梁3以及屋架11传递到两端端柱2，由端柱2承担，所以无需设置结构构件的山墙基础，一般仅需设置底部围护墙的基础，放置在回填土层即可，不但节约建造基础成本，而且给地下设施布置带来诸多便利。
[0024]上述方案中，在较矮小的房屋中，竖杆5可以直接连接在屋架11上，但是在较高大的房屋中，屋架11会承担更大的竖向荷载以及风荷载，竖杆5直接连接在无抗风桁架的屋架11上可能会对屋架11造成损伤，影响房屋的稳定性，所以，作为优选方式，如图2所示，所述屋架11带有竖向祐1架6,所述竖向祐1架6两端与端柱2连接,所述竖杆5连接于竖向祐1架6上。竖向桁架6能够更好地承担山墙的竖向荷载，减轻屋架11所承受的竖向力，避免屋架11因承担过大的竖向荷载而造成的损伤，同时竖向桁架6具有更加优良的抗侧刚度，对风荷载等侧向力的承受能力更强，使结构受力性能更加优越。
[0025]对于较矮小的房屋，其抗风要求稍低，可以只设置一根抗风梁3，但现在厂房、仓库都比较高大，只设置一根抗风梁3往往无法满足其抗风要求，所以作为优选方式，所述抗风梁3为两根或者两根以上，各抗风梁3分层设置于同一竖直平面上，相邻抗风梁3通过竖杆5连接。山墙中设置两根或两根以上抗风梁3不仅可以增加山墙抗风性能，而且因为没有了抗风柱10，抗风梁3此时承担着更大的传力作用，所以多设置抗风梁3对整个结构的稳定性、安全性也有很大提高。各抗风梁3分层设置于同一竖直平面上保证抗风梁之间力的传输都处于同一竖直平面内，有利于山墙整体的稳定性。相邻抗风梁之间的间距可以根据地区实际情况设置，如风的主要来向，风力大小等。
[0026]上述方案中，如果竖杆5与山墙基础4固定连接，可能会因为山墙受力后的一些微小形变造成竖杆5承担一部分竖直压力，使山墙稳定性降低，所以作为优选方式，所述竖杆5与山墙基础4的连接方式为水平方向固定，竖直方向上有移动空间的连接方式。例如:山墙基础的部件上的连接端口有两个椭圆孔，通过螺栓穿过椭圆孔与竖杆预留孔将部件与竖杆连接起来，也可将椭圆孔换成竖直方向长边，水平方向短边的长方形孔，还可以是菱形孔等等，孔的个数也可以根据实际情况选择；或者将部件预留接口设置为管状，上面开长条形对穿孔，竖杆插入管体，通过螺栓穿过管状端口孔与竖杆孔将两者连接起来。诸如此类，只要是水平方向固定，竖直方向有移动空间的连接方式即可。如此连接不但使施工时操作更方便，有利于施工过程中的微调；而且在使用过程中，对于因温度、湿度等环境条件或者外力引起的结构微小变化，有一定的自我调节能力，使竖杆所承担的力保持为竖向拉力而非竖向压力；还能在地震发生时，对地震作用力的传播起到缓冲作用，从而使山墙抗震性能更好。
[0027]如图3所示，作为优选方式，所述山墙基础4上设置预留件7，预留件7上设置两个长轴为竖直方向的椭圆孔8、竖杆通过螺栓9与椭圆孔8连接。这种连接方式相对简单，易于操作，同时，设置两个椭圆孔可以防止竖杆转动，使结构更稳定。
[0028]上述方案中，所述的竖杆5所用的材质优选为H型钢，它抗弯能力强，能对风荷载有更佳的承受能力，经济合理，力学性能好，内应力小，截面模数大、重量轻，节省金属，可使山墙重量更轻，对减轻山墙各部件所承担的负重也有好处。
【权利要求】
1.悬挂式山墙，包括墙体(I)、端柱(2)、抗风梁(3)、屋架(11)以及山墙基础(4)，所述端柱(2)位于墙体(I)两端，所述抗风梁(3)位于墙体(I)上，抗风梁(3)两端与端柱(2)连接，所述山墙基础(4)位于墙体(I)底部，所述屋架(11)位于墙体(I)顶部，其特征在于:所述屋架(11)下方设置有与其连接的竖杆(5)，所述抗风梁(3)通过竖杆(5)连接吊在屋架(11)上，所述山墙基础(4)通过竖杆(5)与抗风梁(3)连接。
2.如权利要求1所述的悬挂式山墙，其特征在于:所述屋架(11)带有竖向桁架(6)，所述竖向桁架(6 )两端与端柱(2 )连接，所述竖杆(5 )连接于竖向桁架(6 )上。
3.如权利要求1所述的悬挂式山墙，其特征在于:所述抗风梁(3)为两根或者两根以上，各抗风梁(3)分层设置于同一竖直平面上，相邻抗风梁(3)通过竖杆(5)连接。
4.如权利要求1所述的悬挂式山墙，其特征在于:所述竖杆(5)与山墙基础(4)的连接方式为水平方向固定，竖直方向上有移动空间的连接方式。
5.如权利要求1所述的悬挂式山墙，其特征在于:所述山墙基础(4)上设置有预留件(7)，预留件(7)上设置有两个长轴为竖直方向的椭圆孔(8)，所述竖杆(5)通过螺栓(9)与所述椭圆孔(8)连接。
6.如权利要求1所述的悬挂式山墙，其特征在于:所述竖杆(5)所用材质为H型钢。
【文档编号】E04B1/98GK203546943SQ201320735220
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】龚节福, 代晓, 李龙华 申请人:四川电力设计咨询有限责任公司