一种叠合式波形钢板墙核心筒—冷弯薄壁型钢复合墙结构的制作方法

本发明涉及结构工程领域，特别涉及工业化装配式结构领域。

背景技术：

钢结构建筑由于其具备材料强度高，塑性和韧性比较好，结构自重较小，抗震性能优良，施工建造速度快，钢材可以回收利用等优点，正在被逐步应用推广开来。

建筑结构需要承担使用过程中竖向自重荷载和风、水平地震等侧向力作用。传统钢结构中采用钢框架作为结构受力体系，在侧向力作用下结构变形大，整体承载能力不够高，抗侧性能存在不足。冷弯薄壁型钢结构中，结构功能和建筑装饰功能可以同时实现，其侧向抗力来源于复合墙板与冷弯薄壁型钢骨架的协调变形共同受力，结构整体刚度、承载能力、耗能能力和延性也存在不足。

与混凝土结构中剪力墙结构类似，钢结构中也逐步发展了平面内受力来抵抗水平侧向力作用的钢板剪力墙，一种以内嵌薄钢板和边缘梁柱构件为基本结构单元的新型抗侧力体系，该结构具备承载能力高，延性好，承载稳定等优点。然而，试验研究发现薄钢板剪力墙结构也存在些许不足：试验滞回曲线存在明显的“捏缩”现象，耗能能力不强；结构侧向变形下会发生剪切屈曲面外变形，带来较大的噪音和振动；大变形下墙板会产生屈曲拉力带，对边缘柱会带来附加弯矩的负担，降低整体结构的承载能力。另外，钢板剪力墙只要承受较小竖向荷载就会发生屈曲，实际设计中只作为水平受力构件使用。

综合以上几种现存钢结构的优势与不足，需要提出新型的高效受力钢结构。

技术实现要素：

为改善传统钢板剪力墙结构的不足，并结合冷弯薄壁型钢复合墙体建筑功能和结构功能一体化的优点，本发明提出了一种叠合式波形钢板墙核心筒—冷弯薄壁型钢复合墙结构，具备优良的结构性能和完善的建筑功能，可以广泛应用于多层建筑工程。

本发明的技术方案如下：

一种叠合式波形钢板墙核心筒—冷弯薄壁型钢复合墙结构，该结构使用的构件与材料包括矩形冷弯薄壁柱、波形钢板、连接螺栓、自攻螺钉、冷弯薄壁型钢骨架、保温防潮隔声材料、复合内墙板、复合外墙板、混凝土叠合楼板(或压型钢板组合楼板)。所述的波形钢板与两端矩形冷弯薄壁柱采用自攻螺钉连接；所述的连接螺栓用于紧固两块波形钢板的贴合翼缘，形成叠合式波形钢板剪力墙；所述的叠合式波形钢板剪力墙四边围合形成叠合式波形钢板墙核心筒，转角处墙体的内侧波形钢板端部与垂直墙体的内侧波形钢板采用自攻螺钉连接固定；所述的冷弯薄壁型钢骨架与叠合式波形钢板墙核心筒采用自攻螺钉连接，形成纵横向的受力单元；所述的冷弯薄壁型钢骨架相互之间采用连接螺栓连接；所述的混凝土叠合楼板(或压型钢板组合楼板)用于整体结构的水平分隔，建造完成结构的单层单元；所述的复合内墙板使用自攻螺钉固定在叠合式波形钢板剪力墙外侧波形钢板的翼缘上，中间空间填充保温防潮隔声材料；所述的复合外墙板使用自攻螺钉固定在外围冷弯薄壁型钢骨架的外侧，所述的复合内墙板使用自攻螺钉固定在外围冷弯薄壁型钢骨架的内侧和内部冷弯薄壁型钢骨架的两侧，墙板间填充保温防潮隔声材料；所述的建筑结构单层单元重复向上施工，直到完成整体结构的建造。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)在相同用钢量的条件下，叠合式波形钢板墙的承载力和面外稳定性比单层波形钢板墙更高

(2)叠合式波形钢板墙核心筒刚度大，作为抗震的第一道防线，冷弯薄壁型钢复合墙作为抗震的第二道防线，可以实现结构抗震多道设防。

(3)叠合式波形钢板墙具备一定的面外刚度，可以抑制在竖向荷载和水平作用下面外屈曲变形，从而可以实现承受竖向荷载作用，提升结构耗能能力，消除噪音和振动，同时削弱拉力带形成，避免对边缘柱带来附加弯矩的负担。使用自攻螺钉连接复合墙板与结构构件，内部填充保温防潮隔声材料，可以实现建筑功能和结构功能的一体化设计施工。

(4)整体结构施工过程中全部采用螺栓或自攻螺钉连接，实现全工厂预制、现场装配；施工操作不动焊，方便快捷，施工周期缩短。

该叠合式波形钢板墙核心筒—冷弯薄壁型钢复合墙结构在多层钢结构建筑抗震和工业化装配式结构领域中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的多层结构整体示意图；

图2为本发明的单层结构整体示意图；

图3为本发明的单榀受力单元示意图；

图4为本发明的单片叠合式波形钢板剪力墙示意图

图5为本发明的单片叠合式波形钢板剪力墙结构截面图；

图6为本发明的叠合式波形钢板墙核心筒示意图；

图7为本发明的冷弯薄壁型钢骨架复合墙示意图；

图8为本发明的根据建筑功能可选种类的冷弯薄壁型钢骨架立面图；

(a)不带洞口的冷弯薄壁型钢骨架立面图；

(b)带边侧门洞的冷弯薄壁型钢骨架立面图；

(c)带中间门洞的冷弯薄壁型钢骨架立面图；

(d)带中间窗洞的冷弯薄壁型钢骨架立面图；

图9为本发明的叠合式波形钢板墙核心筒角部与冷弯框架连接处平面图；

图中：1-矩形冷弯薄壁柱、2-波形钢板、3-连接螺栓、4-自攻螺钉、5-冷弯薄壁型钢骨架、6-保温防潮隔声材料、7-复合内墙板、8-复合外墙板、9-混凝土叠合楼板(或压型钢板组合楼板)

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步描述：

如附图所示，本发明是一种叠合式波形钢板墙核心筒—薄壁型钢复合墙结构，由矩形冷弯薄壁柱、波形钢板、连接螺栓、自攻螺钉、冷弯薄壁型钢骨架、保温防潮隔声材料、复合内墙板、复合外墙板、混凝土叠合楼板(或压型钢板组合楼板)组成，其装配程序如下：

a.使用自攻螺钉4，将两块波形钢板2分别与两端矩形冷弯薄壁柱1连接，两块波形钢板2的贴合翼缘采用连接螺栓3连接，形成叠合式波形钢板剪力墙；

b.使用自攻螺钉4，将四片叠合式波形钢板剪力墙相互连接，转角处一片墙体的内侧波形钢板2不伸入矩形冷弯薄壁柱1的边缘，而与垂直墙体的内侧波形钢板2采用自攻螺钉4连接固定，形成叠合式波形钢板墙核心筒；

c.根据建筑交通功能的布置，选择不带洞口或是带门洞窗洞的冷弯薄壁型钢骨架5与叠合式波形钢板墙核心筒采用自攻螺钉4连接，形成纵横向的受力单元；

d.使用连接螺栓3，完成单层结构其余部分的冷弯薄壁型钢骨架5间的相互连接；

e.铺设浇筑混凝土叠合楼板9(或压型钢板组合楼板)

f.使用自攻螺钉4，将复合内墙板7固定在叠合式波形钢板剪力墙外侧波形钢板2的翼缘上，内部空间填充保温防潮隔声材料6；

g.使用自攻螺钉4，在外围冷弯薄壁型钢骨架5的外侧固定复合外墙板8，内侧固定复合内墙板7，两侧墙板之间填充保温防潮隔声材料6；

h.使用自攻螺钉4，在其余内部冷弯薄壁型钢骨架5的两侧固定复合内墙板7，中间填充保温防潮隔声材料6；

i.重复上述步骤，建造上一层结构。

本发明提出了一种叠合式波形钢板墙核心筒—冷弯薄壁型钢复合墙结构；改善了传统钢板剪力墙结构不能承受竖向荷载、耗能不足、外面变形过大造成噪音和振动等不足；叠合式波形钢板墙核心筒与冷弯薄壁型钢骨架复合墙分别作为结构两道防线，抗震性能优良；结构全程装配式施工，可以实现建筑功能与结构功能一体化。该叠合式波形钢板墙核心筒—冷弯薄壁型钢复合墙结构在多层钢结构建筑抗震和工业化装配式结构领域中具有广阔的应用前景。