钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的制作方法

本实用新型属于装配式建筑技术领域，特别是涉及一种钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构。

背景技术：

随着国家装配式建筑产业化，钢结构装配式墙板应运而生，普通的混凝土墙板用于钢结构建筑重量较大，增加结构自重。炉渣或工业废料类墙板在一定条件下易产生有害气体，对室内环境带来极大影响。大部分保温墙板都是单一的有机保温材料，不能同时满足轻质、高强、防火、隔热、环保、耐久、装饰等条件。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构，其是由内核保温层、内外叶火山渣混凝土层及面层三部分组成的火山渣混凝土复合外墙板，使其同时满足轻质高强、保温隔热、隔声、绿色环保，能够稳定可靠的与钢结构连接。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构，其特征在于，包括火山渣混凝土外墙板及嵌设火山渣混凝土外墙板的钢框架，且钢框架和火山渣混凝土外墙板通过连接件固定连接；

所述火山渣混凝土外墙板包括内核保温层、火山渣混凝土层及面层，所述内核保温层设在两层火山渣混凝土层之间，并通过斜向拉结筋连接成整体，位于内核保温层内表面的火山渣混凝土层为内叶火山渣混凝土层，位于内核保温层外表面的火山渣混凝土层为外叶火山渣混凝土层，并在内叶火山渣混凝土层和外叶火山渣混凝土层中均设置有钢筋网片，两片钢筋网片通过斜向拉结筋连接在一起；内叶火山渣混凝土层及外叶火山渣混凝土层的外侧设置有面层；

所述钢框架包括框架梁和框架柱，框架梁包括框架顶梁和框架底梁，框架顶梁和框架底梁呈平行布置，框架顶梁和框架底梁均为h型钢；框架柱设置在框架顶梁和框架底梁之间，且框架柱的顶端通过螺栓与框架顶梁固定连接，框架柱的底端通过螺栓与框架底梁固定连接，框架柱为方型钢；

其中内核保温层为酚醛树脂保温层。

进一步，所述内核保温层的厚度为100mm。

进一步，所述内叶火山渣混凝土层和外叶火山渣混凝土层的厚度均为50mm。

进一步，所述钢筋网片采用直径3mm的冷拔钢丝。

进一步，在所述火山渣混凝土外墙板顶部及底部分别与钢框架接触处设置墙板加强区，墙板加强区为实心混凝土。

进一步，所述连接件采用勾头螺栓、套筒螺栓或焊接钢板。

进一步，在框架底梁与框架柱下部外侧之间连接三角形钢板。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

本实用新型采用内嵌式火山渣混凝土复合外墙板，适用于对墙体承载能力有要求的墙体，不仅轻质高强，适用于钢结构建筑，且保温、隔热、隔声效果好。采用火山渣作为粗骨料、酚醛树脂作为保温层，无污染，环保、绿色，不易释放有害气体，防火耐火性好。通过钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构抗剪实验，可以验证钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的抗剪性能，可以为拟静力实验做准备，拟静力实验可以验证受到振动时的抗震性能，受力及破坏特点，适用于此类结构的抗震实验研究，及结构设计。

本实用新型的进一步有益效果在于：

1、内外叶混凝土墙板采用全轻的火山渣混凝土制成，具有质量轻，耐火性好，节能利费等优点。

2、用酚醛树脂作为保温板具有优异防火性能，保温效果突出，质轻不吸水，安全环保，不易变形。

3、火山渣混凝土外墙板内部为轻质酚醛树脂材料，有效增大了结构厚度，增高了界面惯性矩，因此这种墙板具有密度低、比刚度、比强度高等优点。

4、酚醛树脂保温层设在内外叶火山渣混凝土墙板中，可以被墙板保护起来，提高酚醛树脂泡沫板的耐久性，不易被脆化，酚醛树脂泡沫板与火山渣混凝土墙板结合能进一步提高墙体的保温，防火能力。

5、在有连接件预埋件墙板边300mm处为实心混凝土墙板加强区，能够有效的提高墙板强度、提高钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的抗震承载力。

6、采用内嵌式墙板，能够增大钢框架的刚度和耗能能力，且由于墙板与框架之间存在剪切滑移，减缓了结构的破坏，有利于结构抗震。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例中火山渣混凝土外墙板的截面示意图。

图2是本实用新型实施例中钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的平面示意图。

图3是本实用新型实施例中钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的抗剪实验装置示意图。

图4是本实用新型实施例中钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的拟静力实验装置示意图。

图中各标记如下：1-内核保温层、2-火山渣混凝土层、3-钢筋网片、4-面层、5-斜向拉结筋、6-框架梁、7-框架柱、8-连接件、9-墙板加强区、10-钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构试件、11-压力试验机、12-锚杆拉拔仪、13-维护钢筋、14-锚杆、15-作动缸。

具体实施方式

为了更清楚地表明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。为了避免混淆本实用新型的实质,公知的方法、过程及流程并没有详细的叙述。

如图1、图2、图3及图4所示，本实施例中提出的钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构，包括火山渣混凝土外墙板及嵌设火山渣混凝土外墙板的钢框架，且钢框架和火山渣混凝土外墙板通过连接件8固定连接，连接件8可采用勾头螺栓、套筒螺栓或焊接钢板；

所述火山渣混凝土外墙板包括内核保温层1、火山渣混凝土层2及面层4，所述内核保温层1设在两层火山渣混凝土层2之间，并通过斜向拉结筋5连接成整体，位于内核保温层1内表面的火山渣混凝土层2为内叶火山渣混凝土层，位于内核保温层1外表面的火山渣混凝土层2为外叶火山渣混凝土层，并在内叶火山渣混凝土层和外叶火山渣混凝土层中均设置有钢筋网片3，两片钢筋网片3通过斜向拉结筋5连接在一起；内叶火山渣混凝土层及外叶火山渣混凝土层的外侧设置有面层4；

所述钢框架包括框架梁6和框架柱7，框架梁6包括框架顶梁和框架底梁，框架顶梁和框架底梁呈平行布置，框架顶梁和框架底梁均为h型钢；框架柱7设置在框架顶梁和框架底梁之间，且框架柱7的顶端通过螺栓与框架顶梁固定连接，框架柱7的底端通过螺栓与框架底梁固定连接，在框架底梁与框架柱7下部外侧之间连接三角形钢板，框架柱7为方型钢；

其中内核保温层1为酚醛树脂保温层。

其中火山渣混凝土层2采用的火山渣混凝土的配比为水泥：火山渣：粉煤灰：减水剂＝100：220：10：0.75，火山渣混凝土的强度为lc20。

其中钢筋网片3采用直径3mm的冷拔钢丝。

在所述火山渣混凝土外墙板顶部及底部分别与钢框架接触处设置墙板加强区9，墙板加强区9为实心混凝土，实心混凝土的宽度为300mm。

所述钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的钢框架采用q235b钢，框架柱7采用方型钢，截面尺寸为200mm×200mm×5mm，框架梁6采用h型钢，截面规格为250mm×250mm×9mm×14mm。

所述钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的火山渣混凝土外墙板尺寸为150cm×150cm。

用于制作所述的钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构方法包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：

步骤一、按照设计图加工框架梁6及框架柱7，将框架梁6及框架柱7加工完成后用螺栓进行拼装，得到钢框架；

步骤二、按照设计图加工斜向拉结筋5、连接件预埋件及钢筋网片3，首先放入垫块，再将预设置在内叶火山渣混凝土层的钢筋网片3放入模型箱，接着放入连接件预埋件，最后在沿钢筋网片3长度方向上每隔50cm预置斜向拉结筋5；

步骤三、均匀浇筑内叶火山渣混凝土层，其厚度控制在50mm；

步骤四、内叶混凝土浇筑完成后放入内核保温层1，再放入预设置在外叶火山渣混凝土层的钢筋网片3，在钢筋网片3下垫垫块，钢筋网片3与斜向拉结筋5连接；

步骤五、浇筑外叶火山渣混凝土层，对混凝土面进行找平；

步骤六、洒水养护完成后，拆模，涂抹面层4，得到火山渣混凝土外墙板；

步骤七、将火山渣混凝土外墙板与钢框架通过连接件8固定。

为验证钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的抗震性能，对其做抗剪实验和拟静力实验。

所述钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的抗剪实验，试验采用杭州邦威50t电液伺服压力试验机11为钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构试件10上下两端提供约束，与型钢底部30t锚杆拉拔仪12共同作用为钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构试件10提供竖直向上的剪力。

所述钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构的拟静力实验，设计几组变量对照实验，将钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构试件10固定在实验装置下，钢框架内嵌火山渣混凝土外墙板结构试件10顶端左侧受作动缸15作用的水平往复荷载，框架顶梁两端的加载端板通过四根φ30维护钢筋13拉结；利用锚杆14及压梁固定框架底梁。

本实用新型首先进行抗剪实验，分析材料力学特性及破坏特征，为下一步内嵌轻质复合外墙板钢框架结构抗震试验研究提供理论依据，特别是得出抗剪承载力大小以及轻质复合外墙板在连接件8处的加强区域设计，再进行拟静力试验研究，模拟整个结构在低周往复荷载作用下的受力特性和变形特点，为轻质复合外墙板钢框架结构关键技术研究提供参考，为墙板的推广应用提供一定理论依据。