一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元

1.本发明涉及建筑木结构墙体设计技术领域，具体涉及一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元。


背景技术：

2.在普通住宅建筑和火灾荷载与住宅建筑相当的办公楼，以及丁、戊类工业建筑中的钢筋混凝土框架结构或钢框架结构中，可采用木骨架组合墙作为非承重墙。常规木骨架组合墙中木骨架为竖向按一定间距布置墙骨柱，墙骨柱间距一般为610mm、450mm或405mm（如图1所示），墙骨柱材料一般材料规格材且应符合现行国家标准《木结构设计标准》（gb 50005）的规定，墙面材料宜采用纸面石膏板。而在实践中发现，使用木骨架组合墙体侧向容易发生较大的变形，墙骨柱，特别是边骨柱位置容易出现拉拔破坏，墙面板与墙骨柱之间的钉节点也易发生连接破坏，在墙体破坏后墙骨柱并未完全发挥抗力作用；显然存在一定的安全问题。尽管在如国内公开号为209179259u所示的专利文件：“一种木结构抗震墙体”中，提供了一种在框架上通过齿板来安装斜撑，进而提高木结构框架强度的装置，但这种结构大多只能够在施工现场的进行现场组装，而当前市场主要需求预制材料，这种情况下如何提供能够模块化制作，便于安装且能够满足结构强度的预制组合墙体结构是目前所需要解决的。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元，以解决当前所使用的竖向间距布置墙骨柱的木骨架结构存在易变性，发生破坏，存在一定安全隐患的问题。
4.为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：
5.一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元；它包括由两对边梁和墙骨柱围成的矩形框架结构；在该矩形框架结构内部设置有辅助墙骨柱和不少于两个的斜墙骨柱；辅助墙骨柱安装在矩形框架的中部位置；在斜墙骨柱的一侧分别安装在框架结构下部的夹角位置，另一侧向辅助墙骨柱与上侧的边梁相接的位置靠拢；在框架结构上安装有墙面板；边梁、墙骨柱、辅助墙骨柱和斜墙骨柱均使用规格木材制成；墙面板为纸面磷石膏板。
6.优选的，边梁的长度为2440mm；高度可以根据定制需求进行调整；辅助墙骨柱的数目为一个，且竖立地设置在矩形框架的中线位置。
7.优选的，两个斜墙骨柱的长度大小相一致，且其上部安装在辅助墙骨柱与边梁之间所成夹角位置。
8.优选的，斜墙骨柱与上下边梁之间通过斜向钉合的方式进行固定，每个连接节点应使用不少于两根钉子，且对应每根钉长应大于80mm。
9.优选的，墙面板采用纸面磷石膏板；墙面板与墙骨柱之间采用木螺钉进行连接，木螺钉最小钉长不小于45mm，相邻两根木螺钉之间的间距不超过150mm。
10.本发明有益效果包括以下几点：
11.1、本发明所公开的斜向布置方案，通过明显减小墙体变形，可有效避免墙骨柱上拔破坏和墙面板钉连接破坏，相应有效提高木骨架组合墙体的抗侧性能；同时，可以避免使用边骨柱抗拔件，减少骨柱安装难度。
12.2、采用斜向布置方案较竖立布置方案可以明显减少结构用材，以一个墙体单元为例（b=2400），采用斜向布置方案的木骨架组合墙体较竖立布置方案的墙骨柱用量减少25.6%。
附图说明
13.图1是常规木骨架组合墙的等距墙骨柱结构示意图；
14.图2是实施例中经过改进后木骨架组合墙单元的结构示意图；
15.图3是改进后木骨架组合墙单元的侧向变形云图；
16.图4是常规木骨架组合墙的侧向变形云图；
17.图5是改进后木骨架组合墙单元上墙骨柱的应力云图；
18.图6是常规木骨架组合墙上墙骨柱的应力云图；
19.图7是改进后木骨架组合墙单元的第一种组装方式；
20.图8是改进后木骨架组合墙单元的第二种组装方式；
21.图9是改进后木骨架组合墙单元的第三种组装方式；
22.附图标记说明：1、边梁，2、墙骨柱，3、辅助墙骨柱，4、斜墙骨柱，5、墙面板。
具体实施方式
23.下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍：
24.实施例：
25.参照图1，本实施例提供一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元；它包括由两对边梁1和墙骨柱2围成的矩形框架结构；在该矩形框架结构内部设置有辅助墙骨柱3和不少于两个的斜墙骨柱4；辅助墙骨柱3安装在矩形框架的中部位置；在斜墙骨柱4的一侧分别安装在框架结构下部的夹角位置，另一侧向辅助墙骨柱3与上侧的边梁1相接的位置靠拢；在框架结构上安装有墙面板5；边梁1、墙骨柱2、辅助墙骨柱3和斜墙骨柱4均使用建筑木材料制成；墙面板为纸面磷石膏板。
26.边梁1的长度为2440mm；高度可以根据定制需求进行调整；辅助墙骨柱3的数目为一个，且竖立地设置在矩形框架的中线位置。
27.两个斜墙骨柱4的长度大小相一致，且其上部安装在辅助墙骨柱3与边梁1之间所成夹角位置。
28.斜墙骨柱4与上下边梁1之间通过斜向钉合的方式进行固定，每个连接节点应使用不少于两根钉子，且对应每根钉长应大于80mm。
29.墙面板5采用纸面磷石膏板；墙面板与墙骨柱之间采用木螺钉进行连接，木螺钉最小钉长不小于45mm，相邻两根木螺钉之间的间距不超过150mm。
30.对本申请中的新型结构与常规木骨架组合墙体进行水平受力有限元分析，在墙骨柱材性一致、水平力及边界条件一致的条件下；两者的侧向变形、墙骨柱应力的分析结果可
参考图3至图6；综合图3和图4，可以看出相同水平力作用下，本发明提出的木骨架组合墙单元的侧向变形最大值仅为常规木骨架组合墙侧向变形最大值的3%，抵抗侧向变形的能力明显增强，从而有效限制墙体侧向变形，能有效避免常规木骨架组合墙在受力过程中墙面板与墙骨柱之间的钉连接因变形过大的破坏。综合图5和图6，可以看出相同水平力作用下，本发明提出的木骨架组合墙单元的墙骨柱应力最大值仅为常规木骨架组合墙墙骨柱应力最大值的13%，墙骨柱能有效发挥其力学性能，墙体抗侧能力明显提升。
31.在使用本实施例中的新型装配式木骨架组合墙单元进行组装时，可参考以下步骤进行处理：
32.s1、根据墙体的实际长度，选择所需要使用的组合墙单元个数；
33.s2、将多个组合墙单元左右相接地进行布置；在左右相邻两个单元板相接处仅保留一根墙骨柱，安装方式为墙体单元骨架整体组装完成后再通过钉连接墙面板；
34.s3、观察整个墙面是否已经由组合墙单元完整填充，若在宽度方向出现小于1200mm的空隙，则需要在空隙处补充安装常规不少于1个的竖向墙骨柱框架，多个墙骨柱之间的安装间距为405mm。若宽度方向出现大于1200mm的空隙，则采用1/2墙体单元加竖向墙骨柱组合安装。成型结构可参考附图7、8、9。


技术特征：
1.一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元，其特征在于：它包括由两对边梁（1）和墙骨柱（2）围成的矩形框架结构；在该矩形框架结构内部设置有辅助墙骨柱（3）和不少于两个的斜墙骨柱（4）；辅助墙骨柱（3）安装在矩形框架的中部位置；在斜墙骨柱（4）的一侧分别安装在框架结构下部的夹角位置，另一侧向辅助墙骨柱（3）与上侧的边梁（1）相接的位置靠拢；在框架结构上安装有墙面板（5）；边梁（1）、墙骨柱（2）、辅助墙骨柱（3）和斜墙骨柱（4）均使用规格木材制成；墙面板为纸面磷石膏板。2.根据权利要求1所述的一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元，其特征在于：边梁（1）的长度为2440mm；高度可以根据定制需求进行调整；辅助墙骨柱（3）的数目为一个，且竖立地设置在矩形框架的中线位置。3.根据权利要求1所述的一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元，其特征在于：两个斜墙骨柱（4）的长度大小相一致，且其上部安装在辅助墙骨柱（3）与边梁（1）之间所成夹角位置。4.根据权利要求1所述的一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元，其特征在于：斜墙骨柱（4）与上下边梁（1）之间通过斜向钉合的方式进行固定，每个连接节点应使用不少于两根钉子，且对应每根钉长应大于80mm。5.根据权利要求1所述的一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元，其特征在于：墙面板（5）采用纸面磷石膏板；墙面板与墙骨柱之间采用木螺钉进行连接，木螺钉最小钉长不小于45mm，相邻两根木螺钉之间的间距不超过150mm。

技术总结
本发明公开了一种新型装配式磷石膏面板木骨架组合墙体单元；属于建筑木结构墙体设计技术领域；它包括由两对边梁和墙骨柱围成的矩形框架结构；在该矩形框架结构内部设置有辅助墙骨柱和不少于两个的斜墙骨柱；辅助墙骨柱安装在矩形框架的中部位置；在斜墙骨柱的一侧分别安装在框架结构下部的夹角位置，另一侧向辅助墙骨柱与上侧的边梁相接的位置靠拢；在框架结构上安装有墙面板；边梁、墙骨柱、辅助墙骨柱和斜墙骨柱均使用建筑木材料制成；本发明有效解决了当前所使用的竖向间距布置墙骨柱的木骨架结构存在易变性，发生破坏，存在一定安全隐患的问题。隐患的问题。隐患的问题。


技术研发人员：柏洁
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/1/31