半剛性框架—外掛再生混凝土墻板及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑墻板技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半剛性框架一外掛再生混凝土墻板，還涉及該墻板的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼結(jié)構(gòu)房屋以抗震性能優(yōu)越、工業(yè)化程度高，可回收利用、綠色環(huán)保而得到廣泛認(rèn)可。墻板作為鋼結(jié)構(gòu)住宅的維護(hù)體系，提供保溫、隔熱、防水與隔聲的能力，同時(shí)應(yīng)大力提倡綠色環(huán)保、節(jié)能利廢材料的應(yīng)用。用再生混凝土制作的墻板能夠從根本上解決廢棄混凝土的出路問題，既減輕了廢棄混凝土對(duì)環(huán)境的污染，減少自然資源和能源的消耗，又能發(fā)揮再生混凝土墻板自重小、脆性低、抗裂和保溫隔熱性能好的優(yōu)點(diǎn)，是理想的墻體材料。目前有關(guān)再生混凝土墻板推廣應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)住宅中的幾乎是空白，仍面臨許多理論與技術(shù)難題，如適用的結(jié)構(gòu)體系、配套墻板、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作及安裝措施等。因此，提出一種既節(jié)能環(huán)保、又能實(shí)現(xiàn)構(gòu)件快速裝配化的半剛性框架一外掛再生混凝土墻板結(jié)構(gòu)，具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種半剛性框架一外掛再生混凝土墻板，該墻板可增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，緩解梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)自身的延性要求，改善節(jié)點(diǎn)受力。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述墻板的制作方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種半剛性框架一外掛再生混凝土墻板，包括H型的鋼框架，鋼框架由一對(duì)鋼柱之間連接鋼梁組成，鋼柱上設(shè)置有加勁肋，加勁肋位于鋼柱與鋼梁連接相應(yīng)位置處，鋼梁的兩端分別連接有端板，端板通過高強(qiáng)螺栓a與一對(duì)鋼柱連接，端板和高強(qiáng)螺栓a組成梁柱連接節(jié)點(diǎn)，一對(duì)鋼柱之間連接有外掛墻板，鋼柱上連接有角鋼，角鋼通過高強(qiáng)螺栓b與外掛墻板連接，外掛墻板上部的角鋼和高強(qiáng)螺栓b組成墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)，外掛墻板下部的角鋼和高強(qiáng)螺栓b組成墻板與鋼框架下部連接節(jié)點(diǎn)，夕卜掛墻板內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠。
[0006]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0007]鋼梁的兩端通過坡口焊縫與端板焊接；鋼梁和一對(duì)鋼柱均為H型鋼。
[0008]角鋼均勻設(shè)置4個(gè)。
[0009]墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)還包括橡膠墊，橡膠墊位于外掛墻板與鋼柱連接處的兩側(cè)。
[0010]外掛墻板由水泥、細(xì)砂、再生粗骨料按1:1.25:2.76的質(zhì)量比制成；鋼筋籠由兩層鋼筋網(wǎng)片構(gòu)成。
[0011]鋼梁和鋼柱的寬度為200?400mm，高度為350?600mm，翼緣厚度為12?30mm，腹板厚度為10?20mm ;端板的寬度不大于鋼柱的柱寬，高度比鋼梁高30?50mm，厚度為12?25mm ;加勁肋的厚度與梁翼緣同，長度與寬度與鋼柱的截面相同；角鋼采用L80X8?L125X12等邊角鋼，長度為80?120mm ;外掛墻板的厚度為60?250mm，高度為2800?4500mm,寬度為 900 ?3500mm。
[0012]本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:一種半剛性框架一外掛再生混凝土墻板的制作方法，具體包括以下步驟:
[0013]步驟1:下料切割鋼板，焊接成鋼梁與鋼柱，并在鋼梁兩端分別用坡口焊縫焊接端板，在鋼柱上焊接加勁肋，在鋼柱上焊接若干角鋼，用高強(qiáng)螺栓a穿過端板將鋼梁與鋼柱連接起來形成鋼框架；
[0014]步驟2:將鋼筋根據(jù)墻體實(shí)際高度和寬度切割下料，兩端各彎起50mm彎鉤，等間距排列成井字形，并用鐵絲進(jìn)行綁扎形成鋼筋網(wǎng)片，采用同樣的方法制作2個(gè)相同的鋼筋網(wǎng)片，將2個(gè)鋼筋網(wǎng)片重疊在一起用細(xì)鋼筋拉結(jié)制成鋼筋籠；
[0015]步驟3:制作墻體模板，模板間用U型卡連接，模板外架管，縱向和橫向設(shè)置臨時(shí)支撐，把制作好的鋼筋籠放置在模板內(nèi)并進(jìn)行固定，在鋼筋籠與鋼柱連接部位預(yù)埋孔洞，并預(yù)埋起吊件，把水泥、細(xì)砂、再生粗骨料按1:1.25:2.76的質(zhì)量比攪拌均勻，再加入相對(duì)水泥質(zhì)量45%的水?dāng)嚢??7分鐘，將攪拌好的再生混凝土澆筑在模板內(nèi)，并用插入式振動(dòng)器振實(shí)，待再生混凝土終凝后灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天，養(yǎng)護(hù)28天后拆除模板；
[0016]步驟4:將鋼柱底部與基礎(chǔ)通過錨栓連接，鋼柱與鋼梁通過高強(qiáng)螺栓a連接，并在鋼柱與外掛墻板連接處的兩側(cè)放置橡膠墊作為摩擦件，將鋼柱與外掛墻板通過高強(qiáng)螺栓b連接，從而完成半剛性框架一外掛再生混凝土墻板的制作。
[0017]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0018]鋼梁、鋼柱、端板、加勁肋采用Q235、Q345、Q390鋼中任意一種，角鋼采用Q235或Q345型鋼；尚強(qiáng)螺檢a、尚強(qiáng)螺檢b米用8.8級(jí)或10.9級(jí)。
[0019]鋼梁和鋼柱的寬度為200?400mm，高度為350?600mm，翼緣厚度為12?30mm，腹板厚度為10?20mm ;端板的寬度不大于鋼柱的柱寬，高度比鋼梁高30?50mm，厚度為12?25mm ;加勁肋的厚度與梁翼緣同，長度與寬度與鋼柱的截面相同；角鋼采用L80X8?L125X12等邊角鋼，長度為80?120mm ;外掛墻板的厚度為60?250mm，高度為2800?4500mm,寬度為 900 ?3500mm。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板，鋼框架梁柱采用半剛性連接節(jié)點(diǎn)，半剛性節(jié)點(diǎn)不僅具備一定承載能力，同時(shí)具有良好的延性及耗能性能，可有效避免地震荷載作用下由于焊接節(jié)點(diǎn)失效而發(fā)生的結(jié)構(gòu)脆性破壞，外掛墻板以再生混凝土為主要材料，并考慮外掛墻板與鋼框架的連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的快速裝配化，外掛墻板的設(shè)置一定程度上可增加結(jié)構(gòu)的承載力和剛度，改善半剛性節(jié)點(diǎn)的受力，提高結(jié)構(gòu)的延性，增加墻板抗側(cè)剛度；所有部品均可在工廠預(yù)制加工，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)在進(jìn)行安裝，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的裝配化，能極大提高施工速度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板中鋼梁與端板連接節(jié)點(diǎn)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板中墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板中墻板與鋼框架下部連接節(jié)點(diǎn)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板按1:3比例縮尺的荷載-位移曲線圖。
[0026]圖中，1.鋼梁，2.端板，3.高強(qiáng)螺栓a，4.梁柱連接節(jié)點(diǎn)，5.鋼柱，6.加勁肋，7.鋼框架，8.墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)，9.角鋼，10.橡膠墊，11.高強(qiáng)螺栓b，12.墻板與鋼框架下部連接節(jié)點(diǎn)，13.外掛墻板，14.鋼筋籠。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明半剛性框架一外掛再生混凝土墻板，如圖1所示，包括H型的鋼框架7，鋼框架7由一對(duì)鋼柱5之間連接鋼梁I組成，鋼梁I和一對(duì)鋼柱5均為H型鋼，鋼柱5上設(shè)置有加勁肋6，加勁肋6位于鋼柱5與鋼梁I連接相應(yīng)位置處，如圖2所示，鋼梁I的兩端分別連接有端板2，鋼梁I的兩端通過坡口焊縫與端板2焊接，端板2通過高強(qiáng)螺栓a3與一對(duì)鋼柱5連接，端板2和高強(qiáng)螺栓a3組成梁柱連接節(jié)點(diǎn)4，梁柱連接節(jié)點(diǎn)4為半剛性連接節(jié)點(diǎn)，一對(duì)鋼柱5之間連接有外掛墻板13，鋼柱5上連接有角鋼9，角鋼9均勻設(shè)置4個(gè)，如圖3所示，角鋼9通過高強(qiáng)螺栓bll與外掛墻板13連接，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的快速安裝，外掛墻板13由水泥、細(xì)砂、再生粗骨料按1: 1.25:2.76的質(zhì)量比制成，外掛墻板13上部的角鋼9和高強(qiáng)螺栓bll組成墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)8，墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)8是一種耗能連接節(jié)點(diǎn)，當(dāng)外荷載大于摩擦件的起滑力時(shí)，連接件與墻板之間發(fā)生相對(duì)滑移，可限制傳遞到墻板上荷載的進(jìn)一步增加，可防止外掛墻板13在大震作用下的整體破壞脫落，增加結(jié)構(gòu)的整體性和耗能能力，墻板與鋼框架上部連接節(jié)點(diǎn)8還包括橡膠墊10，橡膠墊10作為摩擦件，橡膠墊10位于外掛墻板13與鋼柱5連接處的兩側(cè)，用高強(qiáng)螺栓bll與焊在鋼框架7上的角鋼9連接并控制高強(qiáng)螺栓bll預(yù)壓力的大小，來限制橡膠墊10起滑荷載的大小，當(dāng)外荷載小于橡膠墊10的起滑力時(shí)，連接件與墻板之間可以視作“剛性連接”，當(dāng)外荷載大于摩擦件的起滑力時(shí)，連接件與墻板之間發(fā)生相對(duì)滑移，能限制傳遞到墻板上荷載，可視作“柔性連接”，是一種耗能連接節(jié)點(diǎn)。如圖4所示，外掛墻板13下部的角鋼9和高強(qiáng)螺栓bll組成墻板與鋼框架下部連接節(jié)點(diǎn)12，外掛墻板13承受的所有豎向荷載均由墻板與鋼框架下部連接節(jié)點(diǎn)12承擔(dān)，外掛墻板13內(nèi)設(shè)置有鋼筋籠14，鋼筋籠14由兩層鋼筋網(wǎng)片構(gòu)成；
[0029]鋼梁I和鋼柱5的寬度為200?400mm，高度為350?600mm，翼緣厚度為12?30mm，腹板厚度為10?20mm ;端板2的寬度不大于鋼柱5的柱寬，高度比鋼梁I高30?50mm，厚度為12?25mm ;加勁肋6的厚度與梁翼緣同，長度與寬度與鋼柱5的截面相同；角鋼9采用L80X8?L125X 12等邊角鋼，長度為80?120mm ;外掛墻板13的厚度為60?250mm,高度為 2800 ?4500mm，寬度為 900 ?3500mm。
[0030]半剛性框架一外掛再生混凝土墻板的制作方法，具體包括以下步驟:
[0031]步驟1:下料切割鋼板，焊接成鋼梁I與鋼柱5，并在鋼梁I兩端分別用坡口焊縫焊接端板2，在鋼柱5上焊接加勁肋6，在鋼柱5上焊接若干角鋼9，用高強(qiáng)螺栓a3穿過端板2將鋼梁I與鋼柱5連接起來形成鋼框架7 ;鋼梁1、鋼柱5、端板2、加勁肋6采用Q235、