CN107514075A - 波形单钢板墙***及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了波形单钢板墙***及其施工方法，该***包括结构部分、内装部分及防火部分，结构部分包括波形钢板和边柱，波形钢板的两侧均焊接有加劲肋和翼缘；内装部分包括管线和开关盒，管线与开关盒连接；防火部分包括第一防火板和第二防火板，第一防火板与加劲肋固定连接，边柱的侧面焊接有方管，第一防火板和第二防火板分别与方管固定连接。该施工方法包括：(a)车间现场制作结构部分；(b)安装内装部分；(c)安装防火部分；(d)波形单钢板剪力墙***作为吊装节进行现场对接安装。本发明能提高承载力，具有抗震性能好、结构自重轻、施工速度快的特点，而且能将管线布置及防火措施同时设置，实现了结构与建筑的和谐统一。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及波形单钢板墙***及其施工方法。
背景技术
高层建筑结构设计难点在于控制侧移，而墙体构件可以明显地提高结构的抗侧刚度，因而在高层建筑中广泛应用。
钢板剪力墙具有较好的抗剪刚度，在高层钢结构建筑中具有较好的应用前景。但平钢板抗压稳定承载力较低，一般不能承受竖向荷载；且为达到较好抗剪刚度需要保证钢板稳定性，通过增加板厚和设置加劲肋、外贴预制混凝土板等措施提高钢板的稳定承载力；目前有关文献提到横向放置的波形钢板可以有效提高钢板的抗剪承载力，但仍然无法承担竖向荷载；目前另有文献中提到为解决现有钢板剪力墙的不足而提出的钢板组合剪力墙，改善了剪力墙的承载力，但相关建筑构造处理仍然不太理想，管线布置及防火措施无法同时设置在现有的钢板剪力墙中。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供波形单钢板墙***及其施工方法，能提高承载力，具有抗震性能好、结构自重轻、施工速度快的特点，而且能将管线布置及防火措施同时设置，实现了结构与建筑的和谐统一。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
波形单钢板剪力墙***，其特征在于：包括结构部分、内装部分及防火部分，结构部分包括波形钢板和边柱，波形钢板竖向放置，边柱分别焊接于波形钢板的两端，波形钢板的两侧均焊接有加劲肋，加劲肋与边柱焊接固定，波形钢板的两侧均焊接有翼缘，翼缘设置在楼层梁标高位置，主要分为上翼缘与下翼缘，其中上翼缘作为楼板的搁置支座；内装部分包括管线和开关盒，管线设于波形钢板与加劲肋之间的空腔中，开关盒设于加劲肋的侧面，管线与开关盒连接；防火部分包括第一防火板和第二防火板，第一防火板与加劲肋固定连接，边柱的侧面焊接有方管，第一防火板和第二防火板分别与方管固定连接。该波形单钢板剪力墙***能提高承载力，具有抗震性能好、结构自重轻、施工速度快的特点，而且能将管线布置及防火措施同时设置，实现了结构与建筑的和谐统一。
进一步，边柱采用冷弯矩形管，其是一种经济、截面轻型薄壁钢材，可节约钢材。
进一步，边柱中设有混凝土，可根据工程实际需要分为边柱内灌混凝土与不灌混凝土两种情况。
进一步，加劲肋采用角钢或槽钢，便于加劲肋与波形钢板、边柱进行焊接固定。
进一步，相邻两块加劲肋之间的设置距离相同，使得波形钢板的面外稳定承载力分布均匀。
进一步，第一防火板与加劲肋之间、第一防火板与方管之间、第二防火板与方管之间均设有自攻螺钉，实现第一防火板与加劲肋之间固定连接，第一防火板与方管之间固定连接，第二防火板与方管之间固定连接，将第一防火板和第二防火板包裹结构部分。
进一步，第一防火板与波形钢板之间设有保温层，保温层采用岩棉，具有隔音和保温的效果。
波形单钢板剪力墙***的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)车间现场制作结构部分：先对波形钢板的波距和波高进行设计确定，同时对波形钢板的高度进行确定，再在车间中采用液压折弯机将原料钢板整体冷压成型，然后在波形钢板的侧面拉出两条标准线，再对波形钢板的波面逐个进行校对，并在波面不平整处划线，再对不平整的波面逐一压平，然后将成型后的波形钢板与边柱在焊接生产线上进行自动焊接，然后根据设计图纸在波形钢板的两侧焊接加劲肋和翼缘，制作完成结构部分；
(b)安装内装部分：先将导向杆从上往下放入到波形钢板的一侧，再在导向杆的端部横向固定辅助板，再继续将导向杆从上往下放入，将辅助板伸入到开关盒设置位置的下方，然后将管线顺着导向杆进行竖向穿梭，将管线穿梭到与开关盒设置位置相同高度时，向上提起导向杆，将辅助板的顶面触碰到管线的端部，然后停止导向杆向上移动，再持续穿入管线，管线沿着辅助板进行水平穿梭，然后将管线与开关盒连接，再拆除辅助板，并移出导向杆；
(c)安装防火部分：先在边柱的侧面焊接方管，焊接过程中将方管的外侧面与边柱的外侧面相齐平，然后沿着波形钢板长度方向，测量两个方管侧面之间的距离L1，再选择与L1等长的第一防火板，并对其中一块第一防火板进行开槽，开槽位置和大小根据开关盒来确定，然后将两块第一防火板分别与边柱紧贴，再将第一防火板与加劲肋进行固定，接着将第一防火板与方管进行固定，然后将开关盒埋入到第一防火板开设的槽中，再沿着波形钢板长度方向，测量两块第一防火板侧面之间的距离L2，再选择与L2等长的第二防火板，然后将两块第二防火板分别与第一防火板紧贴，再将第二防火板与方管进行固定；
(d)波形单钢板剪力墙***作为吊装节进行现场对接安装：先在地面上进行放样，再采用吊装装置将波形单钢板剪力墙***吊放到地面的放样处，作为第一个吊装节，再在放样的边线处设置支撑结构，支撑结构支撑波形单钢板剪力墙***，作为第一个吊装节的波形单钢板剪力墙***的顶部预先设置隔板，再将第二个吊装节的波形单钢板剪力墙***吊放到隔板上，然后将隔板与第二个吊装节进行焊接，再将支撑结构拆除。
进一步，步骤(c)中，第一防火板和第二防火板在和方管固定时，采用自攻螺钉进行固定，先打入自攻螺钉总长度的3/4，观察第一防火板和第二防火板的破损程度，根据第一防火板和第二防火板的情况，调整自攻螺钉的钻进速度。将自攻螺钉固定分为两次进行钻进，有效控制自攻螺钉的钻进速度，防止第一防火板和第二防火板出现破损现象。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明在施工过程中，在车间现场制作结构部分时，严格控制波形钢板的波距和波高，并对波面逐个进行校对，使得波形钢板能与加劲肋、翼缘充分接触，增加波形钢板与加劲肋之间固定的牢固性，增加波形钢板与翼缘之间固定的牢固性，提高了波形钢板的面外稳定承载力性能，进而能提高整体的承载力，具有抗震性能好、结构自重轻、施工速度快的特点。
在安装内装部分时，采用导向杆对管线竖向穿梭进行导向作用，将管线竖向穿梭在波形钢板与加劲肋之间的空腔中，采用水平设置的辅助板对管线水平穿梭进行导向作用，管线竖向设置到开关盒高度时，沿着水平穿梭，实现管线与开关盒连接，管线安装方便、安全。
在安装防火部分时，将第一防火板与加劲肋固定连接，再将第一防火板和第二防火板分别与边柱侧面的方管固定连接，钢结构的防火采用第一防火板和第二防火板包裹，实现装配化施工，施工速度较快，且外表面平整。
在波形单钢板剪力墙***作为吊装节进行现场对接安装时，采用支撑结构作为辅助作用，可将纵向的波形单钢板剪力墙***保持同一平面处，同时防止波形单钢板剪力墙***滑落，而且本发明中的波形钢板竖向放置，能承受竖向荷载，改变了传统单钢板剪力墙不能承受竖向荷载的状况，同时纵向设置的波形单钢板剪力墙***之间依靠隔板进行焊接固定，实现现场对接安装，安装速度快，减少劳动力，降低施工成本。
综合上述，本发明由车间制作，三层高的波形单钢板剪力墙***作为一吊装节，现场对接安装，施工速度快，而且能将管线布置及防火措施同时设置，实现了结构与建筑的和谐统一。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明波形单钢板剪力墙***的结构示意图；
图2为本发明中结构部分的结构示意图；
图3为本发明中结构部分与内装部分结合的结构示意图；
图4为本发明中翼缘的结构示意图；
图5为本发明中结构部分竖向的结构示意图。
图中，1-波形钢板；2-边柱；3-加劲肋；4-翼缘；5-混凝土；6-开关盒；7-管线；8-自攻螺钉；9-第一防火板；10-方管；11-保温层；12-第二防火板。
具体实施方式
如图1至图5所示，为本发明中波形单钢板剪力墙***，包括结构部分、内装部分及防火部分。结构部分包括波形钢板1和边柱2，波形钢板1竖向放置，边柱2分别焊接于波形钢板1的两端。波形钢板1的波距和波高由设计确定，在车间由液压折弯机冷压成型。边柱2采用冷弯矩形管，其是一种经济、截面轻型薄壁钢材，可节约钢材。边柱2中设有混凝土5，可根据工程实际需要分为边柱2内灌混凝土5与不灌混凝土5两种情况。波形钢板1的两侧均焊接有加劲肋3，加劲肋3与边柱2焊接固定。加劲肋3采用角钢或槽钢，便于加劲肋3与波形钢板1、边柱2进行焊接固定。相邻两块加劲肋3之间的设置距离相同，使得波形钢板1的面外稳定承载力分布均匀。波形钢板1的两侧均焊接有翼缘4，翼缘4为不规则钢板，其设置在楼层梁标高位置，翼缘4分为上翼缘与下翼缘，其中上翼缘作为楼板的搁置支座。
内装部分包括管线7和开关盒6，管线7设于波形钢板1与加劲肋3之间的空腔中，开关盒6设于加劲肋3的侧面，管线7与开关盒6连接。在施工过程中，将管线7通过波形钢板1与加劲肋3之间的空腔进行竖向穿梭，设置到开关盒6的高度，沿着水平穿梭，并连接开关盒6。
防火部分包括第一防火板9和第二防火板12，第一防火板9与加劲肋3固定连接，边柱2的侧面焊接有方管10，第一防火板9和第二防火板12分别与方管10固定连接。第一防火板9与加劲肋3之间、第一防火板9与方管10之间、第二防火板12与方管10之间均设有自攻螺钉8。由于边柱2的钢板较厚，第一防火板9和第二防火板12无法通过自攻螺钉8直接连接边柱2，在边柱2一边焊接方管10，实现第一防火板9与加劲肋3之间固定连接，第一防火板9与方管10之间固定连接，第二防火板12与方管10之间固定连接，将第一防火板9和第二防火板12包裹结构部分。第一防火板9与波形钢板1之间设有保温层11，保温层11采用岩棉，具有隔音和保温的效果。
本发明中波形单钢板剪力墙***的施工方法，包括如下步骤：
(a)车间现场制作结构部分：先对波形钢板1的波距和波高进行设计确定，同时对波形钢板1的高度进行确定，再在车间中采用液压折弯机将原料钢板整体冷压成型。然后在波形钢板1的侧面拉出两条标准线，再对波形钢板1的波面逐个进行校对，并在波面不平整处划线，再对不平整的波面逐一压平。然后将成型后的波形钢板1与边柱2在焊接生产线上进行自动焊接，然后根据设计图纸在波形钢板1的两侧焊接加劲肋3和翼缘4，制作完成结构部分。
(b)安装内装部分：先将导向杆从上往下放入到波形钢板1的一侧，再在导向杆的端部横向固定辅助板。再继续将导向杆从上往下放入，将辅助板伸入到开关盒6设置位置的下方。然后将管线7顺着导向杆进行竖向穿梭，将管线7穿梭到与开关盒6设置位置相同高度时，向上提起导向杆，将辅助板的顶面触碰到管线7的端部，然后停止导向杆向上移动，再持续穿入管线7，管线7沿着辅助板进行水平穿梭，然后将管线7与开关盒6连接，再拆除辅助板，并移出导向杆。
(c)安装防火部分：先在边柱2的侧面焊接方管10，焊接过程中将方管10的外侧面与边柱2的外侧面相齐平。然后沿着波形钢板1长度方向，测量两个方管10侧面之间的距离L1，再选择与L1等长的第一防火板9，并对其中一块第一防火板9进行开槽，开槽位置和大小根据开关盒6来确定，然后将两块第一防火板9分别与边柱2紧贴，再将第一防火板9与加劲肋3进行固定，接着将第一防火板9与方管10进行固定，然后将开关盒6埋入到第一防火板9开设的槽中。再沿着波形钢板1长度方向，测量两块第一防火板9侧面之间的距离L2，再选择与L2等长的第二防火板12，然后将两块第二防火板12分别与第一防火板9紧贴，再将第二防火板12与方管10进行固定。
第一防火板9和第二防火板12在和方管10固定时，采用自攻螺钉8进行固定，先打入自攻螺钉8总长度的3/4，观察第一防火板9和第二防火板12的破损程度，根据第一防火板9和第二防火板12的情况，调整自攻螺钉8的钻进速度。将自攻螺钉8固定分为两次进行钻进，有效控制自攻螺钉8的钻进速度，防止第一防火板9和第二防火板12出现破损现象。
(d)波形单钢板剪力墙***作为吊装节进行现场对接安装：先在地面上进行放样，再采用吊装装置将波形单钢板剪力墙***吊放到地面的放样处，作为第一个吊装节，再在放样的边线处设置支撑结构，支撑结构支撑波形单钢板剪力墙***，作为第一个吊装节的波形单钢板剪力墙***的顶部预先设置隔板，再将第二个吊装节的波形单钢板剪力墙***吊放到隔板上，然后将隔板与第二个吊装节进行焊接，再将支撑结构拆除。
本发明在施工过程中，在车间现场制作结构部分时，严格控制波形钢板的波距和波高，并对波面逐个进行校对，使得波形钢板能与加劲肋、翼缘充分接触，增加波形钢板与加劲肋之间固定的牢固性，增加波形钢板与翼缘之间固定的牢固性，提高了波形钢板的面外稳定承载力性能，进而能提高整体的承载力，具有抗震性能好、结构自重轻、施工速度快的特点。在安装内装部分时，采用导向杆对管线竖向穿梭进行导向作用，将管线竖向穿梭在波形钢板与加劲肋之间的空腔中，采用水平设置的辅助板对管线水平穿梭进行导向作用，管线竖向设置到开关盒高度时，沿着水平穿梭，实现管线与开关盒连接，管线安装方便、安全。在安装防火部分时，将第一防火板与加劲肋固定连接，再将第一防火板和第二防火板分别与边柱侧面的方管固定连接，钢结构的防火采用第一防火板和第二防火板包裹，实现装配化施工，施工速度较快，且外表面平整。在波形单钢板剪力墙***作为吊装节进行现场对接安装时，采用支撑结构作为辅助作用，可将纵向的波形单钢板剪力墙***保持同一平面处，同时防止波形单钢板剪力墙***滑落，而且本发明中的波形钢板竖向放置，能承受竖向荷载，改变了传统单钢板剪力墙不能承受竖向荷载的状况，同时纵向设置的波形单钢板剪力墙***之间依靠隔板进行焊接固定，实现现场对接安装，安装速度快，减少劳动力，降低施工成本。
综合上述，本发明由车间制作，三层高的波形单钢板剪力墙***作为一吊装节，现场对接安装，施工速度快，而且能将管线布置及防火措施同时设置，实现了结构与建筑的和谐统一。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.波形单钢板剪力墙***，其特征在于：包括结构部分、内装部分及防火部分，所述结构部分包括波形钢板和边柱，所述波形钢板竖向放置，所述边柱分别焊接于所述波形钢板的两端，所述波形钢板的两侧均焊接有加劲肋，所述加劲肋与所述边柱焊接固定，所述波形钢板的两侧均焊接有翼缘；所述内装部分包括管线和开关盒，所述管线设于所述波形钢板与所述加劲肋之间的空腔中，所述开关盒设于所述加劲肋的侧面，所述管线与所述开关盒连接；所述防火部分包括第一防火板和第二防火板，所述第一防火板与所述加劲肋固定连接，所述边柱的侧面焊接有方管，所述第一防火板和所述第二防火板分别与所述方管固定连接。
2.根据权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***，其特征在于：所述边柱采用冷弯矩形管。
3.根据权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***，其特征在于：所述边柱中设有混凝土。
4.根据权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***，其特征在于：所述加劲肋采用角钢或槽钢。
5.根据权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***，其特征在于：相邻两块所述加劲肋之间的设置距离相同。
6.根据权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***，其特征在于：所述第一防火板与所述加劲肋之间、所述第一防火板与所述方管之间、所述第二防火板与所述方管之间均设有自攻螺钉。
7.根据权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***，其特征在于：所述第一防火板与所述波形钢板之间设有保温层。
8.基于权利要求1所述的波形单钢板剪力墙***的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
(a)车间现场制作结构部分：先对波形钢板的波距和波高进行设计确定，同时对波形钢板的高度进行确定，再在车间中采用液压折弯机将原料钢板整体冷压成型，然后在波形钢板的侧面拉出两条标准线，再对波形钢板的波面逐个进行校对，并在波面不平整处划线，再对不平整的波面逐一压平，然后将成型后的波形钢板与边柱在焊接生产线上进行自动焊接，然后根据设计图纸在波形钢板的两侧焊接加劲肋和翼缘，制作完成结构部分；
(b)安装内装部分：先将导向杆从上往下放入到波形钢板的一侧，再在导向杆的端部横向固定辅助板，再继续将导向杆从上往下放入，将辅助板伸入到开关盒设置位置的下方，然后将管线顺着导向杆进行竖向穿梭，将管线穿梭到与开关盒设置位置相同高度时，向上提起导向杆，将辅助板的顶面触碰到管线的端部，然后停止导向杆向上移动，再持续穿入管线，管线沿着辅助板进行水平穿梭，然后将管线与开关盒连接，再拆除辅助板，并移出导向杆；
(c)安装防火部分：先在边柱的侧面焊接方管，焊接过程中将方管的外侧面与边柱的外侧面相齐平，然后沿着波形钢板长度方向，测量两个方管侧面之间的距离L1，再选择与L1等长的第一防火板，并对其中一块第一防火板进行开槽，开槽位置和大小根据开关盒来确定，然后将两块第一防火板分别与边柱紧贴，再将第一防火板与加劲肋进行固定，接着将第一防火板与方管进行固定，然后将开关盒埋入到第一防火板开设的槽中，再沿着波形钢板长度方向，测量两块第一防火板侧面之间的距离L2，再选择与L2等长的第二防火板，然后将两块第二防火板分别与第一防火板紧贴，再将第二防火板与方管进行固定；
(d)波形单钢板剪力墙***作为吊装节进行现场对接安装：先在地面上进行放样，再采用吊装装置将波形单钢板剪力墙***吊放到地面的放样处，作为第一个吊装节，再在放样的边线处设置支撑结构，支撑结构支撑波形单钢板剪力墙***，作为第一个吊装节的波形单钢板剪力墙***的顶部预先设置隔板，再将第二个吊装节的波形单钢板剪力墙***吊放到隔板上，然后将隔板与第二个吊装节进行焊接，再将支撑结构拆除。
9.根据权利要求8所述的波形单钢板剪力墙***的施工方法，其特征在于：步骤(c)中，第一防火板和第二防火板在和方管固定时，采用自攻螺钉进行固定，先打入自攻螺钉总长度的3/4，观察第一防火板和第二防火板的破损程度，根据第一防火板和第二防火板的情况，调整自攻螺钉的钻进速度。
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