一种装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构的制作方法

本发明涉及建筑工程，具体涉及一种装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构。

背景技术：

1、地震作用下生命线工程的破坏，将对城市的社会功能和经济功能造成严重危害，在高抗震设防区和自然灾害频发的地区推广装配式自复位轻钢结构，能有效提高结构抗震防灾能力。目前高层建筑结构中，水平荷载成为高层结构设计中比竖向荷载更重要的控制因素，带有自复位功能的钢框架-剪力墙体系因有较高的承载能力和良好的耗能能力，近年来成为科研工作者及工程师们研发及应用的热点。

2、冷弯薄壁型钢组合墙体作为一种新型装配式轻钢墙体具有轻质高强、抗震性能好的特点，被作为抗侧力结构广泛应用。将此类组合墙体与传统轻钢框架相结合，形成钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构，能为钢框架分担较多的剪力，形成双重抗侧力体系。与传统的填充墙相比，冷弯薄壁型钢墙体除具有分隔空间功能外，还集轻质高强、环保节约、保温隔热与一身，符合建筑工业化的要求，具有很好的延性。虽然钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构有着诸多优势，但是根据目前已有试验研究，在强震作用下，其破坏主要集中在墙体的节点、墙角，以及钢框架的柱脚、梁柱节点。这类的破坏往往会导致结构的承载能力以及抗侧能力大幅下降，维修困难且难以继续投入使用，产生巨大的经济损失。因此，实现钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构的自复位，兼顾耗能和减少结构震后的残余变形，是实现该结构在高设防要求地区应用的关键。

3、目前已有的钢框架-冷弯薄壁型钢墙体结构尚未应用在自复位体系中，实现该结构体系中墙体和框架的协同工作仍然是工程界的难题。在强震作用下，内填的冷弯薄壁型钢墙体因无法随同钢框架摇摆耗能，易产生塑性破坏，同时墙板也会因脆性较大而开裂。

4、因此，只有解决该体系难协同工作的问题，才能有效避免强震作用下结构发生的严重破坏。

5、针对现有不足，研制一种装配式自复位钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体混合结构。该结构装配方便，施工环保，有着极好的抗震能力和震后恢复能力，内填的组合墙体可以作为围护系统发挥保温隔热、低碳环保的作用。该结构用墙体自复位装置替代墙体的斜撑龙骨，使得墙体能随钢框架摇摆发生一定弹性变形且实现自复位，通过安装墙板约束框的方法，保护了墙板在摇摆过程中免遭破坏，解决了自复位钢框架与组合墙体协同工作的关键性问题，凭借其极好的耗能能力与震后恢复能力能够满足高要求的生命线工程建筑需要，有较好的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，以解决现有技术中冷弯薄壁型钢墙体因无法随同钢框架摇摆耗能，易产生塑性破坏的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，包括：

4、外框架模块，所述外框架模块包括框架柱，多个所述框架柱之间通过多个框架梁连接；多个所述框架柱与多个所述框架梁之间形成有多个加固单元；

5、所述加固单元包括多个槽钢，所述槽钢的两端分别与所述框架梁连接；多个所述槽钢之间分别通过顶龙骨和地龙骨连接；多个所述槽钢与所述顶龙骨和地龙骨之间形成有框架结构；所述框架结构内分别设置有竖向龙骨、横向龙骨以及墙体自复位组件；所述竖向龙骨和横向龙骨交叉设置；

6、所述外框架模块设置于所述基底上。

7、可选的或优选的，所述墙体自复位组件包括连接钢板和多个自复位斜撑杆；

8、所述连接钢板设置于所述竖向龙骨和横向龙骨的交叉部；

9、所述自复位斜撑杆包括支撑杆和自复位支撑部；所述支撑杆的一端与所述连接钢板连接，另一端与所述框架结构相连接。

10、可选的或优选的，所述自复位支撑部包括外壳体以及设置于所述外壳体内的记忆合金件和弹簧；

11、所述支撑杆伸入所述外壳体并与所述记忆合金件相抵接，所述支撑杆与记忆合金件抵接处形成有抵接部；所述弹簧的一端与所述抵接部相抵，另一端与所述外壳体的内壁相抵。

12、可选的或优选的，所述框架梁的两端设置有短梁；

13、所述框架梁内设置有预应力钢绞线，所述预应力钢绞线的两端分别与所述框架柱连接，并通过固线器和钢垫片固定。

14、可选的或优选的，所述加固单元的两侧设置有墙板；所述墙板与所述加固单元之间填充有隔音棉。

15、可选的或优选的，所述加固单元还包括墙板约束组件，所述墙板约束组件用于使所述墙板受力均匀；

16、所述墙板约束组件包括横板框、竖板框、垫板以及多个连续布置的弧形金属条；

17、所述竖板框和横板框分别与所述框架柱和框架梁固定连接；多个所述弧形金属条依次固定于所述竖板框上；

18、所述垫板盖设于多个所述弧形金属条上。

19、可选的或优选的，所述外框架模块与基底之间设置有多个限位件和角钢；所述限位件和角钢用于固定所述外框架模块和基底。

20、可选的或优选的，所述顶龙骨、地龙骨与所述槽钢之间设置有抗拔件。

21、基于上述技术方案，本发明至少可以产生如下技术效果：

22、本发明提供的一种装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，安装方便，施工工期短，成品质量高，有较好的经济效益；施工过程不会使用到水泥砂浆，不会对环境产生污染；

23、结构体系具有较强的自复位能力，钢框架和冷弯薄壁型钢组合墙体均设置有自复位的装置，通过预应力钢绞线和墙体自复位组件提供的恢复力，在地震作用下可实现结构的摇摆与自复位，从而减小结构在震后的残余变形，一定程度上保障了生命线工程的正常服役能力，提高了结构抗震韧性；

24、冷弯薄壁组合墙体作为结构的一部分，轻质高强，环保节约，不仅增强了钢框架的抗侧刚度和承载能力，还能在墙体内部填充保温、隔音的材料，满足了对墙体使用功能的需求；

25、考虑到强震作用下组合墙体的破坏模式，在墙板的外围设置了墙板约束组件，解决了在框架摇摆的过程中墙板会首先破坏的问题，实现了组合墙体与钢框架的协同工作，减少了地震带来的经济损失；

26、在框架柱和框架梁的节点处额外设置一节焊接短梁，在自复位过程中不会损伤到框架柱和框架梁节点的核心区域；短梁和钢梁之间依靠高强螺栓和连接板相连，连接板上的开孔为椭圆形，允许在自复位过程中高强螺栓产生一定滑移，并在此过程中通过摩擦力耗能；

27、在框架柱柱脚处设置了限位组件，由高强螺栓连接两个限位件组成，能为柱脚提供一定的侧向刚度；在柱脚发生较大摇摆幅度时，两个限位件产生一定滑移后就能相互抵住，防止结构摇摆幅度过大，导致整体结构发生倾覆。

技术特征：

1.一种装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述墙体自复位组件包括连接钢板(26)和多个自复位斜撑杆(27)；

3.根据权利要求2所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述自复位支撑部(272)包括外壳体(2721)以及设置于所述外壳体(2721)内的记忆合金件(2722)和弹簧(2723)；

4.根据权利要求1所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述框架梁(12)的两端设置有短梁(13)，并通过连接板(111)与所述短梁(13)相连接；

5.根据权利要求1所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述加固单元的两侧设置有墙板(15)；所述墙板(15)与所述加固单元之间填充有隔音棉(16)。

6.根据权利要求5所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述加固单元还包括墙板约束组件，所述墙板约束组件用于使所述墙板(15)受力均匀；

7.根据权利要求1所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述外框架模块(10)与基底(30)之间设置有多个限位件(31)和角钢(32)；所述限位件(31)和角钢(32)用于固定所述外框架模块(10)和基底(30)。

8.根据权利要求1所述的装配式自复位轻钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构，其特征在于，所述顶龙骨(22)、地龙骨(23)与所述槽钢(21)之间设置有抗拔件(33)。

技术总结本发明公开了一种装配式自复位轻钢框架‑冷弯薄壁型钢组合墙体结构，属于建筑工程技术领域，以解决现有技术中冷弯薄壁型钢墙体因无法随同钢框架摇摆耗能，易产生塑性破坏的技术问题。它包括外框架模块，外框架模块包括框架柱，多个框架柱之间通过多个框架梁连接；多个框架柱与多个框架梁之间形成有多个加固单元；加固单元包括多个槽钢，槽钢的两端分别与框架梁连接；多个槽钢之间分别通过顶龙骨和地龙骨连接；多个槽钢与顶龙骨和地龙骨之间形成有框架结构；框架结构内分别设置有竖向龙骨、横向龙骨以及墙体自复位组件。本发明装配方便，施工环保，有着极好的抗震能力和震后恢复能力。技术研发人员：周巧玲,赵仕兴,唐元旭,龚小兵,夏静,钟紫勤,罗麒锐,舒猛,彭敏,卢丹受保护的技术使用者：四川省建筑设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4