阅读说明：本技术 一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系 (Scalable assembled net wall structure system convenient to transportation and construction ) 是由 闫翔宇 杨艳 陈志华 贾莉 张莫凡 刘佳迪 于 2021-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系,包括外部框架、鱼尾板以及内部可伸缩网格剪力墙,其中内部网格剪力墙各构件交叉节点均采用螺栓连接,在工厂完成构件的制作后进行网格墙的拼装,按照设计尺寸通过螺栓连接各网格墙构件,组装完成后测量结构尺寸、螺栓孔位置,确认无误后利用网格墙构件交叉形成的平行四边形,压缩网格墙使其合拢成尺寸较小、便于吊装和运输的构件,到达施工现场后,再将内部网格墙拉伸至设计尺寸,并完成与周圈框架的连接。本发明延续了网格剪力墙良好抗侧性能,同时解决了网格墙结构由于加工精度不足导致的施工现场难以装配的问题,针对各种高度的结构形式都具有良好的适应性,有利于装配式钢结构的推广使用。(The invention discloses a telescopic assembly type grid wall structure system convenient for transportation, installation and construction, which comprises an external frame, a fishplate and an internal telescopic grid shear wall, wherein cross nodes of all components of the internal grid shear wall are connected by bolts, the assembly of the grid wall is carried out after the manufacture of the components is completed in a factory, all grid wall components are connected by bolts according to the designed size, the structure size and the bolt hole position are measured after the assembly is completed, a parallelogram formed by the cross of the grid wall components is used after the correctness is confirmed, the grid wall is compressed to be folded into a component with smaller size and convenient for hoisting and transportation, and after the component reaches a construction site, the internal grid wall is stretched to the designed size, and the connection with a surrounding frame is completed. The invention continues the good lateral resistance of the grid shear wall, solves the problem that the grid wall structure is difficult to assemble on a construction site due to insufficient machining precision, has good adaptability aiming at structural forms with various heights, and is beneficial to popularization and application of the assembled steel structure.)

一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，涉及一种网格墙结构体系，更具体地说涉及一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系。

背景技术

钢板墙是一种高效抗侧结构体系，常用于高层建筑中，与框架共同构成两道抗震防线，具有良好的抗震、抗风等抵抗水平荷载的能力，但钢板墙的大部分抗侧能力来源于薄钢板的屈曲后承载力，即用薄钢板受到一定的侧向力后产生的拉力带来抵抗水平作用，如果结构承受循环荷载作用(如地震作用)，钢板墙则在受力方向改变时重新产生拉力带，在形成反向拉力带之前，钢板墙有一段时间承载力较低，滞回曲线明显捏缩，耗能能力减弱；从居住舒适度角度来说，钢板墙形成拉力带的过程中会产生噪声，影响居民居住舒适度；从结构施工角度来说，钢板墙常与周边框架焊接连接，而钢板墙较薄，焊接时的热量很容易使钢板烧穿，同时现场焊接的质量容易受施工现场环境和施工人员经验影响，焊接质量难以保证，此外，钢板墙结构一般在工厂预制完成梁、柱、钢板墙等构件，然后将各构件运输至施工现场再进行拼装，但由于钢板墙的厚度较薄，其平面尺寸远远大于厚度方向尺寸，因此在运输过程中很容易受弯产生初始缺陷，这种初始变形很有可能导致现场安装困难。

为改善钢板墙结构存在的不足，天津大学提出一种钢框架—钢网格墙结构体系，即将钢板墙离散为条形钢构件，条形钢构件呈反向交叉状焊接或栓接在鱼尾板两侧，这种钢网格墙结构体系，有效解决了钢板墙存在的难以运输、现场焊接量大、受循环荷载时需要重新形成拉力带的缺点，框架—网格墙结构体系的概念也可以推广到木材和竹材，即在木、竹资源丰富的地区就地取材，用木框架代替钢框架，用原木网格墙和原竹网格墙代替钢网格墙。虽然木材、竹材都是各向异性材料，受力性能不如钢材稳定，但这种原料可再生、取材运输方便、加工简易、造价低廉，便于施工的木、竹网格墙结构非常适合用于木、竹资源丰富地区的低多层村镇住宅结构中，也符合绿色、环保、可持续发展的理念。这种框架—网格墙结构是一种全装配式结构，对施工精度有较高的要求，因此有必要在加工构件、运输构件、拼装构件等各个环节对施工精度进行控制。由于网格墙结构内部构件较多，各构件之间相互交叉且呈一定夹角，因此考虑将网格墙的各离散构件组合成一可伸缩的整体，即在工厂预制构件时整体定位，保证预制构件可与边缘框架完美连接；构件加工完成后组合各构件成一个整体并合拢；再将合拢的网格墙运输至施工现场，然后展开并与边缘框架构件拼装连接，以此实现从制作构件开始，延续到运输，直至拼装完成阶段的精度控制。

为实现上述设想，亟需提出一种能够在工厂完成网格墙各构件初步定位，并在定位后可以合拢成较小运输单元的网格墙结构体系。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系，可在工厂完成网格墙构件的初步定位，有利于提高加工精度，初步定位后可以将网格墙合拢，合拢后构件占用空间小，便于运输。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系，包括钢框架梁1和钢框架柱2组成的外部钢框架、鱼尾板3、外侧条形钢构件4和内侧条形钢构件5组成的钢网格墙。其中所述外部钢框架的梁柱节点可以刚接，以便参与结构耗能，也可以仅将网格墙作为耗能构件，梁柱节点处铰接连接，用于地震作用较小的地区；所述外部钢框架和所述鱼尾板3焊接连接；所述外侧条形钢构件4、所述内侧条形钢构件5和所述鱼尾板3螺栓连接，所述组成钢网格墙的条形钢构件4、5与所述鱼尾板3的连接节点根据位置的不同，构造形式也略有不同：钢构件和鱼尾板的角部连接节点6用螺栓9连接所述鱼尾板3和所述外侧条形钢构件4，所述螺栓9两螺母之间的间距d₁为外侧钢构件厚度t_Z与鱼尾板厚度t_y之和，钢构件和鱼尾板的边连接节点7用螺栓10连接所述鱼尾板3、所述外侧条形钢构件4和所述内侧条形钢构件5，所述螺栓10两螺母之间的间距d₂为所述外侧钢构件厚度t_Z、内侧钢构件厚度t_f和所述鱼尾板厚度t_y之和；所述外侧条形钢构件4和所述内侧条形钢构件5的交叉节点8通过螺栓11铰接连接，以实现网格墙可伸缩的目的，所述螺栓11两螺母的间距d₃为所述外侧钢构件厚度t_Z、所述内侧钢构件厚度t_f和钢垫圈13长度之和d_q。

所述一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系依据设计尺寸在工厂完成网格墙的加工和钻孔，在工厂内完场钢网格构件的定位和安装，安装过程中和完成后检查构件安装精度，确保所述钢网格构件与所述鱼尾板3连接的螺栓孔定位准确后，在钢网格墙的两侧施加一定的力将所述钢网格墙合拢，减小其占地面积，运输至施工现场后再拉伸回原状，最后将所述钢网格墙和所述鱼尾板3通过所述角部连接节点6和所述边连接节点7相连。

该结构的外部框架除使用钢框架外，还可以在林木资源丰富的地区使用木框架，木梁和木柱使用方木或规格材制成。所述外部框架的梁、柱构件均在工厂预制完成后，在现场进行拼装，所述外部框架的梁柱连接节点形式可以根据结构抗震需求的不同灵活选用，如高层建筑的梁柱连接节点采用刚接连接，低多层村镇住宅建筑中可以采用铰接连接。

所述鱼尾板采用条形钢板。

所述组成内部网格墙的条形钢构件布置在鱼尾板两侧，为抵抗循环水平荷载作用，两侧条形钢构件布置形式一致，方向相反。

所述构成所述内部网格墙的构件可以采用条形钢板，也可以采用条形木板或原竹构件形成木网格构件或竹网格构件，交叉节点的连接方式与条形钢构件一致。

所述钢框架可以采用H型钢梁、方钢管、钢管混凝土构件等，木框架可以采用方木、圆木等构件。

本发明具有的优点和积极效果是：

1)一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系的构件加工和组装均在工厂进行，组装过程中可直接完成构件、连接、螺栓孔的定位，有利于提高网格墙的加工精度，避免施工现场难以装配的问题；

2)一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系可以在工厂组装完成后合拢，对比整块的钢板墙或工程木板墙构件，合拢后的装配式网格墙占地面积小，便于吊装和运输；

3)一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系是一种高度装配化的结构体系，尽可能使用螺栓连接，避免了钢构件现场焊接容易受到外界环境和工人施工经验的影响而带来的焊接质量不稳定的问题；

4)一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系中的网格墙为水平荷载下预先选定的抗侧拉力带，避免了钢板墙在形成拉力带过程中产生噪音的问题，有利于提高住宅舒适度；

5)一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系中网格墙的材料可选用钢材、木材或竹材，既可以适用于高层建筑，也可以适用于低层建筑，既可以适用于工业发达的地区，也可以适用于木竹资源丰富的欠发达地区，具有极高的适应性。

附图说明

图1为本发明的钢框架—钢网格墙(单侧2根条形钢构件)立面图；

图2为本发明的钢框架—钢网格墙(单侧2根条形钢构件)鱼尾板与可伸缩网格墙轴测图；

图3为本发明的单侧2根条形钢构件网格墙拉伸状态平面图；

图4为本发明的单侧2根条形钢构件网格墙合拢状态平面图；

图5为本发明的钢框架—钢网格墙(单侧3根条形钢构件)立面图；

图6为本发明的钢框架—钢网格墙(单侧3根条形钢构件)鱼尾板与可伸缩网格墙轴测图；

图7为本发明的单侧3根条形钢构件网格墙拉伸状态平面图；

图8为本发明的单侧3根条形钢构件网格墙合拢状态平面图；

图9为本发明的网格墙构件角部节点示意图；

图10为本发明的网格墙构件角部节点螺栓平面图；

图11为本发明的网格墙构件边节点示意图；

图12为本发明的网格墙构件边节点螺栓平面图；

图13为本发明的网格墙构件交叉节点示意图；

图14为本发明的网格墙构件交叉节点螺栓平面图；

图15为本发明的网格墙构件交叉节点螺栓轴测图；

图16为本发明的网格墙构件交叉节点零件构造图。

图中：1为钢框架梁，2为钢框架柱，3为鱼尾板，4为一侧钢构件，4-1～4-3为一侧钢构件的编号，5为另一侧钢构件，5-1～5-3为另一侧钢构件的编号，6为钢构件和鱼尾板的角部连接节点，7为钢构件和鱼尾板的边连接节点，8为钢构件交叉连接节点，9为角部连接节点处的螺栓，10为边连接节点处的螺栓，11为交叉连接节点处的螺栓，12为螺栓，13为钢垫圈，14为螺母，d₁为角部连接节点螺帽与螺母间距，d₂为边连接节点螺帽与螺母间距，d₃为交叉连接节点螺帽与螺母间距，t_Z为一侧钢构件厚度，t_y为鱼尾板厚度，t_f为另一侧钢构件厚度，d_q为垫圈长度，A、C为单侧2根条形钢构件网格墙边连接节点，B、D为单侧2根条形钢构件网格墙交叉连接节点，E、F、G、H为单侧2根条形钢构件网格墙角部连接节点，I、J、K、L为单侧3根条形钢构件网格墙边连接节点，M、N、P、Q为单侧3根条形钢构件网格墙角部连接节点，R、S、T、U、O单侧3根条形钢构件网格墙交叉连接节点。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1-图16，一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系由所述钢框架梁1和所述钢框架柱2组成外部钢框架、所述鱼尾板3和所述两侧钢构件4和5组成的所述网格墙共同构成，其中所述外部钢框架和所述鱼尾板3焊接连接，所述鱼尾板3和所述网格墙螺栓连接，所述网格墙交叉节点螺栓连接。

实施例1：

所述一种便于运输和施工的可伸缩式网格墙单侧条形钢构件数量为双数时(以单侧2根条形钢构件为例)，如图3所示，所述单侧2根条形钢构件网格墙构件和所述鱼尾板3于角节点E、F、G、H处通过所述螺栓9相连，所述单侧2根条形钢构件网格墙构件和所述鱼尾板3于边节点A、C处通过所述螺栓10相连，所述单侧2根条形钢构件网格墙由2根所述一侧钢构件4和2根另一侧钢构件5反向交叉组成，所述两侧钢构件于交叉节点B、D处通过所述螺栓11相连。在工厂按照设计尺寸完成所述条形钢构件的加工和钻孔后，将4根所述条形钢构件进行组装，其中所述边节点A、C处在其连接的2根所述条形钢构件之间临时放置一长度和所述鱼尾板3厚度相同的钢垫圈，所述交叉节点B、D处在其连接的2根所述条形钢构件之间也放置一长度和所述鱼尾板3厚度相同的钢垫圈，然后在所述A、B、C、D四个节点处用螺栓固定所述4根条形钢构件完成所述单侧2根条形钢构件网格墙的组装，测量组装完成所述内部网格墙尺寸和螺栓孔位置，确认无误后以所述A、B、C、D四个节点所构成的平行四边形为基础，在所述节点B、D处施加一对大小相等、方向相反的力使所述内部网格墙合拢，所述单侧2根条形钢构件网格墙合拢状态示意图如图4所示。将合拢后的所述单侧2根条形钢构件网格墙运输到施工现场后，再将合拢状态的所述单侧2根条形钢构件网格墙拉伸展开至设计尺寸，拆除所述边节点A、C处临时放置的钢垫圈，并完成所述边节点A、C和所述角部节点E、F、G、H于鱼尾板的螺栓固定，完成安装。

单侧条形钢构件数量为双数的网格墙均可参照所述单侧2根条形钢构件网格墙进行设计和施工。

实施例2：

所述一种便于运输和施工的可伸缩式网格墙单侧条形钢构件数量为单数时(以单侧3根条形钢构件为例)，如图7所示，所述单侧3根条形钢构件网格墙构件和所述鱼尾板3于角节点M、N、P、Q处通过所述螺栓9相连，所述单侧3根条形钢构件网格墙构件和所述鱼尾板3于边节点I、J、K、L处通过所述螺栓10相连，所述单侧3根条形钢构件网格墙由一侧钢构件5-1、5-2、5-3和3根另一侧钢构件4-1、4-2、4-3反向交叉放置组成，所述钢构件5-1、5-2、5-3和所述钢构件4-1、4-2、4-3于交叉节点R、S、T、U、O处通过所述螺栓11相连。在工厂按照设计尺寸完成所述条形钢构件的加工和钻孔后，将6根所述条形钢构件进行组装，其中所述边节点I、J、K、L处在其连接的2根所述条形钢构件之间临时放置一长度和所述鱼尾板3厚度相同的钢垫圈，所述交叉节点R、S、T、U、O处在其连接的2根所述条形钢构件之间也放置一长度和所述鱼尾板3厚度相同的钢垫圈，然后在所述I、J、K、L、R、S、T、U、O等9个节点处用螺栓固定所述6根条形钢构件的位置，完成所述单侧3根条形钢构件网格墙构件的组装。测量组装完成的所述单侧3根条形钢构件网格墙尺寸，确认安装尺寸无误后，以所述I、J、K、L四个节点所构成的平行四边形为基础合拢所述单侧3根条形钢构件网格墙，其余构件随之转动，最终合拢状态的所述单侧3根条形钢构件网格墙如图8所示。后续运输、拆除临时垫圈、拉伸至设计尺寸并完成安装等操作与所述单侧2根条形钢构件网格墙一致，不再赘述。

单侧条形钢构件数量为单数的网格墙均可参照所述单侧3根条形钢构件网格墙进行设计和施工。

一种便于运输和安装施工的可伸缩装配式网格墙结构体系作为一种装配式结构体系，避免了现场焊接质量不稳定以及整块钢板墙或工程木剪力墙尺寸较大导致的运输困难的问题，延续了网格墙良好抗侧能力的同时，解决了网格墙结构由于加工精度不足导致的施工现场难以装配的问题，针对各种高度的结构形式都具有良好的适应性，有利于装配式钢结构的推广使用。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。