[发明专利]多层房屋冷弯薄壁型钢梁柱结构体系

说明书

一、技术领域

本发明属于建筑结构技术，具体为一种新型冷弯薄壁型钢组合墙体与梁连接的结构体系，包括楼层梁与墙体的连接。

二、背景技术

冷弯薄壁型钢结构房屋杆件自重轻、施工时不需要大型施工机械，便于操作，抗震性能好、节能、节地、节材、环保，有利于房屋建筑产业化，并具有施工周期短、综合效益好等一系列优点，很适合在房屋建筑中采用。目前这种体系已成为美国、日本、澳大利亚等发达国家低层住宅建筑的重要形式。鉴于冷弯薄壁型钢结构绿色生态的特性及全寿命周期计算经济上的优势，中国近几年也开始大量引进该体系的住宅结构，已修建的低层房屋建筑较多。业内人士对节点、杆件及整体的力学性能做了大量试验及有限元分析研究工作，但目前冷弯薄壁型钢组合墙体在楼层连接处竖向承力构件断开的连接方式始终是制约该体系向多高层及较大开间的公共建筑发展的瓶颈因素，且楼层梁直接作用到U型底梁上，集中力作用处梁的局部稳定难以保证，因此限定在低层建筑中应用，很难满足人们对建筑多功能的要求，也很难应对我国人多地少，住房用地紧张的客观国情需要，大量推广应用受到极大限制。

国内外冷弯薄壁型钢组合墙体连接构造中，U形截面构件一般用作顶梁、底梁或边梁等非承重构件，且套在C型截面构件端头；C形截面构件一般用作梁、柱承重构件。由于每层墙体被楼盖隔开，墙体在结构上不连续，还必须设置贯通楼盖的抗拔锚栓将上下层墙体连成整体。此种连接方式可通过构造改变，梁柱杆件一一对应，对承受竖向荷载作用影响很小，但对于承受水平风载及地震作用却非常不利，且不符合工程结构设计中“强节点弱杆件，强柱弱梁”的设计准则，因为组合墙体内的竖向承载骨架构件-柱在楼层处是断开的。

中国专利申请201110227050.X公开了一种轻钢房屋楼盖连接结构，其包括楼盖梁和轻钢墙体，其楼盖内的横梁和楼盖梁均采用桁架结构；墙体内的竖向承载构件采用格构式截面，该种结构整体性较好，但格构式杆件内部中空，纵向框架梁杆件在其内部插入通过，采用缀板承受楼面引起的荷载非常不利，且固定填充墙板难度也较大；楼盖内及墙体内部受力杆件较多，需要设置的螺栓等连接键较多，需要在杆件上预先开螺栓孔，对施工精度要求较高，施工周期长。

三、发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，设计一种传力路径直接、能提高房屋的抗侧能力的多层房屋冷弯薄壁型钢梁柱结构体系。

本发明的基本思路是：设计一种多层房屋冷弯薄壁型钢梁柱结构体系，该体系依托上下角钢与承受水平及竖向荷载的承载梁及墙内骨架构件进行连接，使得组合墙体内部的竖向构件连续、传力路径直接、能大大提高房屋的抗侧能力。该体系应用到多层冷弯薄壁型钢房屋中，楼层纵向梁与闭口截面矩形钢管柱采用自攻螺钉方式进行连接，纵向梁上下冷弯薄壁角钢采用全自攻螺钉与梁柱进行连接，形成多道防线，加强构件间连接的可靠性，不再使用需穿透楼层的抗剪件来连接上下楼层，墙体骨架柱-楼层梁连接整体性强，空间力学性能较好。

本发明的具体技术方案是：

一种多层房屋冷弯薄壁型钢梁柱结构体系，包括钢筋混凝土地梁，钢筋混凝土地梁中相间预埋有金属预埋件，预埋件从钢筋混凝土地梁上表面露头，每个露头上固定连接有向上直立的柱，每根柱上按设计高度固定有与柱垂直的梁，每根梁相互平行，其特征在于：

柱采用的是矩形钢管柱；

梁采用的是折弯成“L”形的冷弯薄壁C型钢梁，并形成楼层梁部分、折弯部分、勾头部分；

冷弯薄壁C型钢梁的直立部分为腹板、上下水平部分为翼缘；

且：

有一根冷弯薄壁角钢通过自攻螺钉固定在每根矩形钢管柱按设计高度的上方等高处，有另一根冷弯薄壁角钢通过自攻螺钉固定在每根矩形钢管柱按设计高度的下方等高处，上方的冷弯薄壁角钢与下方的冷弯薄壁角钢之间形成空腔；

“L”形冷弯薄壁C型钢梁的折弯部分嵌在空腔中，折弯部分的腹板通过自攻螺钉固定在每根矩形钢管柱上，折弯部分的翼缘通过自攻螺钉固定在冷弯薄壁角钢上；

“L”形冷弯薄壁C型钢梁的折弯部分的长度等于相邻两根矩形钢管柱之间的间距；

“L”形冷弯薄壁C型钢梁的勾头部分通过自攻螺钉固定在前一根冷弯薄壁C型钢梁的梁腹板部分上；

部分或全部矩形钢管柱的空腔中充填砂卵石。一般是受轴力作用较大的中柱，向其内部填充砂卵石并采用激振器进行密实。

具体制作可以是：