專利名稱：一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)框架體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型結(jié)構(gòu)體系，特別是建筑領(lǐng)域應(yīng)用的一種工業(yè)化裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系。
背景技術(shù)：
普通的鋼結(jié)構(gòu)的施工在現(xiàn)場大量使用焊接，不僅影響施工速度而且施工質(zhì)量也很難控制，最近幾年出現(xiàn)的由于鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量造成的工程質(zhì)量問題不勝枚舉，現(xiàn)場焊接是其中一個重要的因素，現(xiàn)場焊接質(zhì)量不易控制，而且對環(huán)境造成很大的污染。
傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要現(xiàn)場綁扎鋼筋、澆注混凝土，需要大量的人工及養(yǎng)護時間，工程造價大大提高。并且建筑拆除時造成大量的建筑垃圾。
最近幾年，國內(nèi)學(xué)者對裝配式鋼結(jié)構(gòu)的研究僅限于多層，并且施工速度只是稍有減少，并未真正實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的快速安裝，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有工程的上述缺陷，提供一種多、高層鋼結(jié)構(gòu)快速施工的結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系能夠?qū)崿F(xiàn)主體鋼結(jié)構(gòu)快速安裝，并且能夠抵抗高烈度地震，完美地體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
—種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)框架體系，包括主體板架I和由柱子8與柱蓋板組成的柱子系統(tǒng)2 ;主體板架包括基礎(chǔ)板架和樓板15 ；
所述主體板架I由A、B、C三種基礎(chǔ)板架組成的基本單元構(gòu)成，其中A基礎(chǔ)板架為邊緣部位的基礎(chǔ)板架，B、C兩基礎(chǔ)板為中間位置的板架，且B、C基礎(chǔ)板架交替連接；
三種基礎(chǔ)板架中，不與其他基礎(chǔ)板架相鄰一邊的梁均為寬梁3 ;與其他基礎(chǔ)板架相鄰一邊的梁均為窄梁4 ;窄梁的梁寬為寬梁梁寬的一半，寬梁的梁寬小于或等于柱座法蘭的寬度；寬梁，窄梁的構(gòu)造相同，都是桁架梁；其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼10，桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板14 ;桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接；
A、B、C三種基礎(chǔ)板架中相互垂直的兩梁，沿梁高與兩塊加勁板12通過焊接連接； 并排相鄰的梁在兩梁相同位置的連接槽鋼用螺栓連接；帶柱座7的基礎(chǔ)板架中，柱座與相鄰的梁用螺栓連接；
A基礎(chǔ)板架為主體板架I的外側(cè)基礎(chǔ)板架，為寬梁3和窄梁4組成的矩形的基礎(chǔ)板架，A板架的中間位置有兩個并排相連的窄梁4，且兩窄梁用螺栓將處于兩梁相同位置的連接槽鋼連接在一起；A基礎(chǔ)板架的外側(cè)長邊一邊布置柱子8 ;與其他基礎(chǔ)板架相鄰的長邊一邊不布置柱子；
B基礎(chǔ)板架，C基礎(chǔ)板架為中間類型的兩種矩形的基礎(chǔ)板架；其中B基礎(chǔ)板架與A基礎(chǔ)板架相鄰的窄梁邊不布置柱子8 ;與C基礎(chǔ)板架相鄰的窄梁邊布置柱子8，形成節(jié)點，其中中間節(jié)點為節(jié)點6，兩端的節(jié)點為節(jié)點5 ;節(jié)點6為T形，由于柱座法蘭寬大于或等于窄梁梁寬的兩倍，所以把窄梁與柱座法蘭的中心線對齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側(cè)、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節(jié)點5為L形，其中柱座與相互垂直的一條寬梁、一條窄梁用螺栓連接在一起，寬梁與柱座法蘭中相互垂直的兩條中心線中的一條對齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度JPB基礎(chǔ)板架節(jié)點5、節(jié)點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起；
C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架、A基礎(chǔ)板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎(chǔ)板架與 B基礎(chǔ)板架相鄰的長邊的節(jié)點，中間位置節(jié)點是節(jié)點8，兩端是節(jié)點7 ;節(jié)點8為四條窄梁組成，其中兩窄梁共線；另外兩窄梁位于C基礎(chǔ)板架中間位置，并排連接且與共線窄梁垂直; 兩共線窄梁分別與并排窄梁的不相鄰長邊垂直對齊；節(jié)點7為相互垂直的一條窄梁和一條寬梁組成；窄梁與寬梁的內(nèi)側(cè)長邊垂直對齊；即C基礎(chǔ)板架節(jié)點8、節(jié)點7均形成凹槽，使得節(jié)點8凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點5的凸起相吻合、節(jié)點7凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點6的凸起相吻合；
柱座7為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件7-1包裹的柱墩；各部件通過焊接連接在一起；柱子8與柱蓋板通過焊接連接在一起；將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起；
樓板15澆注在于A、B、C基礎(chǔ)板架上，與基礎(chǔ)板架形成整體。
所述主體板架由基礎(chǔ)板架和樓板構(gòu)成，在工廠將所述寬梁、窄梁、樓板做成一體， 寬梁和窄梁均為在工廠由槽鋼焊接而成。管線在寬梁和窄梁的腹板槽鋼間通過，從而形成 A基礎(chǔ)板架、B基礎(chǔ)板架和C基礎(chǔ)板架。在所述基礎(chǔ)板架與所述柱座連接部位、所述寬梁與所述窄梁連接處采用螺栓連接及部分焊接僅限于工廠內(nèi)。所述柱座與所述柱子采用螺栓將柱蓋板與柱座法蘭連接在一起。
有益效果
本發(fā)明采用施工階段能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝配式并能夠有效抵抗水平側(cè)移的多、高層鋼結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)形式不僅能夠有效地實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工的工業(yè)化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。
通過工程實踐和1:10振動臺實驗發(fā)現(xiàn)，所述新型結(jié)構(gòu)體系比普通結(jié)構(gòu)體系施工速度提高了 500%，而且用鋼量降低50%，并且實現(xiàn)施工現(xiàn)場的“無水、無火、無塵”，減小了現(xiàn)場施工的安全隱患，減小環(huán)境污染。


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圖I本發(fā)明結(jié)構(gòu)主板架拼裝平面布置圖 2本發(fā)明結(jié)構(gòu)梁板組合圖 3本發(fā)明結(jié)構(gòu)框架圖 4本發(fā)明結(jié)構(gòu)A板架圖 5本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架圖 6本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點6凸起圖
圖7本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點5凸起圖
圖8本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架圖
圖9本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點8凹槽圖
圖10本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點7凹槽圖
圖11本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點I圖
圖12本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點I詳圖
圖13發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點2圖
圖14本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點2詳圖
圖15本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點3圖
圖16本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點3詳圖
圖17本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點4圖
圖18本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點4詳圖
圖19本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點5圖
圖20本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點5詳圖
圖21本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點6圖
圖22本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點6詳圖
圖23本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點7圖
圖24本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點7詳圖
圖25本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點8圖
圖26本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點8詳圖
圖27本發(fā)明結(jié)構(gòu)柱座圖
圖28本發(fā)明結(jié)構(gòu)柱座詳圖
圖29本發(fā)明結(jié)構(gòu)壓型鋼板圖
圖30本發(fā)明結(jié)構(gòu)寬梁連接示意圖
圖31本發(fā)明結(jié)構(gòu)窄梁連接示意圖
其中，I-主體板架；2_柱子系統(tǒng)；3_寬梁；4_窄梁；
5-壓型鋼板；6_混凝土 ；7-柱座；7_1 :柱座連接件；7_2 :柱墩；7_3 :柱座法蘭； 8-柱子；10_連接槽鋼；11_1柱蓋板I ;11_2蓋板II ; 11-3柱蓋板III ; 11-4蓋板IV ; 11-5柱蓋板V;12_加勁板；13-端頭；14-段封板、15-樓板。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖具體說明所述結(jié)構(gòu)體系的實現(xiàn)方式。
如圖f 10所示，本發(fā)明為一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)框架體系，包括主體板架和柱子系統(tǒng)。所述主體板架由基礎(chǔ)板架和樓板構(gòu)成，此處樓板15以壓型鋼板混凝土為例，樓板還可以采用鋼筋混凝土等多種形式。在工廠將寬梁3、窄梁4和柱座7組裝成基礎(chǔ)板架，并將壓型鋼板5放置在于寬梁3和窄梁4上，采用栓釘連接，在壓型鋼板5上澆筑混凝土 6，利用寬梁3、窄梁4腹桿的空隙，放置管線等，最終形成A基礎(chǔ)板架、B基礎(chǔ)板架和C 基礎(chǔ)板架，將A、B、C基礎(chǔ)板架按照附圖I所示通過螺栓連接，及焊接連接成主體板架。樓板 15澆注在于A、B、C基礎(chǔ)板架上，與基礎(chǔ)板架形成整體。
圖11-圖26為本結(jié)構(gòu)節(jié)點的構(gòu)造形式，其連接方式如下柱8與柱蓋板在工廠焊接，寬梁3和窄梁4沿梁高與兩塊加勁板12通過焊接連接在一起形成基礎(chǔ)板架，最后用螺栓將柱座7、柱蓋板、基礎(chǔ)板架連接在一起形成節(jié)點。
圖27-圖28為本結(jié)構(gòu)柱座構(gòu)造圖。柱座7為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件7-1包裹的柱墩。各部件通過焊接連接在一起。柱子8與柱蓋板通過焊接連接在一起。將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起。
圖30-圖31為結(jié)構(gòu)寬梁，窄梁的構(gòu)造組成。寬梁，窄梁的構(gòu)造相同，都是桁架梁。 其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度。每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼10，桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板14。桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接。
以上是本發(fā)明的一個典型實施例，本發(fā)明的實施不限于此。權(quán)利要求
1.一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)框架體系，包括主體板架(I)和由柱子(8 )與柱蓋板組成的柱子系統(tǒng)(2);主體板架包括基礎(chǔ)板架和樓板(15)； 所述主體板架(I)由A、B、C三種基礎(chǔ)板架組成的基本單元構(gòu)成，其中A基礎(chǔ)板架為邊緣部位的基礎(chǔ)板架，B、C兩基礎(chǔ)板為中間位置的板架，且B、C基礎(chǔ)板架交替連接； 三種基礎(chǔ)板架中，不與其他基礎(chǔ)板架相鄰一邊的梁均為寬梁(3);與其他基礎(chǔ)板架相鄰一邊的梁均為窄梁(4);窄梁的梁寬為寬梁梁寬的一半，寬梁的梁寬小于或等于柱座法蘭的寬度；寬梁，窄梁的構(gòu)造相同，都是桁架梁；其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼(10)，桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板(14);桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接； A、B、C三種基礎(chǔ)板架中相互垂直的兩梁，沿梁高與兩塊加勁板(12)通過焊接連接；并排相鄰的梁在兩梁相同位置的連接槽鋼用螺栓連接；帶柱座(7)的基礎(chǔ)板架中，柱座與相鄰的梁用螺栓連接； A基礎(chǔ)板架為主體板架(I)的外側(cè)基礎(chǔ)板架，為寬梁(3)和窄梁(4)組成的矩形的基礎(chǔ)板架，A板架的中間位置有兩個并排相連的窄梁(4)，且兩窄梁用螺栓將處于兩梁相同位置的連接槽鋼連接在一起；A基礎(chǔ)板架的外側(cè)長邊一邊布置柱子(8);與其他基礎(chǔ)板架相鄰的長邊一邊不布置柱子； B基礎(chǔ)板架，C基礎(chǔ)板架為中間類型的兩種矩形的基礎(chǔ)板架；其中B基礎(chǔ)板架與A基礎(chǔ)板架相鄰的窄梁邊不布置柱子(8 );與C基礎(chǔ)板架相鄰的窄梁邊布置柱子(8 )，形成節(jié)點，其中中間節(jié)點為節(jié)點6，兩端的節(jié)點為節(jié)點5 ;節(jié)點6為T形，由于柱座法蘭寬大于或等于窄梁梁寬的兩倍，所以把窄梁與柱座法蘭的中心線對齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側(cè)、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節(jié)點5為L形，其中柱座與相互垂直的一條寬梁、一條窄梁用螺栓連接在一起，寬梁與柱座法蘭中相互垂直的兩條中心線中的一條對齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度JPB基礎(chǔ)板架節(jié)點5、節(jié)點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起； C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架、A基礎(chǔ)板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架相鄰的長邊的節(jié)點，中間位置節(jié)點是節(jié)點8，兩端是節(jié)點7 ;節(jié)點8為四條窄梁組成，其中兩窄梁共線；另外兩窄梁位于C基礎(chǔ)板架中間位置，并排連接且與共線窄梁垂直；兩共線窄梁分別與并排窄梁的不相鄰長邊垂直對齊；節(jié)點7為相互垂直的一條窄梁和一條寬梁組成；窄梁與寬梁的內(nèi)側(cè)長邊垂直對齊；即C基礎(chǔ)板架節(jié)點8、節(jié)點7均形成凹槽，使得節(jié)點8凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點5的凸起相吻合、節(jié)點7凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點6的凸起相吻合；柱座(7)為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件(7-1)包裹的柱墩；各部件通過焊接連接在一起；柱子(8)與柱蓋板通過焊接連接在一起；將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起； 樓板(15)澆注在于A、B、C基礎(chǔ)板架上，與基礎(chǔ)板架形成整體。
全文摘要
工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)框架體系屬于建筑領(lǐng)域。本發(fā)明包括鋼結(jié)構(gòu)主體板架和柱子系統(tǒng)，所述鋼結(jié)構(gòu)主體板架包括基礎(chǔ)板架、樓板；柱子系統(tǒng)包括柱子和柱蓋板。在工廠將所述寬梁、窄梁、樓板做成一體，寬梁和窄梁均為在工廠由槽鋼焊接而成。管線在寬梁和窄梁的腹板槽鋼間通過，從而形成A基礎(chǔ)板架、B基礎(chǔ)板架和C基礎(chǔ)板架。在所述基礎(chǔ)板架與所述柱座連接部位、所述寬梁與所述窄梁連接處采用高強螺栓連接及部分焊接(僅限于工廠內(nèi))。所述柱座與所述柱子之間采用高強螺栓通過法蘭連接。本發(fā)明施工速度快，結(jié)構(gòu)承載力高、抗側(cè)移能力好，能夠充分發(fā)揮材料的強度，有效抵抗水平荷載，減小結(jié)構(gòu)層間位移，減小焊接對環(huán)境造成的污染。
文檔編號E04B1/58GK102979171SQ20121048685
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者劉學(xué)春, 張愛林, 葉全喜, 楊博 申請人:北京工業(yè)大學(xué)