一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系的制作方法
【專利摘要】一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，包括立柱、鋼梁和剪力墻板，所述立柱包括外圍鋼板焊接形成的管柱、混凝土填充層和加強(qiáng)筋，所述管柱內(nèi)填充有混凝土形成混凝土填充層，在所述外圍鋼板的內(nèi)壁設(shè)有加強(qiáng)筋；立柱的頂部與鋼梁兩端通過摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，所述鋼梁為橫截面為H型的鋼梁，其中鋼梁包括上翼板、下翼板和連接上、下翼板的腹板，所述腹板上設(shè)有開孔，管線通過腹板上的開孔布置；在所述管柱的外圍鋼板外側(cè)鉸接連接有剪力墻板，所述剪力墻板上設(shè)有傾斜的長條孔?？蚣芰褐?jié)點(diǎn)采用鉸接，將框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中豎向分布的力與水平分布的力分開，受力明確，提高了節(jié)點(diǎn)出的耗能性，提高節(jié)點(diǎn)處的變形量，使得節(jié)點(diǎn)處不易過早發(fā)生斷裂破壞。
【專利說明】
一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)框架技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，施工周期短，質(zhì)量易控制，材料可回收，是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體系。但目前國內(nèi)已有的鋼結(jié)構(gòu)體系節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)大都采用剛性節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)處受力復(fù)雜，承擔(dān)較大負(fù)彎矩，在地震作用下結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力大，結(jié)構(gòu)耗能性能差。 中國專利號CN201410111074.2公開的一種名稱為“剛性節(jié)點(diǎn)的工業(yè)化裝配式蜂窩梁鋼結(jié)構(gòu)偏心支撐體系”發(fā)明專利；中國專利號CN201210063584.8公開的一種名稱為“一種鋼結(jié)構(gòu)梁柱裝配式剛性節(jié)點(diǎn)”發(fā)明專利；中國專利號CN201010123152.2公開的一種名稱為“單層鋼結(jié)構(gòu)廠房框架梁柱工地拼接剛性節(jié)點(diǎn)”發(fā)明專利等，都屬于此類剛性節(jié)點(diǎn)案例。
[0003]框架結(jié)構(gòu)中，柱子截面一般采用矩形截面、圓形截面或工字形截面，當(dāng)柱子承受較大豎向荷載作用時(shí)，設(shè)計(jì)截面較大截面尺寸遠(yuǎn)大于墻體厚度房間內(nèi)會出現(xiàn)柱子棱角，降低建筑空間利用率。當(dāng)鋼梁采用焊接H型鋼時(shí)，截面高度較大，若再有設(shè)備管線布置，當(dāng)實(shí)腹梁截面尺寸設(shè)計(jì)較大時(shí)，房間使用高度(房間使用高度為建筑層高減去鋼梁截面高度及設(shè)備管線高度)將會減小，房間凈高使用高度勢必降低，影響房間舒適度。中國專利號 CN201520433021.2公開的一種名稱為“一種鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)”實(shí)用新型專利所述鋼柱為方形鋼管，所述鋼梁為H型鋼；中國專利號CN201420601567.X公開的一種名稱為“裝配式耗能型梁柱節(jié)點(diǎn)”實(shí)用新型專利所述鋼柱與鋼梁均為H型鋼；中國專利號CN201510495925.2公開的一種名稱為“圓鋼管混凝土柱與鋼梁的連接結(jié)構(gòu)”發(fā)明專利采用圓鋼管柱及H型鋼梁。
[0004]在框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，普通鋼板剪力墻在地震往復(fù)拉壓荷載作用下容易發(fā)生屈曲，影響其耗能性能。中國專利號CN201510067841.9公開的一種名稱為“一種裝配式耗能鋼板剪力墻”發(fā)明專利；中國專利號CN201410088303.3公開的一種名稱為“一種裝配式加勁鋼板剪力墻”發(fā)明專利等都屬于實(shí)腹式鋼板剪力墻，該種剪力墻在地震作往復(fù)拉壓用下易發(fā)生屈曲，影響耗能性能。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的框架鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系存在以下缺點(diǎn):
[0006] 1、梁柱節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)，承受較大負(fù)彎矩，地震作用下結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力大。
[0007] 2、普通鋼梁鋼柱截面尺寸大，房間內(nèi)有露出的柱子棱角，影響建筑空間使用。
[0008] 3、普通鋼板剪力墻在地震作往復(fù)拉壓用下易發(fā)生屈曲，影響耗能性能。[〇〇〇9]因此如何設(shè)計(jì)一種受力明確、設(shè)計(jì)簡單、施工方便、安全可靠的鋼結(jié)構(gòu)框架體系是本領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系。
[0011]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:該種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，包括立柱、鋼梁和剪力墻板，所述立柱包括外圍鋼板焊接形成的管柱、混凝土填充層和加強(qiáng)筋，所述管柱內(nèi)填充有混凝土形成混凝土填充層，在所述外圍鋼板的內(nèi)壁設(shè)有加強(qiáng)筋；
[0012]立柱的頂部與鋼梁兩端通過摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，所述鋼梁為橫截面為H型的鋼梁，其中鋼梁包括上翼板、下翼板和連接上、下翼板的腹板，所述腹板上設(shè)有開孔，管線通過腹板上的開孔布置；
[0013]在所述管柱的外圍鋼板外側(cè)鉸接連接有剪力墻板，所述剪力墻板上設(shè)有傾斜的長條孔。
[0014]進(jìn)一步地，所述剪力墻板為鋼板，且剪力墻板設(shè)有兩層，分別為內(nèi)剪力墻板和外剪力墻板，內(nèi)、外剪力墻板上的傾斜的長條孔傾斜方向不同形成交叉布置，剪力墻板的邊緣通過焊接在外圍鋼板上的端板和螺栓鉸接連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述長條孔均勻布置。
[0016]進(jìn)一步地，所述長條孔相對于水平面的傾斜角度為30度至60度。
[0017]進(jìn)一步地，所述外圍鋼板內(nèi)壁的加強(qiáng)筋為傾斜交叉布置。
[0018]進(jìn)一步地，所述立柱包括中柱、角柱和邊柱，所述中柱的橫截面為十字形，角柱的橫截面為L形，邊柱的橫截面為T形。
[0019]進(jìn)一步地，所述開孔為圓形、六邊形或異形孔。
[0020]進(jìn)一步地，所述鋼梁的兩端通過摩擦型高強(qiáng)螺栓和焊接于外圍鋼板外的平面端板或槽型端板連接。
[0021]綜上，本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:[〇〇22]1、框架梁柱節(jié)點(diǎn)采用鉸接，將框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中豎向分布的力與水平分布的力分開，受力明確，提高了節(jié)點(diǎn)出的耗能性，提高節(jié)點(diǎn)處的變形量，使得節(jié)點(diǎn)處不易過早發(fā)生斷裂破壞。
[0023]2、框架柱采用異形鋼管混凝土柱，承載力高，室內(nèi)沒有外露的柱子棱角，提高了建筑空間利用率。[〇〇24]3、鋼梁采用蜂窩梁，蜂窩梁腹板孔洞既美觀又可以布置管線設(shè)備，不用額外增加布線管道，提高建筑層高。
[0025]4、采用雙層開斜縫鋼板剪力墻，斜向縫隙交叉布置，其主要目的是一個(gè)方向板帶受拉時(shí)可限制另一個(gè)方向板帶受壓屈曲。在地震往復(fù)拉壓荷載作用下，受拉鋼板可為受壓鋼板提供面外支撐，限制其發(fā)生屈曲，耗能性能好。
[0026]5、構(gòu)件之間均通過螺栓連接，拆卸方便，有利于結(jié)構(gòu)震后修復(fù)。【附圖說明】[〇〇27]圖1為本發(fā)明鉸接框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系整體示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明L形立柱橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明T形立柱橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明十字形立柱橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；[0031 ]圖5為本發(fā)明立柱的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇32]圖6為本發(fā)明鋼梁結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇33]圖7為本發(fā)明單層剪力墻板示意圖；
[0034]圖8為本發(fā)明采用平面端板連接時(shí)的梁柱節(jié)點(diǎn)正視圖；
[0035]圖9為本發(fā)明采用平面端板連接時(shí)的梁柱節(jié)點(diǎn)側(cè)視圖；[〇〇36]圖10為本發(fā)明采用槽型端板連接時(shí)的梁柱節(jié)點(diǎn)正視圖；
[0037]圖11為本發(fā)明采用槽型端板連接時(shí)的梁柱節(jié)點(diǎn)側(cè)視圖；
[0038]圖12為本發(fā)明采用槽型端板連接時(shí)的梁柱節(jié)點(diǎn)俯視圖。
[0039]圖中:
[0040]1立柱、2鋼梁、3剪力墻板、4管柱、5混凝土填充層、6加強(qiáng)筋、7上翼板、8下翼板、9腹板、10平面端板、11槽型端板、12開孔、13摩擦型高強(qiáng)螺栓、14長條孔、15內(nèi)剪力墻板、16外剪力墻板、17端板。【具體實(shí)施方式】[〇〇41]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的特征和原理進(jìn)行詳細(xì)說明，所舉實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并非以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0042]如圖1、圖5所示，該發(fā)明包括立柱、鋼梁和剪力墻板，所述立柱包括外圍鋼板焊接形成的管柱、混凝土填充層和加強(qiáng)筋，所述管柱內(nèi)填充有混凝土形成混凝土填充層，在所述外圍鋼板的內(nèi)壁設(shè)有加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋為拉結(jié)鋼筋，所述外圍鋼板內(nèi)壁的加強(qiáng)筋為傾斜交叉布置。
[0043]如圖6所示，立柱的頂部與鋼梁兩端通過摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，如圖8-圖12所示， 鋼梁節(jié)點(diǎn)通過焊接于立柱外壁的平面端板與鋼梁腹板采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，在地震作用下鋼梁端部可發(fā)生轉(zhuǎn)動，為鉸接連接，提高節(jié)點(diǎn)的耗能性，增大節(jié)點(diǎn)受力時(shí)的變形量，節(jié)點(diǎn)處不承擔(dān)負(fù)彎矩，只承擔(dān)由梁傳來的剪力。所述鋼梁為橫截面為H型的鋼梁，其中鋼梁包括上翼板、下翼板和連接上、下翼板的腹板，所述腹板上設(shè)有開孔，管線通過腹板上的開孔布置。因傳統(tǒng)的管線布置需要在鋼梁設(shè)置管線布置設(shè)備，因此在一定程度上增大了鋼梁的高度，即降低了房間的使用高度。而在鋼梁上設(shè)置開孔，一方面可方便設(shè)備管線布置，提高房間使用高度；另一方面可節(jié)省鋼材，且造型美觀，孔型應(yīng)方便切割，且開孔后的蜂窩梁可抵抗外部荷載。[〇〇44]如圖7所示，在所述管柱的外圍鋼板外側(cè)鉸接連接有剪力墻板，所述剪力墻板為鋼板，剪力墻板上設(shè)有傾斜的長條孔，所述長條孔均勻布置。且剪力墻板設(shè)有兩層，分別為內(nèi)剪力墻板和外剪力墻板，內(nèi)、外剪力墻板上的傾斜的長條孔傾斜方向不同形成交叉布置，剪力墻板的邊緣通過焊接在外圍鋼板上的端板和螺栓鉸接連接。當(dāng)然剪力墻板設(shè)置一層或者多層亦可。兩層剪力墻板傾斜的長條孔交叉布置，其主要目的是一個(gè)方向板帶受拉時(shí)可限制另一個(gè)方向板帶受壓屈曲。長條孔傾斜角度根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果建議取30°至60°。結(jié)構(gòu)豎向荷載由蜂窩梁傳遞給異形鋼管混凝土柱，水平荷載由雙層開斜縫鋼板剪力墻承擔(dān)，將框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系豎向傳力體系與水平傳力體系分開，受力明確。
[0045]如圖2、圖3、圖4所示，所述立柱包括中柱、角柱和邊柱，所述中柱的橫截面為十字形，角柱的橫截面為L形，邊柱的橫截面為T形。其中L形柱對應(yīng)單個(gè)房間墻角，十字形柱對應(yīng)中間墻角，T形柱對應(yīng)連接兩邊房間的墻角。
[0046]所述開孔為圓形、六邊形或異形孔，可以根據(jù)實(shí)際管線的布置設(shè)計(jì)開孔的形狀和大小。
[0047]上述實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)入本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，包括立柱、鋼梁和剪力墻板，其特征在于:所述立柱包 括外圍鋼板焊接形成的管柱、混凝土填充層和加強(qiáng)筋，所述管柱內(nèi)填充有混凝土形成混凝 土填充層，在所述外圍鋼板的內(nèi)壁設(shè)有加強(qiáng)筋；立柱的頂部與鋼梁兩端通過摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，所述鋼梁為橫截面為H型的鋼梁，其 中鋼梁包括上翼板、下翼板和連接上、下翼板的腹板，所述腹板上設(shè)有開孔，管線通過腹板 上的開孔布置；在所述管柱的外圍鋼板外側(cè)鉸接連接有剪力墻板，所述剪力墻板上設(shè)有傾斜的長條 孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述剪力墻板為鋼板， 且剪力墻板設(shè)有兩層，分別為內(nèi)剪力墻板和外剪力墻板，內(nèi)、外剪力墻板上的傾斜的長條孔 傾斜方向不同形成交叉布置，剪力墻板的邊緣通過焊接在外圍鋼板上的端板和螺栓鉸接連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述長條孔均勻布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述長條孔相對 于水平面的傾斜角度為30度至60度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述外圍鋼板內(nèi)壁的加 強(qiáng)筋為傾斜交叉布置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述立柱包括中柱、角 柱和邊柱，所述中柱的橫截面為十字形，角柱的橫截面為L形，邊柱的橫截面為T形。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述開孔為圓形、六邊 形或異形孔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架體系，其特征在于:所述鋼梁的兩端通過摩 擦型高強(qiáng)螺栓和焊接于外圍鋼板外的平面端板或槽型端板連接。
【文檔編號】E04B1/14GK105951991SQ201610397779
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】胡樹青, 王培軍, 張露露, 員建成, 馬國潤
【申請人】山東中通鋼構(gòu)建筑股份有限公司