專利名稱：鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，采用該體系能夠保障結(jié)構(gòu)安全性，同時(shí)節(jié)省鋼材和提高效率，有利于鋼結(jié)構(gòu)建筑的推廣應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)建筑中要大量消耗土壤、粘土等，而土壤資源是有限的，人們只能去挖掘成片的田地，從而造成土地資源的極大破壞。所以現(xiàn)在世界各國(guó)都在推行鋼結(jié)構(gòu)建筑，鋼結(jié)構(gòu)不僅能節(jié)約土地資源，而且鋼結(jié)構(gòu)還具有很多其它的優(yōu)越條件，如鋼材的結(jié)構(gòu)組織均勻、強(qiáng)度高、彈性模量高、塑性和韌性好，適于承受沖擊的地震荷載，鋼材的密度與強(qiáng)度之比較小，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比要輕30％～50％，而且鋼結(jié)構(gòu)便于機(jī)械化生產(chǎn)，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種。但是，也不能否認(rèn)，鋼結(jié)構(gòu)還存在著缺陷和隱患。1.鋼材的耐溫性較差，其許多性能隨溫度升降而變化，當(dāng)溫度達(dá)到430-540℃之間時(shí)，鋼材的屈服力、抗接強(qiáng)度和彈性模量將急劇下降，失去承載能力，垂直塌落，形成“扁餅”效應(yīng)。2.普通鋼材的抗府蝕性能較差，尤其是處于濕度較大，有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，會(huì)很快地生銹腐蝕，削弱了構(gòu)件的承載力。3.結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。失穩(wěn)分兩大類整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。大量的事故表明，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于強(qiáng)度高，所用截面相對(duì)小，也就容易失去穩(wěn)定。整體失穩(wěn)大多數(shù)是由局部失穩(wěn)造成的，當(dāng)受壓部位或受彎部位的長(zhǎng)細(xì)比超過(guò)允許值，會(huì)失去穩(wěn)定。
現(xiàn)有技術(shù)中的鋼結(jié)構(gòu)建筑一般均采用鋼框架+支撐或鋼框架+抗震墻體系，即鋼柱、鋼梁及樓板組合成鋼框架與支撐(或抗震墻)形成抗側(cè)力體系，以抵抗荷載。梁柱接點(diǎn)是體系的核心技術(shù)，現(xiàn)多采用剛接或鉸接等方式。地震區(qū)一般采用剛接接點(diǎn)。接點(diǎn)大多采用焊接或螺栓把鋼柱和鋼梁連成整體，也有采用既焊接又螺栓混合連接的方式。鋼結(jié)構(gòu)防腐一般采用刷油漆保護(hù)，防火一般采用防火涂料涂裝，也可用防火材料包裹，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，占用結(jié)構(gòu)空間。由于鋼框架體系中的鋼梁與砼板連接在一起，很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的抗震設(shè)計(jì)原則。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的上述缺陷，提供一種能夠保障結(jié)構(gòu)安全性，同時(shí)節(jié)省鋼材和提高效率的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，采用該體系還能夠縮短工期、促進(jìn)工廠化生產(chǎn)、提升建筑物的抗震性能。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為，通過(guò)利用具有鋼結(jié)構(gòu)邊框的板體設(shè)計(jì)即加勁板，在框架結(jié)構(gòu)中弱化梁的作用，強(qiáng)化板在結(jié)構(gòu)安全中的作用，使得加勁板與鋼柱直接進(jìn)行結(jié)合，由原有的板-梁-柱間接傳力模式改變?yōu)榘?柱直接傳力模式，構(gòu)造成為受力直接的建筑結(jié)構(gòu)體系，即鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，包括鋼柱和板，其特征在于所述板為具有鋼結(jié)構(gòu)邊框的板即加勁板，該加勁板與所述鋼柱直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。
所述加勁板具有型鋼焊接成的邊框，鋼柱為H型鋼或方鋼管，鋼柱和加勁板之間有角鋼式連接板，鋼柱和加勁板均通過(guò)螺栓連接于角鋼式連接板的兩邊。
所述螺栓為高強(qiáng)螺栓，所述型鋼為槽鋼。
所述鋼柱兩直邊間固定連接有一直板，使鋼柱與加勁板相連的區(qū)段內(nèi)鋼柱斷面呈“日”字形。
所述鋼柱外沿設(shè)置有支承剪力鍵，所述加勁板的一角正好擱置于支承剪力鍵上。
所述支承剪力鍵為實(shí)心方鋼，所述實(shí)心方鋼焊接在鋼柱外沿。
所述加勁板的角上方固定連接有角鋼，所述角鋼一邊與所述角鋼式連接板的一邊通過(guò)螺栓連接。
所述鋼柱間設(shè)置有抗震墻或支撐，抗震墻由鋼筋砼組成，支撐由型鋼或鋼筋組成。
所述邊框內(nèi)部由圓鋼或鋼筋布置成網(wǎng)狀。
所述邊框內(nèi)灌注有混凝土或輕質(zhì)混凝土。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下鋼結(jié)構(gòu)建筑一般由鋼柱和橫梁搭建成框架結(jié)構(gòu)，然后在橫梁上加裝樓板，同時(shí)加上外墻和內(nèi)部隔離墻。本發(fā)明為一新型的建筑結(jié)構(gòu)體系，在原有的鋼結(jié)構(gòu)建筑的基礎(chǔ)上，弱化了梁的結(jié)構(gòu)作用，使得本發(fā)明的加勁板整體起到了梁的作用。也可以認(rèn)為，本發(fā)明建筑結(jié)構(gòu)體系把梁放在板內(nèi)，使梁與板結(jié)為一體成為加勁板。本發(fā)明的加勁板為一型鋼焊接成的邊框，四角緊貼H型鋼柱的直邊，通過(guò)角鋼式連接板上的螺栓孔用螺栓將兩者聯(lián)結(jié)在一起。
由于H型鋼只有兩個(gè)板面，所以在其直邊間固定連接有一直板，使加勁板與H型鋼柱間可增加一個(gè)連接板，增加了體系的穩(wěn)固性。
H型鋼柱直邊外沿固定連接由一方鋼制成的支承剪力鍵，裝配時(shí)可將加勁板一角擱置于方鋼上，然后再固定連接。
加勁板的角上方焊接有角鋼，通過(guò)角鋼式連接板上的螺栓孔用螺栓將角鋼與H型鋼柱連接，這樣在加勁板與H型鋼柱之間除了加勁板側(cè)板上的螺栓連接外，還增加了加勁板上的角鋼的連接，使加勁板與H型鋼柱連接更穩(wěn)固。
加勁板的邊框內(nèi)由圓鋼或鋼筋布置成網(wǎng)狀，在灌注混凝土后形成鋼筋混凝土板，增強(qiáng)加勁板的承載能力。加勁板可以安裝前灌注混凝土或在安裝后再灌注?；炷量梢允瞧胀ɑ炷粱蜉p質(zhì)混凝土。
本發(fā)明將梁結(jié)合在板中，強(qiáng)化了板(加勁板)在結(jié)構(gòu)中的作用，而弱化了梁的作用。其具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)不僅結(jié)構(gòu)安全，抗震性能大大提高，很好地符合了強(qiáng)柱弱梁的結(jié)構(gòu)抗震原則，從維護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，板的開裂、板邊框鋼結(jié)構(gòu)的變形、屈服、節(jié)點(diǎn)的延展等，有多道結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備。(2)易于實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)，由于防火保護(hù)的梁結(jié)構(gòu)包在板內(nèi)，此體系只需對(duì)柱(H型鋼柱)進(jìn)行防火包裹。(3)鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)一般平面布置的建筑、一定戶型的住宅建筑等，鋼柱僅用簡(jiǎn)單的二、三種，非常易于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。(4)加勁板由鋼邊框、下部受力鋼筋、上部鋼筋和混凝土組成，鋼邊框和下部受力鋼筋可在工廠制作，種類由軸網(wǎng)布置確定，對(duì)特定戶型，加勁板種類不過(guò)四、五種，而且所有建筑均通用，因此對(duì)建筑的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)貢獻(xiàn)巨大。(5)本體系建筑是裝配式整體式結(jié)構(gòu)，減少濕作業(yè)，可大大縮短建筑施工工期。(6)結(jié)構(gòu)體系受力直接，相比板—梁—柱的受力模式，本體系直接由板—柱傳力，結(jié)構(gòu)可靠性提高。(7)造價(jià)低，與普通鋼結(jié)構(gòu)相比，本體系由于材料節(jié)省和工期縮短，造價(jià)可減少15％以上。(8)本體系建筑由于在混凝土澆鑄前上下左右全部貫通，各種管線的布置非常方便，由此可減少樓板上建筑面層的厚度，減輕結(jié)構(gòu)自重，降低造價(jià)。


圖1本發(fā)明建筑結(jié)構(gòu)體系立體圖。
圖2連接節(jié)點(diǎn)立體圖。
1-加勁板，2-鋼柱，3-直板，4-角鋼，5-角鋼式連接板，5’-角鋼式連接板，6-支撐剪力鍵，7-螺栓，8-連接節(jié)點(diǎn)，9-抗震墻。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系包括鋼柱2和板，板為具有鋼結(jié)構(gòu)邊框的板即加勁板1，該加勁板1與鋼柱2直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。
圖1為本發(fā)明建筑結(jié)構(gòu)體系立體圖，由加勁板1和鋼柱2通過(guò)連接節(jié)點(diǎn)8組合在一起，在鋼柱2之間設(shè)置有抗震墻9，以增加體系的抗震性能。
圖2為連接節(jié)點(diǎn)立體圖，本發(fā)明中鋼柱2為H型鋼，加勁板1為一槽鋼焊接成的邊框，鋼柱2與加勁板1間通過(guò)角鋼式連接板5相連接。角鋼式連接板5為角鋼，連接板的兩直邊上開有螺栓孔，分別與鋼柱2和加勁板1上相應(yīng)的螺栓孔通過(guò)螺栓7連接。為保證強(qiáng)度，螺栓7最好是高強(qiáng)螺栓。鋼柱2直邊間固定接結(jié)有一直板3，使鋼柱2與加勁板1相連的區(qū)段，H型鋼柱呈“日”字形，直板3與加勁板1間設(shè)置有角鋼式連接板5’，直板3與角鋼式連接板5’一邊、加勁板1與角鋼式連接板5’另一邊通過(guò)螺栓7連接。這樣加勁板1的一角可以通過(guò)兩個(gè)角鋼式連接板5和5’與一個(gè)鋼柱2相連接，增加了連接的可靠性，也增加了建筑結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度。加勁板1為邊框，其角上固定有角鋼4，角鋼4上開有螺栓孔，可與角鋼式連接板5和角鋼式連接板5’相連。本發(fā)明采用鋼柱2與角鋼式連接板5用三個(gè)螺栓7連接，而加勁板1與角鋼式連接板5用二個(gè)螺栓7連接，另外加勁板1上的角鋼4也有一個(gè)螺栓7與角鋼式連接板5相連，形成三三對(duì)應(yīng)，更增加了體系的穩(wěn)定性。鋼柱2外沿固定有支承剪下力鍵6，加勁板1的一角正好擱置于支承剪下力鍵6上，這樣在裝配時(shí)，可先將加勁板1放在支承剪下力鍵6上，然后再固定螺栓7。鋼柱2可以為H型鋼或方鋼管。
加勁板1為邊框結(jié)構(gòu)，可在框內(nèi)部用圓鋼或鋼筋布置成網(wǎng)狀，提高強(qiáng)度，在邊框裝配以前，可先在框內(nèi)先灌注上一層輕質(zhì)混凝土，這樣在二次整體灌注混凝土疊合板時(shí)，可以不用設(shè)置板底的混凝土模板，所有的復(fù)雜工作可以先工廠化完成。
權(quán)利要求
1.鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，包括鋼柱和板，其特征在于所述板為具有鋼結(jié)構(gòu)邊框的板即加勁板，該加勁板與所述鋼柱直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述加勁板具有型鋼焊接成的邊框，鋼柱為H型鋼或方鋼管，鋼柱和加勁板之間有角鋼式連接板，鋼柱和加勁板均通過(guò)螺栓連接于角鋼式連接板的兩邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述螺栓為高強(qiáng)螺栓，所述型鋼為槽鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述H型鋼鋼柱兩直邊間固定連接有一直板，使H型鋼鋼柱與加勁板相連的區(qū)段內(nèi)鋼柱斷面呈“日”字形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述鋼柱外沿設(shè)置有支承剪力鍵，所述加勁板的一角正好擱置于支承剪力鍵上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述支承剪力鍵為實(shí)心方鋼，所述實(shí)心方鋼焊接在鋼柱外沿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述加勁板的角上方固定連接有角鋼，所述角鋼一邊與所述角鋼式連接板的一邊通過(guò)螺栓連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述鋼柱間設(shè)置有抗震墻或抗震支撐，抗震墻由鋼筋砼組成，抗震支撐由型鋼或鋼筋組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述邊框內(nèi)部由圓鋼或鋼筋布置成網(wǎng)狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，其特征在于所述邊框內(nèi)灌注有混凝土或輕質(zhì)混凝土。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠保障結(jié)構(gòu)安全性，同時(shí)節(jié)省鋼材和提高效率的鋼柱加勁板建筑結(jié)構(gòu)體系，包括鋼柱和板，其特征在于所述板為具有鋼結(jié)構(gòu)邊框的板即加勁板，該加勁板與所述鋼柱直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接。采用該體系還能夠大大提升建筑物的抗震性能。
文檔編號(hào)E04B1/19GK1776129SQ20051012620
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者楊九龍 申請(qǐng)人:楊九龍