專(zhuān)利名稱:一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)中心支撐體系的制作方法
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)中心支撐體系。
背景技術(shù):
普通的鋼結(jié)構(gòu)的施工在現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題不勝枚舉,現(xiàn)場(chǎng)焊接是其中一個(gè)重要的因素,現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量不易控制,而且對(duì)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(chǎng)綁扎鋼筋、澆注混凝土,需要大量的人工及養(yǎng)護(hù)時(shí)間,工程造價(jià)大大提高。并且建筑拆除時(shí)造成大量的建筑垃圾。最近幾年,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的研究?jī)H限于多層,并且施工速度只是稍有減少,并未真正實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的快速安裝,體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。
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)和支撐構(gòu)件的快速安裝,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(shì)。一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)中心支撐體系,包括主體板架I和由柱子與柱蓋板組成的柱子系統(tǒng)、支撐構(gòu)件2 ;主體板架包括基礎(chǔ)板架、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(gè)桁架梁上下弦桿間至少布置有3個(gè)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;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(guò)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(gè)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(zhǎng)邊一邊布置柱子8 ;與其他基礎(chǔ)板架相鄰的長(zhǎng)邊一邊不布置柱子;B基礎(chǔ)板架,C基礎(chǔ)板架為中間類(lèi)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(diǎn),其中中間節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)6,兩端的節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)5 ;節(jié)點(diǎn)6為T(mén)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(duì)齊后,就使得柱座凸出連接在柱座兩側(cè)、由窄梁組成的長(zhǎng)邊半個(gè)柱座的寬度;節(jié)點(diǎn)5為L(zhǎng)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(duì)齊;窄梁與兩條中心線中的另一條對(duì)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(huì)凸出由窄梁組成的長(zhǎng)邊半個(gè)柱座的寬度JPB基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)5、節(jié)點(diǎn)6處的柱座凸出相連的窄梁半個(gè)柱座,形成一個(gè)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(zhǎng)邊均不布置柱子,C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架相鄰的長(zhǎng)邊的節(jié)點(diǎn),中間位置節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)8,兩端是節(jié)點(diǎn)7 ;節(jié)點(diǎn)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(zhǎng)邊垂直對(duì)齊;節(jié)點(diǎn)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(zhǎng)邊垂直對(duì)齊;即(基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)8、節(jié)點(diǎn)7均形成凹槽,使得節(jié)點(diǎn)8凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)5的凸起相吻合、節(jié)點(diǎn)7凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)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(guò)焊接連接在一起;柱子8與柱蓋板通過(guò)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;支撐構(gòu)件2其實(shí)現(xiàn)形式為人字形中心支撐或?qū)侵行闹?。為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明涉及一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)偏心支撐體系包括鋼結(jié)構(gòu)主體板架、支撐構(gòu)件、柱子系統(tǒng),其特征在于所述鋼結(jié)構(gòu)主體板架包括基礎(chǔ)板架、樓板。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(guò),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)板架板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之間采用螺栓通過(guò)法蘭連接。所述耳板通過(guò)高強(qiáng)螺栓與所述主板連接。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時(shí),所述支撐構(gòu)件的水平力分量減小甚至抵消作用于結(jié)構(gòu)的水平力,使結(jié)構(gòu)的層間位移為較小值,滿足規(guī)范的要求。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(shí)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(guò)工程實(shí)踐和1:10振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的“無(wú)水、無(wú)火、無(wú)塵”,減小了現(xiàn)場(chǎng)施工的安全隱患,減小環(huán)境污染。
圖I本發(fā)明結(jié)構(gòu)主板架拼裝平面布置圖
圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)梁板組合3本發(fā)明結(jié)構(gòu)框架支撐圖I圖4本發(fā)明結(jié)構(gòu)框架支撐圖2圖5本發(fā)明結(jié)構(gòu)A板架6本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架7本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點(diǎn)6凸起8本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點(diǎn)5凸起9本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架10本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點(diǎn)8凹槽11本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點(diǎn)7凹槽12本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)I13本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)I詳14發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)215本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)2詳16本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)317本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)3詳18本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)419本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)4詳20本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)521本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)5詳22本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)623本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)6詳24本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)725本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)7詳26本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)827本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)8詳28本發(fā)明結(jié)構(gòu)柱座29本發(fā)明結(jié)構(gòu)柱座詳30本發(fā)明結(jié)構(gòu)壓型鋼板31本發(fā)明結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件與框架寬梁連接節(jié)點(diǎn)詳32本發(fā)明結(jié)構(gòu)窄梁連接示意圖其中,I-主體板架;2_支撐構(gòu)件;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;9-1 :單連接耳板;9-2 :雙連接耳板;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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明所述結(jié)構(gòu)體系的實(shí)現(xiàn)方式。如圖I飛所示,本發(fā)明為一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)中心支撐體系,括鋼結(jié)構(gòu)主體板架、支撐構(gòu)件、柱子系統(tǒng),其特征在于所述鋼結(jié)構(gòu)主體板架包括基礎(chǔ)板架、柱子系統(tǒng)。在工廠將寬梁3、窄梁4和柱座7組裝成基礎(chǔ)板架,此處樓板以壓型鋼板混凝土為例,樓板還可以為鋼筋混凝土樓板等形式。此處支撐構(gòu)件以一種普通形式說(shuō)明。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(guò)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。將柱子8通過(guò)螺栓與柱座7連接成整體框架,將耳板9與主體框架連接后,再將支撐構(gòu)件2通過(guò)端頭13與整體框架的耳板9相連,形成整個(gè)結(jié)構(gòu)體系。圖11-圖26為本結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)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(guò)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(diǎn)。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(guò)焊接連接在一起。柱子8與柱蓋板通過(guò)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31-圖32為結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件,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(gè)桁架梁上下弦桿間至少布置有3個(gè)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(gè)典型實(shí)施例,本發(fā)明的實(shí)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)中心支撐體系,包括主體板架(I)和由柱子與柱蓋板組成的柱子系統(tǒng)、支撐構(gòu)件;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(gè)桁架梁上下弦桿間至少布置有3個(gè)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;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(guò)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(gè)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(zhǎng)邊一邊布置柱子(8);與其他基礎(chǔ)板架相鄰的長(zhǎng)邊一邊不布置柱子; B基礎(chǔ)板架,C基礎(chǔ)板架為中間類(lèi)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(diǎn),其中中間節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)6,兩端的節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)5 ;節(jié)點(diǎn)6為T(mén)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(duì)齊后,就使得柱座凸出連接在柱座兩側(cè)、由窄梁組成的長(zhǎng)邊半個(gè)柱座的寬度;節(jié)點(diǎn)5為L(zhǎng)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(duì)齊;窄梁與兩條中心線中的另一條對(duì)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(huì)凸出由窄梁組成的長(zhǎng)邊半個(gè)柱座的寬度JPB基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)5、節(jié)點(diǎn)6處的柱座凸出相連的窄梁半個(gè)柱座,形成一個(gè)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(zhǎng)邊均不布置柱子,C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架相鄰的長(zhǎng)邊的節(jié)點(diǎn),中間位置節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)8,兩端是節(jié)點(diǎn)7 ;節(jié)點(diǎn)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(zhǎng)邊垂直對(duì)齊;節(jié)點(diǎn)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(zhǎng)邊垂直對(duì)齊;即C基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)8、節(jié)點(diǎn)7均形成凹槽,使得節(jié)點(diǎn)8凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)5的凸起相吻合、節(jié)點(diǎn)7凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點(diǎn)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(guò)焊接連接在一起;柱子(8)與柱蓋板通過(guò)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; 支撐構(gòu)件(2)其實(shí)現(xiàn)形式為人字形中心支撐或?qū)侵行闹巍?br>
全文摘要
一種工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)中心支撐體系屬于建筑領(lǐng)域。本發(fā)明包括鋼結(jié)構(gòu)主體板架、支撐構(gòu)件、柱子。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(guò),從而形成A板、B板和C板。在所述主板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(qiáng)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(qiáng)螺栓通過(guò)法蘭連接。本發(fā)明具有施工速度快,結(jié)構(gòu)承載力高、抗側(cè)移能力好等優(yōu)點(diǎn),能夠充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度,有效抵抗水平荷載,減小結(jié)構(gòu)層間位移,減小焊接對(duì)環(huán)境造成的污染,節(jié)約成本。
文檔編號(hào)E04B1/00GK102979165SQ20121048578
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)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(ài)林, 葉全喜, 楊博 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)