建筑框架系統(tǒng)及其組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種建筑框架系統(tǒng)及其組裝方法，它由柱和樓板組連接組合而成，本發(fā)明具有可工廠預(yù)制生產(chǎn)、現(xiàn)場組裝速度快、施工現(xiàn)場垃圾少、節(jié)約材料、抗震性能高的優(yōu)點。
【專利說明】建筑框架系統(tǒng)及其組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種建筑框架系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)后幾年，我國城鎮(zhèn)住宅建設(shè)以每年竣工面積4.4億平方米，總產(chǎn)值6000億元(約占GDP9%)的建設(shè)迅猛發(fā)展，住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)中新世紀(jì)的新的增長點。實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，解決目前住宅建設(shè)中存在工業(yè)化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實心黏土磚能耗高，不利于環(huán)保等問題，已被列入新世紀(jì)急待解決的問題。
[0003]國際上，美國設(shè)計師和結(jié)構(gòu)師非常重視研究鋼結(jié)構(gòu)建筑體系及其耐用性、實用性和經(jīng)濟(jì)性，歐洲專家們提出，鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具備綠色建筑的條件，有利于保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源。他們認(rèn)為金屬結(jié)構(gòu)建筑具有良好的空間感，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新的規(guī)劃和空間設(shè)計、建筑。
[0004]由于鋼結(jié)構(gòu)建筑具有以下優(yōu)點:(1)大大節(jié)約施工時間，施工不受季節(jié)影響；(2)增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染；(3)建筑材料可重復(fù)利用，拉動其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；(4)抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便，給人帶來舒適感等等。目前鋼結(jié)構(gòu)建筑在高層建筑上的運用日益成熟，逐漸成為主流的建筑工藝。
[0005]2008年11月12日公開的專利號為200810110625.8的發(fā)明專利“建筑框架結(jié)構(gòu)”，公開了一種以柱件、橫梁和交叉支撐的建筑框架結(jié)構(gòu)，所述柱件是由多個細(xì)長的角鐵形部件組裝在一起而成的，其中角鐵形部件由多個分隔件分開，分隔件與角鐵部之間形成多個凹槽，所述橫梁的中部腹板和交叉支撐均插入到所述凹槽形成連接，這樣多根柱件、橫梁和交叉支撐互相連接構(gòu)成了整個建筑框架。這種建筑框架結(jié)構(gòu)的柱件是由多個角鐵形部件組裝而成的，并用分隔件分開，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作成本高、時間長等缺點，且在安裝時需要將橫梁的中部腹板和交叉支撐均插入到柱件的凹槽中并用螺栓連接，由于凹槽較狹窄，不易對準(zhǔn)。在現(xiàn)場施工吊裝時，吊車在高空作業(yè)，在施工人員的幫助下要順利將橫梁的中部腹板和交叉支撐均插入到柱件的凹槽中，非常困難，施工速度慢、施工效率低，而且在吊裝過程中，極易碰撞變形。另外，在建筑實踐中，柱件和橫梁連接后可以構(gòu)成穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，還采用交叉支撐，不但增加了建筑成本，而且增加了施工安裝難度，還限制了建筑空間的利用。
[0006]2009年4月I日公開的專利申請?zhí)枮?00810181420.9的發(fā)明專利申請，公開了一種增強(qiáng)建筑物抗震性能的六角形蜂窩建筑框架，這種建筑框架結(jié)構(gòu)包括蜂窩立柱、蜂窩斜梁、蜂窩平行梁，建筑的平面基本單元為六邊形，平行于建筑物的梁為蜂窩平行梁，連接蜂窩平行梁的梁為蜂窩斜梁，所述蜂窩平行梁與蜂窩斜梁構(gòu)成六角蜂窩。六角形蜂窩建筑框架與矩形建筑框架相比，所用建筑材料要多，施工難度要大，建筑成本要高。在現(xiàn)場施工時，蜂窩立柱、蜂窩斜梁、蜂窩平行梁之間吊裝安裝連接要求高，速度慢、效率低。同時，通過實驗證明，六角形蜂窩建筑框架并不比矩形建筑框架的抗震強(qiáng)度高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種可工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、現(xiàn)場組裝、省工省時、無建筑垃圾、施工速度快、抗震性能高的建筑框架系統(tǒng)及其組裝方法。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
建筑框架系統(tǒng)，由柱和樓板組連接組合而成，不需單獨的梁。
[0009]所述柱是由鋼板焊接而成的封閉腔體，所述柱的截面形狀為矩形、T型、十字型或L型中的一種或多種。
[0010]進(jìn)一步的，所述柱的柱體上設(shè)有連接座，所述連接座具有通用化模數(shù)的連接孔。
[0011]進(jìn)一步的，所述柱的柱體上設(shè)有柱套，柱與柱兩端可通過柱套連接，連接方式為螺栓連接、膠接、電弧焊或釬焊連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述樓板組由多塊樓板組合連接而成，所述樓板由桁架梁、樓面板構(gòu)成，所述樓板組具有通用化模數(shù)的連接孔。
[0013]進(jìn)一步的，所述樓板組上設(shè)有框架梁，所述框架梁設(shè)置在樓板組的4側(cè)、3側(cè)、2側(cè)或單側(cè)。
[0014]進(jìn)一步的，所述框架梁與樓板的桁架梁通過焊接或螺栓連接在一起的。
[0015]進(jìn)一步的，所述框架梁為槽型鋼、H型鋼、C型鋼或矩形鋼中的一種或多種。
[0016]進(jìn)一步的，所述樓板組通過框架梁用螺栓連接固定在柱的連接座上。
[0017]上述建筑框架系統(tǒng)的組裝方法，包括以下步驟:
A.先在工廠內(nèi)預(yù)先成批制造用鋼板焊接而成的封閉腔體的柱，柱的形狀為矩形、T型、十字型或L型多種形狀，以供建筑框架不同位置選用；同時成批制造由桁架梁、樓面板構(gòu)成的樓板；
B.在柱上用螺栓連接或焊接的方式安裝好柱套、連接座；將多塊樓板拼裝連接成樓板組，并在其單側(cè)或2側(cè)、3側(cè)、4側(cè)用螺栓連接或焊接的方式安裝框架梁；
C.將B步中制作好的柱用螺栓連接或焊接方式固定在基礎(chǔ)上，形成第一層的柱；
D.將需組裝拼接的第一層的樓板組吊起，使第一層的樓板組上的框架梁與第一層的柱上的連接座對齊，再用螺栓穿過框架梁固定在連接座上，直到第一層的柱與第一層的樓板組全部組裝完成，形成建筑體的第一層框架；
E.將第二層的柱插入對應(yīng)的第一層的柱的柱套內(nèi)，并用電弧焊或釬焊的方式使兩根柱連接為一個牢固的整體；
F.將第二層的樓板組吊起，使第二層的樓板組上的框架梁與第二層的柱上的連接座對齊，再用螺栓穿過框架梁固定在連接座上，直到第二層的柱與第二層的樓板組全部組裝完成，形成建筑體的第二層框架；
G.重復(fù)步驟，直到所有的樓層的框架組裝完成，就形成了整個建筑框架系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:
全世界的鋼結(jié)構(gòu)建筑都是采用柱與梁的連接形成的建筑框架。施工時，先將鋼梁固定在基礎(chǔ)上，再將鋼梁吊裝在鋼柱上，用螺栓或焊接連接后形成鋼結(jié)構(gòu)建筑框架，再在鋼結(jié)構(gòu)建筑框架上鋪設(shè)和安裝樓板、墻體等其它構(gòu)件，這種現(xiàn)有建筑框架模式需要采用單獨的鋼梁，使單獨的鋼柱與單獨的鋼梁進(jìn)行吊接安裝，所以施工速度慢，安裝工作量大，鋼材耗量大，成本高。本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)是對現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)框架的一個重大創(chuàng)新，本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)由柱和樓板組直接連接組合而成，不需單獨的梁。樓板組的4側(cè)、3側(cè)、2側(cè)或單側(cè)設(shè)置有框架梁，樓板組還設(shè)有通用化模數(shù)的連接孔，可通用于建筑的任何位置，還可旋轉(zhuǎn)90度連接。樓板組可在工廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，在現(xiàn)場施工時，可以直接吊裝連接在柱上，方便快捷，省去了現(xiàn)有建筑框架中需要吊裝鋼梁、安裝各種連接件的步驟，現(xiàn)場施工速度可提高1-2倍，而且本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)可大量減少了柱與梁、樓板之間的連接結(jié)構(gòu)件，可大量節(jié)約鋼材。
[0019]本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)中的柱與柱可以通過柱套不斷連接，上節(jié)柱可插入柱套內(nèi)與下節(jié)柱連接，連接方式優(yōu)選釬焊連接。每根柱的高度可是單層樓層或多層樓層的高度。施工時，先將工廠預(yù)制的柱安裝在基礎(chǔ)上，再將整層所用的樓板逐個吊裝在柱上，一層安裝完成后，再安裝第二層的樓板，柱需要延長時，只要將上節(jié)柱可插入柱套內(nèi)與下節(jié)柱連接，再采用釬焊緊固。與現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)建筑施工相比，施工步驟更簡潔，柱與柱的連接速度更快，安全可靠性更高。
[0020]本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)中所使用的柱和樓板均在工廠內(nèi)采用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，采用統(tǒng)一的尺寸和制作工藝，進(jìn)行有效質(zhì)量控制，具有質(zhì)量可靠、節(jié)約材料、生產(chǎn)效率高、勞動條件好等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是截面形狀為矩形的柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是截面形狀為T形的柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是截面形狀為十字形的柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6是截面形狀為L型的柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7是單側(cè)設(shè)有框架梁的樓板組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖8是2側(cè)設(shè)有框架梁的樓板組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖9是3側(cè)設(shè)有框架梁的樓板組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖10是4側(cè)設(shè)有框架梁的樓板組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖11是第一層的柱安裝在的基礎(chǔ)上的示意圖。
[0032]圖12是第一層的柱與第一層的樓板組安裝連接的示意圖。
[0033]圖13是第二層的柱的安裝示意圖。
[0034]圖14是第二層的柱與第二層的樓板組安裝連接的示意圖。
[0035]附圖中:1—柱，Ia一第一層的柱，Ib—第二層的柱，11 一連接座，12—柱套，2—樓板組，2a—第一層的樓板組，2b—第二層的樓板組，21—框架梁，22—析架梁，23—樓面板，3—基礎(chǔ)。
【具體實施方式】
[0036]實施例1
如圖1所示，本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)由柱I和樓板組2連接組合而成，不需單獨的梁。
[0037]如圖3、圖4、圖5、圖6所示，柱I是由鋼板焊接而成的封閉腔體，其截面形狀為矩形、T型、十字型或L型中的一種或多種。根據(jù)建筑框架中柱I與樓板組2連接的位置需要，選擇不同形狀的柱1，以方便連接和組裝。柱I的封閉腔體內(nèi)焊接有加強(qiáng)筋板，可以進(jìn)一步提高柱I的強(qiáng)度和剛度。[0038]柱I體上焊接有連接座11，連接座11具有通用化模數(shù)的連接孔。連接座11用于連接樓板組2，連接座11上的連接孔與樓板組2上的連接孔采用統(tǒng)一的模數(shù)，以方便安裝連接。
[0039]柱I的柱I體上設(shè)有柱套12，兩根形狀相同的柱I可通過柱套12連接形成高度更高的組合柱1，柱I與柱1、柱套12之間的連接方式為螺栓連接、膠接、電弧焊或釬焊連接。
[0040]如圖7、圖8、圖9、圖10所示，樓板組2由多塊樓板拼合連接而成，所述樓板由桁架梁22、樓面板23構(gòu)成。樓板組2的桁架梁22上開有通用化模數(shù)的連接孔，使樓板組2的連接和安裝位置可變換，可通用于建筑框架的不同部位，在某些特殊情況下還可旋轉(zhuǎn)90度連接。
[0041]樓板組2上設(shè)有框架梁21，所述框架梁21設(shè)置在樓板組2的4側(cè)、3側(cè)、2側(cè)或單偵牝以方便應(yīng)用在建筑中的不同位置。所述框架梁21采用焊接或螺栓連接的方式固定在樓板的桁架梁22上，框架梁21可采用槽型鋼、H型鋼、C型鋼或矩型鋼制作，而且在應(yīng)用中可焊接加強(qiáng)強(qiáng)度和剛度的加強(qiáng)筋板。
[0042]實施例2
如圖2所示，本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)由柱I和樓板組2連接組合而成，不需單獨的梁。其基本結(jié)構(gòu)與實施例相同，不同之處在于:所述樓板組2由多塊樓板拼合連接而成，所述樓板由樓面、槽鋼或其它型鋼焊接的樓板框和組成。柱I上設(shè)有柱套12，所述柱套12上采用焊接或螺栓連接的方式固定安裝有連接座11，所述連接座11上開有通用化模數(shù)的連接孔。所述樓板組2與柱I的連接是通過樓板組2上的框架梁21與柱套12上的連接座11用螺栓連接的。
[0043]從以上兩個實施例，可以看出，在建筑過程中，樓板組2與柱I的連接可采用以下兩種方式中的一種:一、用螺栓將樓板組2上的框架梁21固定在柱I的連接座11上；二、螺栓將樓板組2上的框架梁21固定在柱套12的連接座11上。具體采用以上兩種方式中的哪一種，可以根據(jù)連接座11或柱套12的位置、所需樓層的高度、空間大小、安裝連接的方便性來選擇。采用螺栓將樓板組2的框架梁21固定在柱套12的連接座11上，可以保證連接處外形美觀，便于以后的裝飾。
[0044]如圖11、圖12、圖13、圖14所示，上述建筑框架系統(tǒng)的組裝方法，包括以下步驟:
A.先在工廠內(nèi)預(yù)先成批制造用鋼板焊接而成的封閉腔體的柱1，柱I的形狀為矩形、T型、十字型或L型多種形狀，以供建筑框架不同位置選用；同時成批制造由桁架梁22、樓面板23構(gòu)成的樓板；
B.在柱I上用螺栓連接或焊接的方式安裝好柱套12、連接座11;將多塊樓板拼裝連接成樓板組2，并在其單側(cè)或2側(cè)、3側(cè)、4側(cè)用螺栓連接或焊接的方式安裝框架梁21 ；
C.將B步中制作好的柱I用螺栓連接或焊接方式固定在基礎(chǔ)3上，形成第一層的柱
Ia ；
D.將需組裝拼接的第一層的樓板組2a吊起，使第一層的樓板組2a上的框架梁21與第一層的柱Ia上的連接座11對齊，再用螺栓穿過框架梁21固定在連接座11上，直到第一層的柱Ia與第一層的樓板組2a全部組裝完成，形成建筑體的第一層框架；
E.將第二層的柱Ib插入對應(yīng)的第一層的柱Ia的柱套12內(nèi)，并用電弧焊或釬焊的方式使兩根柱I連接為一個牢固的整體； F.將第二層的樓板組2b吊起，使第二層的樓板組2b上的框架梁21與第二層的柱Ib上的連接座11對齊，再用螺栓穿過框架梁21固定在連接座11上，直到第二層的柱Ib與第二層的樓板組2b全部組裝完成，形成建筑體的第二層框架；
G.重復(fù)步驟，直到所有的樓層的框架組裝完成，就形成了整個建筑框架系統(tǒng)。
[0045]本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)和組裝方法是對現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)框架的一個重大創(chuàng)新，由柱I和樓板組2直接連接組合而成，不需單獨的梁，省去了現(xiàn)有建筑框架中需要安裝鋼梁、安裝各種鋼梁連接件的步驟，現(xiàn)場施工速度可提高1-2倍。本發(fā)明建筑框架系統(tǒng)具有節(jié)約鋼材、成本低、施工速度快、無建筑垃圾、抗震性能高等優(yōu)點。
[0046]以上實施例是對本發(fā)明的解釋，并非限定，以上只是部分舉例。在實際應(yīng)用中，樓板組2也可以采用水泥混凝土結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)。應(yīng)該指出的是，對本行業(yè)的技術(shù)人員來說，根據(jù)本發(fā)明的基本原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的簡單變換和改進(jìn)，均包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:它由柱和樓板組連接組合而成，不需單獨的梁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述柱是由鋼板焊接而成的封閉腔體，所述柱的截面形狀為矩形、T型、十字型或L型中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述柱的柱體上設(shè)有連接座，所述連接座具有通用化模數(shù)的連接孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述柱的柱體上設(shè)有柱套，柱與柱兩端可通過柱套連接，連接方式為螺栓連接、膠接、電弧焊或釬焊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述樓板組由多塊樓板組合連接而成，所述樓板由桁架梁、樓面板構(gòu)成，所述樓板組具有通用化模數(shù)的連接孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述樓板組上設(shè)有框架梁，所述框架梁設(shè)置在樓板組的4側(cè)、3側(cè)、2側(cè)或單側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述框架梁與樓板的桁架梁通過焊接或螺栓連接在一起的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述框架梁為槽型鋼、H型鋼、C型鋼或矩形鋼中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的建筑框架系統(tǒng)，其特征在于:所述樓板組通過框架梁用螺栓連接固定在柱的連接座上。
10.用于權(quán)利要求1所述的建筑框架系統(tǒng)的組裝方法，其特征在于:它包括以下步驟: A.先在工廠內(nèi)預(yù)先成批制造用鋼板焊接而成的封閉腔體的柱，柱的形狀為矩形、T型、十字型或L型多種形狀，以供建筑框架不同位置選用；同時成批制造由桁架梁、樓面板構(gòu)成的樓板； B.在柱上用螺栓連接或焊接的方式安裝好柱套、連接座；將多塊樓板拼裝連接成樓板組，并在其單側(cè)或2側(cè)、3側(cè)、4側(cè)用螺栓連接或焊接的方式安裝框架梁； C.將B步中制作好的柱用螺栓連接或焊接方式固定在基礎(chǔ)上，形成第一層的柱； D.將需組裝拼接的第一層的樓板組吊起，使第一層的樓板組上的框架梁與第一層的柱上的連接座對齊，再用螺栓穿過框架梁固定在連接座上，直到第一層的柱與第一層的樓板組全部組裝完成，形成建筑體的第一層框架； E.將第二層的柱插入對應(yīng)的第一層的柱的柱套內(nèi)，并用電弧焊或釬焊的方式使兩根柱連接為一個牢固的整體； F.將第二層的樓板組吊起，使第二層的樓板組上的框架梁與第二層的柱上的連接座對齊，再用螺栓穿過框架梁固定在連接座上，直到第二層的柱與第二層的樓板組全部組裝完成，形成建筑體的第二層框架； G.重復(fù)步驟，直到所有的樓層的框架組裝完成，就形成了整個建筑框架系統(tǒng)。
【文檔編號】E04B1/34GK103669574SQ201310682632
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】張躍 申請人:張躍