開(kāi)網(wǎng)復(fù)合切變連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】開(kāi)網(wǎng)復(fù)合切變連接結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求申請(qǐng)?zhí)枮镹0.61/915，840、標(biāo)題為“開(kāi)網(wǎng)復(fù)合切變連接結(jié)構(gòu)”、2013年12月13日提交的臨時(shí)美國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)利，其通過(guò)全部引用結(jié)合于此，如同在下面做了充分闡述一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本技術(shù)實(shí)施例涉及多層建筑物的建造，更特別地，涉及用于建造這類建筑的改進(jìn)的結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)和相關(guān)方法。該系統(tǒng)包括復(fù)合混凝土和鋼組件，其能夠包括設(shè)置在預(yù)制混凝土板構(gòu)件的相鄰邊緣之間、并沿相鄰邊緣接合的一個(gè)或多個(gè)鋼梁，使得結(jié)構(gòu)的復(fù)合強(qiáng)度大巾畐提尚。
【背景技術(shù)】
[0004]在建造多層建筑物時(shí)，框架系統(tǒng)通常是支撐建筑物的承重結(jié)構(gòu)。商用框架例如典型地由豎直鋼梁和橫跨在豎直鋼梁之間的水平鋼梁組成。每層地板是典型的位于框架結(jié)構(gòu)的水平梁上的混凝土板。這種樓板可以是鋼筋混凝土，并且可以連接到框架梁上或澆筑在框架梁周圍?？蚣芟到y(tǒng)被設(shè)計(jì)成用于承載所有預(yù)制地板和屋頂負(fù)載，以及提供抗由于例如風(fēng)和地震的負(fù)載導(dǎo)致的水平力的穩(wěn)定性。尤其是，樓板通常要求將這類力傳送給在整個(gè)框架系統(tǒng)中提供的建筑橫向系統(tǒng)，例如抗彎框架(moment frames)、支撐框架以及剪力墻，以滿足每項(xiàng)建筑規(guī)范的最低設(shè)計(jì)要求。
[0005]近年來(lái)，國(guó)家和國(guó)際建筑規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的修訂案增加了對(duì)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的橫向負(fù)載要求，特別是對(duì)多層建筑物的建造要求。因此，最有前景的多層建筑結(jié)構(gòu)的框架系統(tǒng)要求抵抗比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)框架所能適應(yīng)的那些更大的橫向負(fù)載。此外，由于增加的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和建造成本最小化的持續(xù)壓力，結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的新設(shè)計(jì)替代方案已發(fā)展到滿足以經(jīng)濟(jì)和成本效益方式應(yīng)用于現(xiàn)代多層建筑物的所有當(dāng)前負(fù)載要求。建筑施工領(lǐng)域中的一個(gè)新發(fā)展是使用預(yù)制建筑組件，例如預(yù)制混凝土坯和墻板、鋼結(jié)構(gòu)和能在受控環(huán)境中制造的其他部件。這些預(yù)制混凝土組件廣泛使用于現(xiàn)代建筑施工中。這些預(yù)制組件可以很容易地架設(shè)和裝配在施工位置以大幅削減成本、現(xiàn)場(chǎng)工作和建筑工期。專利號(hào)為N0.4505087，標(biāo)題為“混凝土層板與加腋支撐梁的建造方法”的美國(guó)專利公布了一種混凝土層板的建造方法，其通過(guò)將混凝土澆筑在預(yù)制構(gòu)件上方來(lái)形成整體結(jié)構(gòu)。由預(yù)制混凝土組件建造的結(jié)構(gòu)涉及的一個(gè)問(wèn)題是整體完整性。專利號(hào)為N0.4081935A，標(biāo)題為“使用預(yù)制混凝土部件的建筑結(jié)構(gòu)”的美國(guó)專利公布了一種通過(guò)在預(yù)制混凝土坯板和梁上方施加澆筑混凝土來(lái)改善這類結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性的建造方法。然而，還有其它完整性問(wèn)題沒(méi)有解決。例如，在一些情況下，結(jié)構(gòu)鋼和預(yù)制混凝土構(gòu)件需要在建造建筑物時(shí)一起使用。當(dāng)下，將這兩種類型的材料結(jié)合的技術(shù)并不發(fā)達(dá)，因此，不可避免地會(huì)阻礙基于這些類型的材料的建造。
[0006]另一最近的結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)替代方案在美國(guó)專利N0.6442908中有描述，其中非對(duì)稱鋼梁適于水平設(shè)置在常規(guī)地基上架設(shè)的相鄰豎直鋼柱之間，所述非對(duì)稱鋼梁具有狹窄、加厚的頂部翼緣、加寬的底部翼緣以及具有在頂部翼緣和底部翼緣之間延伸的梯形開(kāi)口的網(wǎng)。預(yù)制混凝土板的標(biāo)準(zhǔn)空芯部分裝配在一起并與開(kāi)網(wǎng)非對(duì)稱梁垂直。所述板由在每一側(cè)的底部翼緣支撐，使得所述梁的開(kāi)網(wǎng)主要設(shè)置在基本同一水平面的板部件的端面之間。制造施加到裝配的梁和板部件的高強(qiáng)度水泥漿混合物以循環(huán)方式完全流過(guò)網(wǎng)的開(kāi)口，從而制成環(huán)繞非對(duì)稱梁的基本呈整體的外包混凝土(concrete encasement) ο這改善了所產(chǎn)生的鋼梁和混凝土板之間的復(fù)合作用和機(jī)械互鎖，并減少了由于水泥漿從梁的任一側(cè)分離而造成的強(qiáng)度損失。
[0007]同時(shí)，初始測(cè)試表明上述專利中的框架系統(tǒng)增加了負(fù)載承載，測(cè)試還表明需要增強(qiáng)復(fù)合作用。作為響應(yīng)，本技術(shù)的實(shí)施例涉及一種開(kāi)網(wǎng)切變連接件復(fù)合梁系統(tǒng)，其結(jié)合了常規(guī)開(kāi)網(wǎng)堞形梁系統(tǒng)和復(fù)合結(jié)構(gòu)的一些優(yōu)點(diǎn)。在這種結(jié)構(gòu)中，預(yù)制梁可以與鋼梁一起作用，并可以大幅提升梁的抗彎強(qiáng)度。開(kāi)網(wǎng)復(fù)合切變連接件也可以與基礎(chǔ)梁一起復(fù)合作用，以進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的抗彎強(qiáng)度。預(yù)制混凝土板和/或板材可以容易地設(shè)置在鋼梁上，并且在架設(shè)期間不會(huì)受到梁翼緣的干擾。所述復(fù)合切變連接件的開(kāi)網(wǎng)能夠允許預(yù)制混凝土層板與鋼梁集成在一起以提供必需的復(fù)合作用?？梢约尤脘摻畈⑶忆摻钅芴峁├绺郊拥目辜魪?qiáng)度、延展性和韌性。延展性的改善和增強(qiáng)能夠大大提高結(jié)構(gòu)的抗震特性。如果使用金屬絲式預(yù)制混凝土板(precast concrete filigree panel)，這種改進(jìn)還可以進(jìn)一步的加強(qiáng)。
[0008]所述系統(tǒng)可用于大范圍跨長(zhǎng)內(nèi)的建筑物。所述系統(tǒng)也提供大范圍的負(fù)載性能，這使系統(tǒng)能夠符合例如但不限于住宅、工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的要求。使用預(yù)制混凝土板還可以明顯減少建筑工期。預(yù)制板還可以使天氣延誤減到最小，因?yàn)橹T如濕度、降水、溫度等情況不再影響灌注和正確設(shè)置混凝土(即板材可以在受控條件下預(yù)制和固化，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng))的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明實(shí)施例旨在提供一種用于多層建筑物的結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)。所述框架系統(tǒng)可包括多個(gè)豎直柱構(gòu)件。所述系統(tǒng)還可以包括被水平支撐在多個(gè)豎直柱構(gòu)件之間的基礎(chǔ)梁部件，所述基礎(chǔ)梁部件具有連接到其上的復(fù)合切變連接件。所述框架系統(tǒng)還可包括垂直橫跨于基礎(chǔ)梁的兩側(cè)并且被所述基礎(chǔ)梁的兩側(cè)支撐的多個(gè)混凝土板部件。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)混凝土板部件可以成對(duì)裝配。在一些實(shí)施例中，所述框架系統(tǒng)還可以包括水泥漿材料，該水泥漿施加于例如但不限于復(fù)合切變連接件和混凝土板部件以填充裝配件中的間隙(cavity)，并為框架系統(tǒng)增加強(qiáng)度。
[0010]本發(fā)明的一方面涉及一種用于支撐建筑物的結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括多個(gè)豎直柱構(gòu)件。所述豎直柱構(gòu)件可以支撐水平的基礎(chǔ)部件?？梢砸灾本€方式布置成對(duì)的混凝土板部件，其中成對(duì)的混凝土板部件設(shè)置在基礎(chǔ)部件之上并垂直于基礎(chǔ)部件。每一混凝土板部件可限定穿過(guò)其的通道。復(fù)合切變連接件可以設(shè)置在基礎(chǔ)部件之上并位于成對(duì)的混凝土板部件之間。所述切變連接件可以限定與混凝土板部件的通道連通的開(kāi)口。加強(qiáng)筋(或鋼筋)可以設(shè)置為穿過(guò)切變連接件的開(kāi)口。加強(qiáng)筋可延伸進(jìn)混凝土板的通道中。切變連接件和混凝土板部件可以限定間隙。粘合材料可填充在間隙中。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例還旨在提供一種建造結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的方法。所述方法可以包括架設(shè)多個(gè)豎直柱子并使用多個(gè)開(kāi)網(wǎng)復(fù)合切變連接件水平支撐多個(gè)基礎(chǔ)梁。所述方法還可以包括安裝多個(gè)混凝土部件并安裝在所述基礎(chǔ)梁的兩側(cè)。在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)混凝土板部件可以成對(duì)裝配。另外，所述方法還可包括施加水泥漿材料到板部件和開(kāi)網(wǎng)復(fù)合切變連接件之間的間隙中，以在兩者之間提供機(jī)械連接。
[0012]本發(fā)明的一方面涉及一種裝配結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)的方法。所述方法可以包括架設(shè)多個(gè)豎直柱構(gòu)件。可將水平基礎(chǔ)部件固定至多個(gè)豎直柱構(gòu)件?？蓪⒊蓪?duì)的混凝土板部件以直線方式設(shè)置在基礎(chǔ)部件之上，并且垂直于所述基礎(chǔ)部件。每個(gè)混凝土板部件可以限定穿過(guò)的通道。所述方法可以包括在基礎(chǔ)部件之上并且在成對(duì)的混凝土板部件之間設(shè)置復(fù)合切變連接件。所述切變連接件可以確定與所述混凝土板部件的通道連通的開(kāi)口。將加強(qiáng)筋設(shè)置為穿過(guò)所述切變連接件的開(kāi)口。加強(qiáng)筋可延伸進(jìn)混凝土板部件的通道中。所述切變連接件和所述混凝土板部件可限定間隙。所述方法還可以包括在所述間隙中填充粘合材料。
[0013]在結(jié)合附圖閱讀下面的說(shuō)明書(shū)時(shí)本發(fā)明的這些和其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
【附圖說(shuō)明】