專利名稱：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)量問題不勝枚舉，現(xiàn)場焊接是其中一個重要的因素，現(xiàn)場焊接質(zhì)量不易控制，而且對環(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)場綁扎鋼筋、澆注混凝土，需要大量的人工及養(yǎng)護時間，工程造價大大提高。并且建筑拆除時造成大量的建筑垃圾。最近幾年，國內(nèi)學(xué)者對裝配式鋼結(jié)構(gòu)的研究僅限于多層，并且施工速度只是稍有減少，并未真正實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的快速安裝，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。

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。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；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個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)長邊一邊布置柱子8 ;與其他基礎(chǔ)板架相鄰的長邊一邊不布置柱子；B基礎(chǔ)板架，C基礎(chǔ)板架為中間類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，其中中間節(jié)點為節(jié)點6，兩端的節(jié)點為節(jié)點5 ;節(jié)點6為T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齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側(cè)、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節(jié)點5為L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齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度JPB基礎(chǔ)板架節(jié)點5、節(jié)點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起；C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架、A基礎(chǔ)板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架相鄰的長邊的節(jié)點，中間位置節(jié)點是節(jié)點8，兩端是節(jié)點7 ;節(jié)點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邊垂直對齊；節(jié)點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)長邊垂直對齊；即(基礎(chǔ)板架節(jié)點8、節(jié)點7均形成凹槽，使得節(jié)點8凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點5的凸起相吻合、節(jié)點7凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點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；各部件通過焊接連接在一起；柱子8與柱蓋板通過焊接連接在一起；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其實現(xiàn)形式為人字形中心支撐或?qū)侵行闹?。為了達到上述目的，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，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法蘭連接。所述耳板通過高強螺栓與所述主板連接。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時，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。通過工程實踐和1:10振動臺實驗發(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%，并且實現(xiàn)施工現(xiàn)場的“無水、無火、無塵”，減小了現(xiàn)場施工的安全隱患，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6凸起8本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點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8凹槽11本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點7凹槽12本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點I13本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點I詳14發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點215本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點2詳16本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點317本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點3詳18本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點419本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點4詳20本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點521本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點5詳22本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點623本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點6詳24本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點725本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點7詳26本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點827本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖具體說明所述結(jié)構(gòu)體系的實現(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通過端頭13與整體框架的耳板9相連，形成整個結(jié)構(gòu)體系。圖11-圖26為本結(jié)構(gòu)節(jié)點的構(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。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。各部件通過焊接連接在一起。柱子8與柱蓋板通過焊接連接在一起。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。每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個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)明的一個典型實施例，本發(fā)明的實施不限于此。
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；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個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)長邊一邊布置柱子(8);與其他基礎(chǔ)板架相鄰的長邊一邊不布置柱子； B基礎(chǔ)板架，C基礎(chǔ)板架為中間類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，其中中間節(jié)點為節(jié)點6，兩端的節(jié)點為節(jié)點5 ;節(jié)點6為T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齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側(cè)、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節(jié)點5為L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齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度JPB基礎(chǔ)板架節(jié)點5、節(jié)點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起； C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架、A基礎(chǔ)板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎(chǔ)板架與B基礎(chǔ)板架相鄰的長邊的節(jié)點，中間位置節(jié)點是節(jié)點8，兩端是節(jié)點7 ;節(jié)點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邊垂直對齊；節(jié)點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)長邊垂直對齊；即C基礎(chǔ)板架節(jié)點8、節(jié)點7均形成凹槽，使得節(jié)點8凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點5的凸起相吻合、節(jié)點7凹槽與B基礎(chǔ)板架節(jié)點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；各部件通過焊接連接在一起；柱子(8)與柱蓋板通過焊接連接在一起；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，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螺栓通過法蘭連接。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，能夠充分發(fā)揮材料的強度，有效抵抗水平荷載，減小結(jié)構(gòu)層間位移，減小焊接對環(huán)境造成的污染，節(jié)約成本。
文檔編號E04B1/00GK102979165SQ20121048578
公開日2013年3月20日 申請日期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, 張愛林, 葉全喜, 楊博 申請人:北京工業(yè)大學(xué)