模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種屬于結構工程【技術領域】的模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系。所述模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系是由裝配式樓板和裝配式法蘭柱采用螺栓裝配而成；所述裝配式樓板包括A板，B板和C板，裝配式樓板之間采用螺栓進行拼接，形成建筑物的整層樓板。所述裝配式樓板的柱座與周圍的梁均采用工廠焊接，可以有效的實現(xiàn)節(jié)點的剛性連接，保證焊接質量，有利于結構的受力。本發(fā)明的多高層裝配式鋼結構體系將模塊化，工廠化和裝配化相結合，實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場快速裝配，提高施工速度，縮短施工工期，降低工程造價，減少環(huán)境污染，拆除后鋼材可回收利用，是一種綠色環(huán)保的結構體系。
【專利說明】模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，屬于結構工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]據(jù)中國鋼協(xié)統(tǒng)計，2011年我國鋼產(chǎn)量突破7億噸大關，位居世界各國鋼產(chǎn)量首位，美國鋼結構建筑面積占總建筑面積50%以上，日本占到80%，而我國不到4%。中國作為世界上鋼材產(chǎn)量大國，鋼結構住宅的發(fā)展嚴重滯后。
[0003]我國“十二五”規(guī)劃提出，要將建筑行業(yè)帶入了節(jié)能減排、綠色環(huán)保時代，國家住房和城鄉(xiāng)建設部頒發(fā)的《綠色建筑評價標準》對綠色建筑做了如下的定義:在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。鋼結構住宅能夠更好的體現(xiàn)綠色建筑的本質，“十二五”規(guī)劃真正為我國房屋鋼結構相應體系創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化提供了重大機遇。
[0004]目前，國內(nèi)外對多高層裝配式鋼結構框架體系的研究正處于起步階段，工業(yè)化裝配式高層鋼結構框架支撐體系創(chuàng)新勢在必行。傳統(tǒng)的鋼結構住宅建筑施工時采用了大量的焊接，施工速度慢，對環(huán)境的污染嚴重，焊縫的質量不宜控制，嚴重影響建筑物的安全性能。
[0005]目前，我國已有的多高層裝配式鋼結構框架體系的問題在于樓板的拼接位置位于梁柱連接的節(jié)點處，斜支撐的懸臂桿與框架體系采用螺栓拼接，僅僅依靠有限數(shù)目的高強螺栓是無法實現(xiàn)節(jié)點的剛性連接，不利于結構的受力。本發(fā)明采用的樓板的拼接形式可以有效的實現(xiàn)節(jié)點的剛性連接和斜支撐與框架體系的剛性連接，克服現(xiàn)有體系的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種屬于結構工程【技術領域】的模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，其目的在于在鋼結構框架支撐體系的生產(chǎn)和施工中，實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場快速裝配，在保證施工質量的前提下，提高施工速度，減少施工工期，降低工程造價，重要的是本體系克服了已有體系的不足，解決了裝配式鋼結構框架支撐快速裝配過程中節(jié)點的剛性連接問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，該多高層裝配式鋼結構框架支撐體系由裝配式樓板，裝配式法蘭柱和裝配式斜支撐采用螺栓裝配而成；所述鋼結構體系的梁柱節(jié)點以及斜支撐與框架的連接是在工廠焊接而成，能夠有效地實現(xiàn)節(jié)點的剛性連接；所述裝配式樓板由A板，B板和C板3種裝配式樓板組合拼接而成。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0009]本發(fā)明的模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場快速裝配，提高施工速度，縮短施工工期，降低工程造價，減少環(huán)境污染，拆除后鋼材可回收利用，是一種綠色環(huán)保的結構體系。同時，本發(fā)明提出模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系是對傳統(tǒng)的鋼結構住宅建筑的顛覆，充分發(fā)揮了鋼結構住宅的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的鋼結構建筑相比，它具有安全性能高，施工速度快，環(huán)境污染小，安全事故少和工程造價低等諸多優(yōu)點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的裝配式樓板拼接平面布置圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的裝配式樓板A板的示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的裝配式樓板A板的單元分解圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的裝配式樓板B板的示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的裝配式樓板B板的單元分解圖。
[0015]圖6是本發(fā)明的裝配式樓板C板的示意圖。
[0016]圖7是本發(fā)明的裝配式樓板C板的單元分解圖。
[0017]圖8是本發(fā)明的裝配式樓板柱座單元分解圖。
[0018]圖9是本發(fā)明的裝配式法蘭柱單元分解圖。
[0019]圖10是本發(fā)明的裝配式樓板中的梁的開洞示意圖。
[0020]圖11是本發(fā)明的多高層裝配式鋼結構體系的裝配效果圖。
[0021 ] 其中:I一短主梁I，2—次梁III，3—短主梁II，4一次梁I，5—次梁II，6—加勁板，7一樓板，8—柱座,9一主梁端板，10—法蘭板，11一方鋼管I，12—法蘭柱,13—方鋼管II,14一連接板。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0023]如附圖1所示，所述多高層裝配式鋼結構框架體系由裝配式樓板、裝配式法蘭柱并通過螺栓裝配固定連接；所述裝配式樓板體系的基本組成單元包括A板、B板、C板；所述裝配式樓板體系的兩端為A板單元，與A板單元連接的是B板單元，與B板單元另一邊相連的是C板單元，樓板體系的中部為B板單元和C板單元交替拼接。
[0024]如圖2-3所示，所述A板包括短主梁I 1、次梁I 4、次梁II 5、加勁板6、樓板7、柱座8、連接板14 ;柱座8兩端分別為法蘭板10 ;所述A板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和抗剪鍵連接將各個構件拼裝成所述新型裝配式樓板A ;兩個短主梁I I相互垂直，通過柱座8和加勁板6將兩個短主梁I I進行連接，柱座8的上下法蘭板10分別與垂直的兩個短主梁I I的上下翼緣齊平；所述加勁板6的兩個側面分別與短主梁I I翼緣相連，兩塊加勁板6分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均為焊接；次梁I 4 一端與次梁II 5垂直，另一端與一個短主梁I I垂直，兩者分別通過加勁板6與之相連，所述加勁板6的兩個側面分別連接一個短主梁I 1、次梁I 4的翼緣和次梁I 4、次梁II 5的翼緣，兩塊加勁板6分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接連接方式均采用為焊接；次梁
II5垂直于一個短主梁I I和次梁I 4，通過加勁板6與一個短主梁I I和次梁I 4進行連接，所述加勁板6的兩個側面連接短主梁I I和次梁II 5的翼緣，和次梁I 4和次梁II 5的翼緣，加勁板6分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；所述的兩個連接板14位于短主梁I I的端部，連接板14的上下端與短主梁I I的翼緣相連，一個側邊與短主梁I I的腹板相連；一個連接板14位于次梁II 5的端部，連接板14的上下端與次梁
II5的翼緣相連，一個側邊與次梁II 5的腹板相連，所述連接方式均采用為焊接；樓板7放置于各個梁所圍成的平面空間內(nèi)，采用抗剪鍵將樓板7連接在各個梁上。
[0025]如圖4-5所示，所述B板包括短主梁I 1、短主梁II 3、次梁I 4、次梁II 5、次梁III2、加勁板6、樓板7、柱座8、主梁端板9、連接板14 ;所述B板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和抗剪鍵連接將各個構件拼裝成所述新型裝配式樓板B ;次梁I 4兩端分別垂直于短主梁I I和次梁III 2，通過加勁板6將次梁I 4與短主梁I 1、次梁III2進行連；所述加勁板6的兩個側面連接一個短主梁I 1、次梁I 4的翼緣，和次梁I 4、次梁III2的翼緣，兩塊加勁板6分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；兩個短主梁
II置于同一條直線上并通過柱座8相連，柱座8的上下法蘭板10分別與兩個短主梁I I的上下翼緣齊平，所述連接方式均采用為焊接；短主梁II 3與次梁II 5平行，短主梁II 3的兩端垂直于短主梁I 1、次梁III 2，加勁板6與兩個短主梁I I相連，柱座8的上下法蘭板10分別與短主梁II 3的上下翼緣齊平，所述加勁板6的兩個側面分別與短主梁I I和短主梁II 3的翼緣相連，兩塊加勁板6分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；次梁III 2平行于兩個短主梁I 1，垂直于短主梁II 3、次梁I 4、次梁II 5，次梁III 2通過加勁板6、主梁端板9與短主梁II 3、次梁I 4、次梁II 5連接；所述主梁端板9位于短主梁
II3的端部，主梁端板9的上下端與短主梁II 3的翼緣相連，一個側邊與短主梁II 3的腹板相連；所述加勁板6的兩個側面連接次梁III 2、短主梁II 3的翼緣和次梁III 2、次梁I 4的翼緣和連接次梁III2、次梁II 5，加勁板6分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；所述的兩個連接板14位于短主梁I I的端部，連接板14的上下端與短主梁I I的翼緣相連，一個側邊與短主梁I I的腹板相連；一個連接板14位于次梁II 5的端部，連接板14的上下端與次梁II 5的翼緣相連，一個側邊與次梁II 5的腹板相連，所述連接方式均采用為焊接；樓板7放置于各個梁所圍成的平面上，采用抗剪鍵將樓板7連接在各個梁上。
[0026]如圖6-7所示，所述C板包括短主梁II 3、次梁III 2、加勁板6、樓板7、柱座8、主梁端板9、連接板14 ;所述C板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和抗剪鍵連接將各個構件拼裝成所述新型裝配式樓板C ;所述兩個次梁III 2垂直放置，通過加勁板6進行連接，作為正方形裝配式樓板C的兩個鄰邊，所述連接方式均為焊接；另外兩個次梁III 2亦垂直放置，通過加勁板6進行連接，作為正方形裝配式樓板C的另外兩個鄰邊，所述連接方式均為焊接；加勁板6將C板的四條邊進行連接，形成正方形框架，所述加勁板6的兩個側面分別與互相垂直放置的兩個次梁III 2翼緣相連，兩塊加勁板6分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均為焊接；四個短主梁II 3的一端分別連接在柱座8的四個側面上，柱座8的上下法蘭板分別與四個短主梁II 3的上下翼緣齊平，其中兩個短主梁II 3在一條直線上，另兩個短主梁II 3在一條直線上，柱座8位于C板的中心位置，相鄰的兩個短主梁II 3之間通過加勁板6進行連接，所述加勁板6的兩個側面分別與兩個短主梁II 3的翼緣相連，兩塊加勁板6分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均為焊接；所述短主梁
II3的另一端連接在次梁III 2上，通過加勁板6和主梁端板9與次梁III 2相連，所述加勁板6的兩個側面分別與次梁III2和短主梁II 3的翼緣相連，兩塊加勁板6分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；所述主梁端板9位于短主梁II 3與次梁III2相連接的一端，主梁端板9的上下端與短主梁II 3的翼緣相連，一個側邊與短主梁II 3的腹板相連，所有的連接部位均為焊接；所述的一個連接板14位于次梁II 5的端部，連接板14的上下端與次梁II 5的翼緣相連，一個側邊與次梁II 5的腹板相連，所述連接方式均采用為焊接；樓板I放置于各個梁所圍成的平面上，采用抗剪鍵將樓板7連接在各個梁上。
[0027]如圖8-10所示，所述柱座8由兩個法蘭板10和一個方鋼管I 11組成，兩個法蘭板10分別位于方鋼管I 11的兩個端部上，所有連接均采用焊接；所述法蘭柱12由一個方鋼管II 13和兩個法蘭板11組成，兩個法蘭板10分別位于方鋼管II 13的兩個端部上，所有連接均采用焊接；所述法蘭柱12與柱座8進行連接，形成鋼框架結構體系，所有連接均采用螺栓連接。
[0028]本發(fā)明提出的模塊化多高層裝配式鋼結構框架偏心支撐體系中，所述裝配式樓板A板與所述裝配式樓板B板進行拼接，拼接方式是將A板的次梁I 4和B板的次梁I 4進行拼接，A板的次梁II 5和B板的次梁II 5進行拼接，所有的拼接均采用螺栓進行現(xiàn)場拼接；所述裝配式樓板B板與所述裝配式樓板C板進行拼接，拼接方式是將B板的次梁III 2和C板的次梁III 2進行拼接，所有的拼接均采用螺栓進行現(xiàn)場拼接；
[0029]如圖10所示，本發(fā)明提出的模塊化多高層裝配式鋼結構框架偏心支撐體系中，所述所有的梁，均可采用在梁的腹板處開設洞口的蜂窩鋼梁，便于各種管線穿過。
[0030]如圖11所示，經(jīng)裝配后得到如圖所示結構。
[0031 ] 以上是本發(fā)明的一具體實施例，本發(fā)明的實施不限于此。
【權利要求】
1.模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，其特征在于:所述多高層裝配式鋼結構框架體系由裝配式樓板、裝配式法蘭柱并通過螺栓裝配固定連接；所述裝配式樓板體系的基本組成單元包括A板、B板、C板；所述裝配式樓板體系的兩端為A板單元，與A板單元連接的是B板單元，與B板單元另一邊相連的是C板單元，樓板體系的中部為B板單元和C板單元交替拼接； 所述A板包括短主梁I (I)、次梁I (4)、次梁II (5)、加勁板(6)、樓板(7)、柱座(8)、連接板(14);柱座(8)兩端分別為法蘭板(10);所述A板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和抗剪鍵連接將各個構件拼裝成所述新型裝配式樓板A ;兩個短主梁I(I)相互垂直，通過柱座(8)和加勁板(6)將兩個短主梁I (I)進行連接，柱座(8)的上下法蘭板(10)分別與垂直的兩個短主梁I (I)的上下翼緣齊平；所述加勁板(6)的兩個側面分別與短主梁I (I)翼緣相連，兩塊加勁板(6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均為焊接；次梁I (4) 一端與次梁II (5)垂直，另一端與一個短主梁I (I)垂直，兩者分別通過加勁板(6)與之相連，所述加勁板(6)的兩個側面分別連接一個短主梁I (I)、次梁I (4)的翼緣和次梁I (4)、次梁II (5)的翼緣，兩塊加勁板(6)分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接連接方式均采用為焊接；次梁II (5)垂直于一個短主梁I (I)和次梁I (4)，通過加勁板(6)與一個短主梁I (I)和次梁I (4)進行連接，所述加勁板(6)的兩個側面連接短主梁I (I)和次梁II (5)的翼緣，次梁I (4)和次梁II (5)的翼緣，加勁板(6)分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；所述的兩個連接板(14)位于短主梁I(I)的端部，連接板(14)的上下端與短主梁I (I)的翼緣相連，一個側邊與短主梁I (I)的腹板相連；一個連接板(14)位于次梁II (5)的端部，連接板(14)的上下端與次梁II (5)的翼緣相連，一個側邊與次梁II (5)的腹板相連，所述連接方式均采用為焊接；樓板(7)放置于各個梁所圍成的平面空間內(nèi)，采用抗剪鍵將樓板(7)連接在各個梁上； 所述B板包括短主梁I (I)、短主梁II (3)、次梁I (4)、次梁II (5)、次梁111(2)、加勁板(6 )、樓板(7 )、柱座(8 )、主梁端板(9 )、連接板(14 );所述B板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和抗剪鍵連接將各個構件拼裝成所述新型裝配式樓板B ;次梁I (4)兩端分別垂直于短主梁I (I)和次梁111`(2)，通過加勁板(6)將次梁I (4)與短主梁I (I)、次梁111(2)進行連；所述加勁板(6)的兩個側面連接一個短主梁I (I)、次梁I (4)的翼緣，和次梁I (4)、次梁111(2)的翼緣，兩塊加勁板(6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；兩個短主梁I (I)置于同一條直線上并通過柱座(8)相連，柱座(8)的上下法蘭板(10)分別與兩個短主梁I (I)的上下翼緣齊平，所述連接方式均采用為焊接；短主梁II (3)與次梁II (5)平行，短主梁II (3)的兩端垂直于短主梁I (I)、次梁111(2)，加勁板(6)與兩個短主梁I (I)相連，柱座(8)的上下法蘭板(10)分別與短主梁II (3)的上下翼緣齊平，所述加勁板(6)的兩個側面分別與短主梁I (I)和短主梁II (3)的翼緣相連，兩塊加勁板(6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；次梁111(2)平行于兩個短主梁I (I)，垂直于短主梁II (3)、次梁I (4)、次梁II (5)，次梁III(2)通過加勁板(6)、主梁端板(9)與短主梁II (3)、次梁I (4)、次梁II (5)連接；所述主梁端板(9)位于短主梁II (3)的端部，主梁端板(9)的上下端與短主梁II (3)的翼緣相連，一個側邊與短主梁II(3)的腹板相連；所述加勁板(6)的兩個側面連接次梁111(2)、短主梁II (3)的翼緣和次梁111(2)、次梁I (4)的翼緣和連接次梁111(2)、次梁II (5)，加勁板(6)分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均采用為焊接；所述的兩個連接板(14)位于短主梁I (I)的端部，連接板(14)的上下端與短主梁I (I)的翼緣相連，一個側邊與短主梁I (I)的腹板相連；一個連接板(14)位于次梁II (5)的端部，連接板(14)的上下端與次梁II (5)的翼緣相連，一個側邊與次梁II (5)的腹板相連，所述連接方式均采用為焊接；樓板(7)放置于各個梁所圍成的平面上，采用抗剪鍵將樓板(7)連接在各個梁上； 所述C板包括短主梁II (3)、次梁111(2)、加勁板(6)、樓板(7)、柱座(8)、主梁端板(9)、連接板(14);所述C板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和抗剪鍵連接將各個構件拼裝成所述新型裝配式樓板C ;所述兩個次梁111(2)垂直放置，通過加勁板(6)進行連接，作為正方形裝配式樓板C的兩個鄰邊，所述連接方式均為焊接；另外兩個次梁III(2)亦垂直放置，通過加勁板(6)進行連接，作為正方形裝配式樓板C的另外兩個鄰邊，所述連接方式均為焊接；加勁板(6 )將C板的四條邊進行連接，形成正方形框架，所述加勁板(6 )的兩個側面分別與互相垂直放置的兩個次梁III 2翼緣相連，兩塊加勁板(6)分別連接在其上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均為焊接；四個短主梁II (3)的一端分別連接在柱座(8)的四個側面上，柱座(8)的上下法蘭板分別與四個短主梁II (3)的上下翼緣齊平，其中兩個短主梁II (3)在一條直線上，另兩個短主梁II (3)在一條直線上，柱座(8)位于C板的中心位置，相鄰的兩個短主梁II (3)之間通過加勁板(6)進行連接，所述加勁板(6)的兩個側面分別與兩個短主梁II (3)的翼緣相連，兩塊加勁板(6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所述連接方式均為焊 接；所述短主梁II (3)的另一端連接在次梁111(2)上，通過加勁板(6)和主梁端板(9)與次梁111(2)相連，所述加勁板(6)的兩個側面分別與次梁111(2)和短主梁II (3)的翼緣相連，兩塊加勁板(6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；所述主梁端板(9)位于短主梁II (3)與次梁111(2)相連接的一端，主梁端板(9)的上下端與短主梁II (3)的翼緣相連，一個側邊與短主梁II (3)的腹板相連，所有的連接部位均為焊接。
2.根據(jù)權利要求1所述的模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，其特征在于:所述柱座(8)由兩個法蘭板(10)和一個方鋼管I (11)組成，兩個法蘭板(10)分別位于方鋼管I(11)的兩個端部上，所有連接均采用焊接；所述法蘭柱(12)由一個方鋼管II (13)和兩個法蘭板(11)組成，兩個法蘭板(10)分別位于方鋼管II (13)的兩個端部上，所有連接均采用焊接；所述法蘭柱(12)與柱座(8)進行連接，形成鋼框架結構體系，所有連接均采用螺栓連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，其特征在于:所述裝配式樓板A板與所述裝配式樓板B板進行拼接，拼接方式是將A板的次梁I (4)和B板的次梁I (4)進行拼接，A板的次梁II (5)和B板的次梁II (5)進行拼接，所有的拼接均采用螺栓進行現(xiàn)場拼接；所述裝配式樓板B板與所述裝配式樓板C板進行拼接，拼接方式是將B板的次梁111(2)和C板的次梁111(2)進行拼接，所有的拼接均采用螺栓進行現(xiàn)場拼接。
4.根據(jù)權利要求1所述的模塊化的多高層裝配式鋼結構框架體系，其特征在于:所述的梁，均可采用在梁的腹板處開設洞口的蜂窩鋼梁，便于各種管線穿過。
【文檔編號】E04B1/19GK103882944SQ201410104404
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】劉學春, 趙亮, 張愛林, 王藝蒙, 馬林, 張勛 申請人:北京工業(yè)大學