本發(fā)明涉及一種多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國(guó)每年城鄉(xiāng)新建房屋面積20億平方米，其中80％以上為高能耗建筑，我國(guó)單位建筑面積能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍以上。據(jù)中國(guó)鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)鋼產(chǎn)量突破7億噸大關(guān)，連續(xù)16年穩(wěn)居世界各國(guó)鋼產(chǎn)量首位，發(fā)達(dá)國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)建筑面積占總建筑面積50％以上，日本占到80％，而我國(guó)不到4％。中國(guó)作為世界上建筑規(guī)模、鋼材產(chǎn)量最大的國(guó)家，房屋鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展嚴(yán)重滯后。

綠色建筑的定義：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(hù)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。這一理念是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，真正為我國(guó)房屋(住宅)鋼結(jié)構(gòu)相應(yīng)體系創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化提供了重大機(jī)遇。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的系統(tǒng)研究正處于起步階段，工業(yè)化裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新勢(shì)在必行。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑施工時(shí)采用了大量的焊接，施工速度慢，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重，最重要的是焊縫的質(zhì)量不宜控制，嚴(yán)重影響建筑物的安全性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域的一種多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系。其目的在于提出一種新型裝配式模塊，截取框架的節(jié)點(diǎn)及反彎點(diǎn)處作為整體進(jìn)行裝配，框架反彎點(diǎn)彎矩很小，柱與柱可采用較弱的連接方式，而且連接方式靈活，減少鋼用量和降低連接難度。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的設(shè)計(jì)，可以減小框架節(jié)點(diǎn)在地震后的殘余變形，并實(shí)現(xiàn)自復(fù)位的效果。托板，蓋板和外肋的設(shè)置，可使梁精準(zhǔn)定位的同時(shí)，提節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性。外肋設(shè)置在梁翼緣內(nèi)部，提高局部承載力的同時(shí)，還可以達(dá)到美觀(guān)的效果。而且在鋼結(jié)構(gòu)體系的生產(chǎn)和施工中，將模塊化，工廠(chǎng)化，標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工廠(chǎng)化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)快速裝配，在保證施工質(zhì)量的前提下，提高了施工速度，減少了施工工期，降低了工程造價(jià)。

一種多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系，該h型鋼柱框架體系包括外節(jié)點(diǎn)模塊(a)、角節(jié)點(diǎn)模塊(b)和內(nèi)節(jié)點(diǎn)模塊(c)。所述角節(jié)點(diǎn)模塊(b)和內(nèi)節(jié)點(diǎn)模塊(c)與外節(jié)點(diǎn)模塊(a)組成及結(jié)構(gòu)相同，角節(jié)點(diǎn)模塊(b)為l形結(jié)構(gòu)，內(nèi)節(jié)點(diǎn)模塊(c)為十字形結(jié)構(gòu)，外節(jié)點(diǎn)模塊(a)為t形結(jié)構(gòu)。外節(jié)點(diǎn)模塊(a)設(shè)置在h型鋼柱框架體系的外圍中間，角節(jié)點(diǎn)模塊(b)設(shè)置在h型鋼柱框架體系的角部，內(nèi)節(jié)點(diǎn)模塊(c)設(shè)置在h型鋼柱框架體系的中間位置。

所述外節(jié)點(diǎn)模塊(a)包括h型鋼柱(1)、梁(2)、預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i(3)、預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii(4)、托板(5)、蓋板(6)、外肋(7)、加筋肋(8)、端板i(9)、端板ii(10)、橫肋(13)和豎肋(14)。h型鋼柱(1)長(zhǎng)度為層高，在h型鋼柱(1)中部相鄰三面焊接托板(5)，并保證托板(5)水平，在托板(5)上方距離一個(gè)梁高的地方水平焊接蓋板(6)，并保證托板(5)上表面到蓋板(6)下表面之間的距離為一個(gè)梁高。在每個(gè)托板(5)兩側(cè)豎直焊接外肋(7)。端板ii(10)焊接在h型鋼柱(1)的側(cè)面，并保證端板ii(10)在托板(5)與蓋板(6)之間。橫肋(13)水平焊接在h型鋼柱(1)腹板兩側(cè)，橫肋(13)高度位置分別在托板(5)上表面和蓋板(6)下表面處，豎肋(14)豎直焊接在兩個(gè)橫肋(13)中間。梁(2)采用h型鋼，在靠近柱的梁端焊接端板i(9)，在梁中部豎直焊接加筋肋(8)。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i(3)從一側(cè)梁中的加筋肋(8)穿越h型鋼柱(1)到另一側(cè)梁中的加筋肋(8)；預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i(3)在加筋肋(8)外側(cè)用鎖頭鎖住。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii(4)從h型鋼柱(1)一側(cè)端板ii(10)處穿越h型鋼柱(1)到另一側(cè)梁中的加筋肋(8)；預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii(4)分別在加筋肋(8)處和端板ii(10)處用鎖頭鎖住。

所述多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中各模塊之間梁的連接采用螺栓連接，包括連接板i(11)和連接板ii(12)。連接板i(11)置于梁翼緣外側(cè)，連接板ii(12)置于梁翼緣內(nèi)側(cè)。但是梁與梁之間的連接形式不僅限于此形式，還可以采用其他螺栓連接形式。

所述多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中各模塊之間柱的連接可以采用螺栓連接或焊接連接，根據(jù)不同條件可選擇不同的連接方式。

所述外節(jié)點(diǎn)模塊(a)中，托板(5)和蓋板(6)具有相同尺寸，端板i(9)和端板ii(10)與柱具有位置相對(duì)、大小相同的螺栓孔。各模塊之間梁的連接中，連接板i(11)和連接板ii(12)具有相同長(zhǎng)度，具有位置相對(duì)、大小相同的螺栓孔，該螺栓孔布置為單排或多排螺栓連接，螺栓數(shù)量、規(guī)格根據(jù)具體情況而定。

所述多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中，所有構(gòu)件均在工廠(chǎng)內(nèi)預(yù)制加工完成，并在工廠(chǎng)內(nèi)完成各模塊的拼裝。先將梁與柱及上面相關(guān)肋板焊接完成，再將梁放置到托板(5)與蓋板(6)之間，然后穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)進(jìn)行張拉并錨固，即可實(shí)現(xiàn)各模塊的制作。在現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行柱與柱的連接和梁與梁的螺栓連接即可完成框架。

本發(fā)明的有益效果是，上述的多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中的所有的模塊都在工廠(chǎng)加工預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)只需進(jìn)行模塊間連接件的安裝就可以完成建設(shè)。由于框架反彎點(diǎn)彎矩很小，柱與柱可采用較弱的連接方式，而且連接方式靈活，減少鋼用量和降低連接難度。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的設(shè)計(jì)，可以減小框架節(jié)點(diǎn)在地震后的殘余變形，并實(shí)現(xiàn)自復(fù)位的效果。托板，蓋板和外肋的設(shè)置，可使梁精準(zhǔn)定位的同時(shí)，提節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性。外肋設(shè)置在梁翼緣內(nèi)部，提高局部承載力的同時(shí)，還可以達(dá)到美觀(guān)的效果。而且在鋼結(jié)構(gòu)體系的生產(chǎn)和施工中，將模塊化，工廠(chǎng)化，標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工廠(chǎng)化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)快速裝配，在保證施工質(zhì)量的前提下，提高了施工速度，減少了施工工期，降低了工程造價(jià)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的裝配式模塊化自復(fù)位框架示意圖

圖2是本發(fā)明的外節(jié)點(diǎn)模塊示意圖

圖3是本發(fā)明的梁構(gòu)造示意圖

圖4是本發(fā)明的柱構(gòu)造示意圖

圖5是本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i示意圖

圖6是本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii示意圖

圖7是本發(fā)明的各模塊梁連接示意圖

圖中：1—方管柱，2—梁，3—預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i，4—預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii，5—托板，6—蓋板，7—外肋，8—加筋肋，9—端板i，10—端板ii，11—連接板i，12—連接板ii，13—橫肋，14—豎肋

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

如圖3所示，所述多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中的梁(2)采用h型鋼，在靠近柱的梁端焊接端板i(9)，在梁中部豎直焊接加筋肋(8)。

如圖4所示，所述多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中的h型鋼柱(1)長(zhǎng)度為層高，在h型鋼柱(1)中部相鄰三面焊接托板(5)，并保證托板(5)水平，在托板(5)上方距離一個(gè)梁高的地方水平焊接蓋板(6)，并保證托板(5)上表面到蓋板(6)下表面之間的距離為一個(gè)梁高。在每個(gè)托板(5)兩側(cè)豎直焊接外肋(7)。端板ii(10)焊接在h型鋼柱(1)最后一面，并保證端板ii(10)在托板(5)與蓋板(6)之間。橫肋(13)水平焊接在h型鋼柱(1)腹板兩側(cè)，其高度位置分別在托板(5)上表面和蓋板(6)下表面處，豎肋(14)豎直焊接在兩個(gè)橫肋(13)中間。

如圖5所示，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i(3)從一側(cè)梁中的加筋肋(8)穿越方管柱(1)到另一側(cè)梁中的加筋肋(8)；預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)i(3)在加筋肋(8)外側(cè)用鎖頭鎖住。

如圖6所示，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii(4)從方管柱(1)一側(cè)端板ii(10)處穿越方管柱(1)到另一側(cè)梁中的加筋肋(8)；預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)ii(4)分別在加筋肋(8)處和端板ii(10)處用鎖頭鎖住。

如圖2所示，所述外節(jié)點(diǎn)模塊(a)中，托板(5)和蓋板(6)具有相同尺寸，端板i(9)和端板ii(10)與柱具有位置相對(duì)、大小相同的螺栓孔。各模塊之間梁的連接中，連接板i(11)和連接板ii(12)具有相同長(zhǎng)度，具有位置相對(duì)、大小相同的螺栓孔，該螺栓孔布置為單排或多排螺栓連接，螺栓數(shù)量、規(guī)格根據(jù)具體情況而定。所述多高層裝配式模塊化自復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)h型鋼柱框架體系中，所有構(gòu)件均在工廠(chǎng)內(nèi)預(yù)制加工完成，并在工廠(chǎng)內(nèi)完成各模塊的拼裝。先將梁與柱及上面相關(guān)肋板焊接完成，再將梁放置到托板(5)與蓋板(6)之間，然后穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)進(jìn)行張拉并錨固，即可實(shí)現(xiàn)各模塊的制作。在現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行柱與柱的連接和梁與梁的螺栓連接即可完成框架。