本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型多高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系及其實施方法。

背景技術(shù)：

建筑工業(yè)化是當前我國建筑領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢，也是國家大力推進和支持的發(fā)展方向。預制裝配式結(jié)構(gòu)是建筑工業(yè)化的產(chǎn)物，具有施工節(jié)奏快，產(chǎn)品質(zhì)量好、預算造價低，施工效率高，生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)勢。裝配式建筑的典型特征在于簡化現(xiàn)場施工工作，大幅度縮短現(xiàn)場施工工期，其核心就是要減少現(xiàn)場工作量，特別是影響關(guān)鍵工期的工作。

傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)一直采用框架梁柱體系，鋼結(jié)構(gòu)工廠預制，現(xiàn)場拼裝，樓板采用現(xiàn)澆樓板，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)本質(zhì)上雖也屬于裝配式建筑，但存在現(xiàn)場焊接工作量大、桿件數(shù)量多，現(xiàn)澆樓板自重大，施工工期長，造價高于普通混凝土結(jié)構(gòu)等問題，背離工業(yè)化建筑快速、經(jīng)濟的核心，至今在整個建筑工程中實際占比份額偏低。

針對上述現(xiàn)有工程中存在的問題，本發(fā)明提出了一種新型多高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系，采用l形桁架鋼柱做為垂直方向的承載構(gòu)件以及橫向抗彎構(gòu)件，施工過程中一次吊裝，無需設(shè)置臨時支撐。梁、桁架柱連接節(jié)點上改變傳統(tǒng)的剛性連接形式，改用高強螺栓連接，從而省去大量焊接工作，大大降低工期。樓面板采用預制疊合板的形式，既可以實現(xiàn)體系的預制裝配化，同時保證結(jié)構(gòu)體系具有較好的整體性。體系外墻采用裝配式外掛板體系，安裝快捷方便。新型鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系克服了傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的不足，實現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑快速、經(jīng)濟的優(yōu)勢，將建筑施工現(xiàn)場大部分程序簡化為在工廠生產(chǎn)制造，減少了對現(xiàn)場環(huán)境的影響，提高建筑產(chǎn)品質(zhì)量，降低建筑成本，體現(xiàn)了建筑工業(yè)化的基礎(chǔ)核心，可以在多高層建筑結(jié)構(gòu)中廣泛應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種新型多高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系及其實施方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

由預制l形桁架鋼柱做為垂直方向的承載構(gòu)件以及橫向抗彎構(gòu)件；在桁架柱水平方向設(shè)置外伸梁段，與鋼梁用螺栓進行連接；樓面板采用預制鋼筋混凝土疊合板，預制板通過栓釘與鋼梁連接；在鋪好的預制板上現(xiàn)澆混凝土面層，通過裝配整體式樓面板協(xié)同各桁架鋼柱共同工作；外墻體采用外掛式預制墻板，免去現(xiàn)場外裝飾工作，從而形成梁、柱、板、墻高度預制化的裝配式組合結(jié)構(gòu)體系。

所述的l形桁架鋼柱，平面布置上為l形，在豎直方向上為帶水平腹桿和斜腹桿的桁架形式，l形桁架鋼柱可以在工廠里加工，在滿足結(jié)構(gòu)及運輸要求的前提下通過計算確定每一節(jié)鋼桁架墻柱的寬度和長度。桁架鋼柱在現(xiàn)場與基礎(chǔ)中的預埋件進行焊接，無需臨時支撐即可達到穩(wěn)定狀態(tài)。

所述的l形桁架鋼柱在水平方向上設(shè)置外伸梁段，外伸梁段截面為工字形，外伸梁段的高度為預制鋼梁高度的一半，在水平方向上等間距設(shè)置加勁肋，在外伸梁段上等間距對稱預留螺栓孔。

所述的預制鋼梁，在梁兩端做成變截面外伸段，變截面外伸段截面為工字形，預制鋼梁的兩端做成變截面外伸段，變截面外伸段截面的高度為預制鋼梁整體高度的一半，與鋼柱外伸梁段對稱設(shè)置加勁肋及螺栓孔，現(xiàn)場施工時直接將預制鋼梁兩端變截面外伸段搭在桁架鋼柱外伸梁段之上，將加勁肋和螺栓孔上下對齊后用高強螺栓進行連接。

所述的鋼筋混凝土疊合板，混凝土采用輕質(zhì)混凝土，鋼筋采用三角形桁架筋，預制板的厚度為80-120mm，在樓板兩端預留螺栓孔，現(xiàn)場施工時直接將板搭在鋼梁上，并用高強螺栓通過預留螺栓孔將預制板和鋼梁進行連接。預制板鋪設(shè)完成后，在上面澆筑混凝土現(xiàn)澆面層，通過裝配整體式樓面板協(xié)同各桁架鋼柱共同工作。

所述的預制墻板，可以根據(jù)工程需要在工廠進行預制，在現(xiàn)場通過下支上拉的方式與鋼框架進行連接。

本發(fā)明的優(yōu)點是：桁架鋼柱、鋼梁、樓板、墻板都可以工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝，施工快捷方便。桁架鋼柱取代傳統(tǒng)的單柱，施工過程中一次吊裝，無需設(shè)置臨時支撐，預制鋼梁和桁架柱用螺栓連接，減少了焊接等繁瑣的工作流程，裝配整體式樓面板協(xié)同各桁架鋼柱共同工作，既可以實現(xiàn)體系的預制裝配化，同時保證結(jié)構(gòu)體系具有較好的整體性，體系外墻采用裝配式外掛板體系，安裝快捷方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)體系的立面示意圖；

圖2是本發(fā)明的桁架鋼柱的立面和平面示意圖；

圖3是本發(fā)明的預制板的平面示意圖；

圖4是本發(fā)明的預制梁柱節(jié)點的示意圖；

圖5是梁柱節(jié)點示意圖的1-1剖面圖；

圖6是梁柱節(jié)點示意圖的2-2剖面圖；

圖中，1—桁架柱橫腹桿；2—桁架柱斜腹桿；3—桁架柱豎桿；4—預制板；5—預制鋼梁；6—螺栓孔；7—桁架筋；8—加勁肋；9—高強螺栓。

具體實施方式

圖1—圖6所示，一種新型多高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系，本發(fā)明的具體實施步驟如下。

1、發(fā)明的多高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系立面示意圖如圖1所示；

2、將工廠預制好的l型桁架鋼柱在現(xiàn)場和基礎(chǔ)預埋件進行吊裝焊接，依靠自身構(gòu)造達到穩(wěn)定性，桁架柱構(gòu)造如圖2所示；

3、一次性吊裝焊接完全部的桁架鋼柱之后，將預制鋼梁與桁架柱用高強螺栓螺栓進行拼裝連接，梁、柱節(jié)點的作法及連接方式如圖4，圖5，圖6所示；

4、在工廠預制樓板，預制板厚度80-120mm，樓板在預制的時候放置格柵鋼筋，在板的兩端各預留4個螺栓孔，板的作法如圖3所示；

5、將預制好的板搭在鋼梁上，用螺栓與鋼梁焊接，每一樓層的板全部鋪好之后再在上面現(xiàn)澆混凝土面層，形成裝配整體式樓面板；

6、墻板在工廠預制，在現(xiàn)場通過下支上拉的方式與鋼框架進行連接。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公布一種新型多高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式組合結(jié)構(gòu)體系及其實施方法，本體系垂直方向的承載構(gòu)件以及橫向抗彎構(gòu)件采用L形桁架鋼柱，在現(xiàn)場與基礎(chǔ)中的預埋件進行焊接，焊接后L形桁架鋼柱即可達到穩(wěn)定狀態(tài)而不需要臨時支撐。L形桁架鋼柱在水平方向設(shè)置外伸梁段，在外伸梁段處將預制鋼梁與桁架柱通過高強螺栓進行連接。樓面采用預制鋼筋混凝土疊合板，在現(xiàn)場通過栓釘與鋼梁進行連接后再現(xiàn)澆混凝土面層。體系的外墻體采用外掛式預制墻板，免去現(xiàn)場外裝飾工作。本發(fā)明能夠提高建筑工業(yè)化程度，降低工人勞動強度，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制，滿足建筑裝配產(chǎn)業(yè)化需求，可廣泛應用于多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。

技術(shù)研發(fā)人員：李天祺;鄒昀;殷詩寶;王城泉;楊麗梅
受保護的技術(shù)使用者：江南大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.26
技術(shù)公布日：2017.10.10