CN102182244A

CN102182244A - 双柱式住宅钢结构

Info

Publication number: CN102182244A
Application number: CN2011100789748A
Authority: CN
Inventors: 陆烨; 李国强; 宗轩; 雷爱君
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明公开了一种双柱式住宅钢结构，包括双柱单元，双柱单元间通过框架梁连接，所述双柱单元包括两根可调节相互间距的钢柱，两钢柱之间通过钢梁连接，双柱单元内设抗侧力构件。本发明在结构布置上采用既能承受竖向荷载、也能承担水平荷载的双柱代替单根结构柱，同时，还使框架梁可以在平面两个方向的一定范围内错位搭接，且满足结构构件的规整布置，给建筑和结构设计都带来较大的灵活性。

Description

双柱式住宅钢结构

技术领域

本发明属于建筑领域，具体涉及一种用于双柱式住宅钢结构。

背景技术

住宅是一种功能复杂、性能要求高的建筑物，钢结构用于住宅可以提高住宅的抗震安全性，加快住宅的建设效率，提高住宅建设的工业化水平。但钢结构框架要求建筑平面规整、梁柱框架整齐，易与住宅户型的灵活性和多样性的市场需求产生矛盾。因此，国外针对钢结构住宅，提出了多种专门的结构体系。但目前我国还没有一种专门针对住宅提出的钢结构体系，普通钢框架结构用于住宅时，会因为住宅的建筑布局非常灵活，有很多墙错位的情况，使得钢框架难以整齐布置，影响了钢结构优良性能的发挥。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双柱式住宅钢结构，该结构可满足结构构件的规整布置，给建筑和结构设计带来较大的灵活性。

本发明采用以下技术方案：

一种双柱式住宅钢结构，包括双柱单元，双柱单元间通过框架梁连接，所述双柱单元包括两根可调节相互间距的钢柱，两钢柱之间通过钢梁连接，双柱单元内设抗侧力构件。

进一步地，所述双柱单元中，钢柱上设有水平向第一、第二加劲肋板，该第一、第二加劲肋板与钢梁翼缘平齐，第一、第二加劲肋板间设垂直向第三加劲肋板，该第三加劲肋板与钢梁腹板平齐。

进一步地，第一、第二、第三加劲肋板间为角焊接，第一、第二、第三加劲肋板与钢梁对接焊接。

进一步地，第三加劲肋板通过一节点板与框架梁铰接连接，钢柱翼缘还通过一钢板与框架梁连接。

进一步地，所述抗侧力构件为屈曲约束钢板剪力墙。

进一步地，所述抗侧力构件为角钢或方钢管支撑。

进一步地，所述钢柱与框架梁的连接为高强螺栓连接。

优选地，本结构的内外墙体为蒸压加气混凝土板。

本发明在结构布置上采用既能承受竖向荷载、也能承担水平荷载的双柱代替单根结构柱，同时，还使框架梁可以在平面两个方向的一定范围内错位搭接，且满足结构构件的规整布置，给建筑和结构设计都带来较大的灵活性。此外，该结构应用模数化设计思想，采用模数协调原则，使该结构满足预制装配式建造方式的要求，可以向工业化生产方向发展。

附图说明

图1为本发明涉及的双柱式住宅钢结构的平面示意图。

图2为本发明涉及的双柱式住宅钢结构中双柱单元的结构示意图。

图3为本发明涉及的双柱式住宅钢结构中钢柱与钢梁的连接示意图。

图4为图3中A-A向示意图。

图5为图4中B-B向示意图。

图6为本发明涉及的双柱式住宅钢结构中抗侧力构件的一种实施方式。

图7为本发明涉及的双柱式住宅钢结构中抗侧力构件的另一种实施方式。

具体实施方式

见图1、2，为本发明涉及的预制装配双柱式住宅钢结构。该双柱式住宅钢结构，包括双柱单元1，双柱单元1间通过框架梁2连接，所述一个双柱单元1包括两根可调节相互间距的钢柱5，两钢柱5之间通过钢梁6连接，双柱单元1内设抗侧力构件3。钢柱5和框架梁2均采用焊接或轧制H型钢。用两根钢柱组成的双柱单元1代替传统的单根结构柱，这样可以减少柱的截面尺寸，柱的尺寸可与墙厚保持协调。此外，两个单柱之间的距离，可以根据建筑布置的需要在一定范围内调整，即可满足住宅建筑平面灵活分割的需要，而且在原来需要墙错位、或柱网不能对齐的位置，通过调整这两个小柱的距离，使框架梁2在平面的两个方向都与相邻的柱对齐。这样，既能满足建筑平面的灵活布局，又能满足结构构件的规整布置，给建筑和结构设计带来较大的灵活性。

双柱单元1布置与建筑要求的房间平面布置协调。同时，在每个梁端都尽量争取有一根柱，使梁的荷载能直接通过柱传递给基础，避免梁柱错位。

可应用优选模数，建筑平面布置在模数网格4上进行，结构构件、墙体尺寸、建筑部品也都用模数网格4进行定位，一个基本模数网格M＝600mm(见图1中网格)。所有尺寸都可以用基本模数M度量。同时采用模数协调原则对构件以及连接节点进行标准化设计，可满足部品工厂化生产所要求的模数协调、尺寸尽量标准和统一的条件，以实现工业化生产。

双柱单元1的基本规格可以有3种，根据钢梁6长度来分，如图2所示，可以按模数定义分别为3M、2M、1M。

为增强节点域的刚度，钢柱5与钢梁6间设加劲肋板9、10。见图3-5，在一个双柱单元1中，钢柱5上(即钢柱腹板16上下两侧)设有水平向的第一、第二加劲肋板9，该第一、第二加劲肋板9应与钢梁翼缘19平齐，第一、第二加劲肋板9间设垂直向第三加劲肋板10，该第三加劲肋板10与钢梁腹板20对准平齐。第一、第二、第三加劲肋板9、10间的焊缝为角焊缝15。第一、第二、第三加劲肋板9、10与钢梁6对接焊接。一个双柱单元1中的两根钢柱5与钢梁6在工厂通过加劲肋板9、10并用对接焊缝17焊接好以后，作为一个完整的构件运到现场。

在施工现场，双柱单元1与框架梁2连接包括与框架梁2平行的弱轴方向(截面惯性矩较小的方向)，及垂直于框架梁2的强轴方向(截面惯性矩较大的方向)。在弱轴方向上，参见图4，框架梁2与双柱单元1连接时，通过高强螺栓12和节点板11将框架梁2的腹板21与钢柱5的第三加劲肋板10连接，这是铰接连接，非常便利。在这个方向的框架刚度，由双柱单元1提供。在强轴方向上，参见图5，即框架梁2与双柱单元1在钢柱翼缘18的位置连接时，在框架梁2的端部焊接一块钢板13，用高强螺栓14与钢柱翼缘18连接。这是半刚性连接，有一定的刚度。可以弥补双柱单元1在这个方向刚度较弱的问题。

双柱单元1的抗侧力构件3有两种做法，一种是在双柱单元1的中间嵌入屈曲约束钢板剪力墙7(适用于5层及以上的住宅建筑)，见图6；另一种是在双柱中间设置支撑8，支撑8可用角钢或方钢管制成(适用于2～4层的住宅建筑)，见图7。这样可以使双柱单元1成为刚度较大的结构构件，为结构提供抗侧刚度。

钢柱与钢柱的拼接连接采用全高强螺栓连接。

为保证结构的整体性，楼板采用钢筋混凝土现浇楼板。

本发明涉及的双柱式住宅钢结构的内外墙体采用蒸压加气混凝土板。

Claims

1.一种双柱式住宅钢结构，其特征是：包括双柱单元(1)，双柱单元(1)间通过框架梁(2)连接，所述双柱单元(1)包括两根可调节相互间距的钢柱(5)，两钢柱(5)之间通过钢梁(6)连接，双柱单元(1)内设抗侧力构件(3)。

2.根据权利要求1所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：所述双柱单元(1)中，钢柱(5)上设有水平向第一、第二加劲肋板(9)，该第一、第二加劲肋板(9)与钢梁翼缘(19)平齐，第一、第二加劲肋板(9)间设垂直向第三加劲肋板(10)，该第三加劲肋板(10)与钢梁腹板(20)平齐。

3.根据权利要求2所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：第一、第二、第三加劲肋板(9、10)间为角焊接，第一、第二、第三加劲肋板(9、10)与钢梁(6)对接焊接。

4.根据权利要求3所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：第三加劲肋板(10)通过一节点板(11)与框架梁(2)铰接连接，钢柱翼缘(18)还通过一钢板(13)与框架梁(2)连接。

5.根据权利要求1所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：所述抗侧力构件(3)为屈曲约束钢板剪力墙(7)。

6.根据权利要求1所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：所述抗侧力构件(3)为角钢或方钢管支撑(8)。

7.根据权利要求4所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：所述钢柱(5)与框架梁(2)的连接为高强螺栓(12、14)连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的双柱式住宅钢结构，其特征是：本结构的内外墙体为蒸压加气混凝土板。