CN102888893A

CN102888893A - 钢构架结构

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Publication number: CN102888893A
Application number: CN2011102080242A
Authority: CN
Inventors: 潘诚平; 黄兆龙; 张崇川; 江育贤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: CN102888893B

Abstract

本发明是有关于一种钢筋混凝土的改善结构，其钢构由具有钢筋的梁钢箱单元、柱钢箱单元、及梁柱接合钢箱单元相互搭接所组成，钢箱单元的侧板/端板具有通孔，以供混凝土流通，且钢箱单元直接作为混凝土的模板。借此，以使灌浆与捣实的施工性更佳，而使得蜂巢、析离或浮水等现象不容易发生，能提升梁柱接头的性能(如，具备更佳的围束能力等)。利用本发明尚可增加梁柱接头的施工速度、便利性及准确性，除了更确保结构安全外，也节省了人力与工期。

Description

钢构架结构

技术领域

本发明涉及一种钢构架结构，特别是涉及与一种钢筋混凝土结构的改善有关，其断面用钢量约为4％以下，因此称为钢筋混凝土结构的改良而非过往的SRC结构体。

背景技术

随着各种建筑用材料的开发与应用，使得现代的建筑方式呈现多元的变化，其中，在建筑结构体的墙、楼板结构也产生多种的变化，此等墙、楼板结构的多样变化，方便于建筑物设计人、起造人及施工者，在墙、楼板及顶板施工建造时，可根据整体实际的空间结构配置，选择适用的墙、板结构具有合适的单位重量、抗压强度、抗侧拉强度，进而考虑适宜的建造成本，使建筑物的设计更加便利与灵活。

现行的钢筋混凝土结构，其钢筋间仅以简单的搭接或铅丝绑扎，两者并无传力能力而仅靠混凝土结合，混凝土浇置以前须完全依赖安全支撑来加以支持，因此造成工地凌乱且钢筋施工无法达到准确与标准，而常造成保护层厚度不准确、钢筋间距不足、或是接头紧密箍筋不足等多项问题，过往地震后的失败情况经常发生于上述钢筋施工不佳的处所。且钢筋混凝土结构在面临极限强度边缘时刻，

无接合强度的刚筋经常出现开花式的挫曲与失败，而无法围束核心混凝土且无法延续断面强度，因而造成脆性的破坏。

现行各种现有习用的组合的钢架结构墙、楼板、顶板，不需另外架设模板，不需要等待混凝土的凝结固化，具有施工速度快、容易掌握工程进度的优点，是以广为建筑工程所应用，更为现代超高楼建筑所普遍采用，然而其普遍存在的下述缺点。

特定构造设计的型钢组合的钢架结构，其的架构组件尺寸为“量身定做”，必须特别安排专门的生产线制造，非为通用的建材，对建材而言，不具实用性及进步性。

特定型钢或特定形状结构的建材，非为广泛使用的建材，该等特定设计尺寸的建材需个别制造或增开模具，因而造成整体结构成本增加。

结构组件的生产为特别设立，通常无备用生产线，若因生产不及则必须等待组件，影响结构建造的进度；组件生产过量时，则又造成建材废弃的浪费。

特定设计的组合钢材结构的组合墙体、楼板，对施工的工人而言，因结构施工不同于一般量产的预组式组合墙或楼板，必须根据施工图，现场逐一组合，若施作的工人不熟悉、或疏忽、或误解施工图的情况下，施工的效率及质量堪虑，严重影响施工预定进度及完工质量。

因此，现有习知的组合的刚架结构、楼板的组装结构及施工法，仍有改进的必要。

由此可见，上述现有的钢筋混凝土结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的钢构架结构，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的钢筋混凝土结构存在的缺陷，而提供一种新型结构的钢构架结构，所要解决的技术问题是使其由相互连接的多个钢箱单元所组成，并利用具有不同侧板/端板的钢箱单元的设计，而使得钢箱单元形成梁钢箱单元、柱钢箱单元、及梁柱接合钢箱单元，并通过上述钢箱单元在X方向、Y方向、Z方向的相互连接，而组成建筑物的钢构架结构，其等除了作为混凝土的外覆式钢结构之外，亦可直接用来作为混凝土灌浆成形时的系统模板，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种钢构架结构，其中由相互连接的多个钢箱单元所组成，其中，每一该钢箱单元包含：二端板，设于该钢箱单元的两端，每一该端板包含一位于该端板的中央区域的端板中央开孔，以及位于该端板的周围区域的多个端板周围开孔；至少二角钢，设于该二端板之间且分别连接至上述端板，并以平行于该钢箱单元的一纵轴，而组立于该钢箱单元的侧边上；以及至少三侧板，围绕于该钢箱单元的侧面，并通过上述角钢而组立于该二端板之间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的钢构架结构，其中所述的该角钢进一步借由一角钢接板而连接至该端板。

前述的钢构架结构，其中所述的该端板包含至少一突缘，垂直突出于该端板的表面周围。

前述的钢构架结构，其中所述的更包含一接合套件，用以套入该端板的该突缘中，以将相邻的二个该钢箱单元的上述端板加以连接。

前述的钢构架结构，其中所述的该相邻的二个该钢箱单元，以一全渗透焊接方式而将邻接的上述端板及该接合套件固定，以将上述钢箱单元连接。

前述的钢构架结构，其中所述的该钢箱单元更包含多根主筋，分别穿设于上述端板周围开孔上，且向该钢箱单元外侧延伸。

前述的钢构架结构，其中所述的该穿设于上述端板周围开孔的该主筋，能锚定于该端板的一外表面上。

前述的钢构架结构，其中所述的该侧板进一步包含一位于该侧板的中央区域的侧板中央开孔，以及围绕该侧板中央开孔的多个侧板周围开孔。

前述的钢构架结构，其中所述的该钢箱单元更包含多根主筋，分别穿设于上述侧板周围开孔上，且向该钢箱单元外侧延伸。

前述的钢构架结构，其中所述的该钢箱单元进一步包含多个钢环，套设于该侧板，并套拉住该主筋。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种钢构架结构的改良钢筋混凝土结构，由相互连接的多个钢箱单元所组成，其中，每一该钢箱单元均包含：二端板，设于该钢箱单元的两端，每一该端板包含一端板中央开孔，位于该端板的中央区域，以及多个端板周围开孔，位于该端板的周围区域；至少二角钢，设于该二端板之间且分别连接至上述端板，以平行于该钢箱单元的一纵轴而组立于该钢箱单元的侧边上；以及，至少三侧板，围绕该钢箱单元的侧面，并通过上述角钢而组立于该二端板之间。该角钢进一步借由一角钢接板而连接至该端板。该端板包含一突缘，垂直突出于该端板的表面周围，且本发明的钢构架结构更包含一接合套件，用以套入该端板的该突缘中，借以连接相邻的二个该钢箱单元的上述端板。其中，相邻的二个该钢箱单元，以一全渗透焊接方式固定邻接的上述端板及该接合套件，以连接上述钢箱单元。本发明的钢构架结构改良更包含多根主筋，分别穿设于上述端板周围开孔上，且向该钢箱单元外侧延伸。其中，穿出上述端板周围开孔的该主筋，能锚定于该端板的一外表面上。该侧板进一步包含一侧板中央开孔，位于该侧板的中央区域，以及围绕该侧板中央开孔的多个侧板周围开孔。其中，该钢箱单元更包含多根主筋，分别穿设于上述侧板周围开孔上，且向该钢箱单元外侧延伸。其中，穿出上述侧板周围开孔的该主筋，能锚定于该侧板的一外表面上。该钢箱单元进一步包含多个钢环，套设于该侧板，并套拉住该主筋。该侧板为一格子梁钢板。借此，依据本发明的钢构架结构所设计的多个钢箱单元，可在X方向、Y方向、Z方向相互连接，而组成建筑物的构架结构。借由上述技术方案，本发明钢构架结构至少具有下列优点及有益效果：

1、使灌浆与捣实的施工性更佳，而使得蜂巢、析离或浮水等现象不容易发生。

2、提升梁柱接头的性能，譬如：使其具备更佳的围束能力等。

3、增加梁柱接头的施工速度、便利性及准确性。

4、除了更能确保结构安全外，也节省了人力与工期。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1A、图1B为本发明的钢构架结构的一实施例示意图；

图2A、图2B、图2C、图2D为本发明钢构架结构的一梁钢箱单元实施例示意图；

图3为本发明钢构架结构的一柱钢箱单元实施例示意图；

图4A、图4B、图4C为本发明钢构架结构的一梁柱接合钢箱单元实施例示意图；以及

图5A、图5B 为本发明的钢构架结构的多个钢箱单元接合示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的钢构架结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

配合参照图1A，为本发明的钢构架结构的一实施例示意图，本发明提出的一种钢构架结构，由相互连接的多个钢箱单元所组成，依据本发明的钢构架结构，其利用具有不同侧板/端板的钢箱单元的设计，而使得钢箱单元形成梁钢箱单元100、柱钢箱单元200、及梁柱接合钢箱单元300，并通过多个梁钢箱单元100、柱钢箱单元200、及梁柱接合钢箱单元300，在X方向、Y方向、Z方向(图中未示)的相互连接，而构成如图1A所示的钢构架结构。

配合参照图2A、图2B、图2C、图2D，为本发明钢构架结构的一梁钢箱单元实施例示意图。如图2A所示，梁钢箱单元100包含二端板110，二角钢120，三侧板130，主筋140，以及钢环150(如图2B、图2C所示)。

二端板110，分别设于梁钢箱单元100的两端，端板110包含一端板中央开孔111，其位于端板110的中央区域，以及多个端板周围开孔112，其位于端板110的周围区域。其中，端板中央开孔111的大小，其适于供混凝土灌浆时通过。

二角钢120，其设于二端板110之间且分别连接至二端板110，且角钢120以平行于梁钢箱单元100的一纵轴而组立于梁钢箱单元100的侧边上。

三侧板130，其等围绕梁钢箱单元100的侧面，并通过二角钢120而组立于二端板110之间。借由组立二端板110，二角钢120，三侧板130，可形成一箱型空间，其除了作为梁的外覆式钢结构之外，亦可直接提供作为混凝土灌浆成形时的系统模板。

主筋140，穿设于梁钢箱单元100的端板周围开孔112上，且朝向钢箱单元100的外侧延伸。穿出端板周围开孔112的主筋140，除了能再提供相邻的梁钢箱单元穿设之外，能与另一相对应的主筋对接，例如，其可借由一钢筋续接器400(如图1B所示)直接对接，以延长梁的所需长度。或者，其可使穿出上述端板周围开孔112的主筋140，借由例如一T头锚定物500(如图5B所示)，而锚定于端板110的一外表面上。

如图2B、图2C所示，钢环150能套设于侧板130上，并套拉住主筋140，以固定主筋140位于梁内的位置及主筋140与侧板130之间的间距。且在梁承受负载时，钢环150能提供传递主筋140与侧板130之间的梁内应力。

其中，上述的角钢120，能进一步借由一角钢接板160而连接至端板110。此外，配合参照图2D，端板110包含至少一突缘113，垂直突出于端板110的表面周围，因此梁钢箱单元100能通过一接合套件170，而套入端板110的突缘113中，并通过一全渗透焊接方式固定邻接的梁钢箱单元100的端板110、110’及接合套件170，以连接相邻的二个梁钢箱单元100与100′。又，上述的侧板130为一格子梁钢板，其可增加钢板与混凝土间的握裹力，更进一步，上述的侧板130较佳为一开孔格子梁钢板，以减轻钢板的自重，并增加钢板本身的强度(strength)与劲度(stiffness)。

配合参照图3，为本发明钢构架结构的一柱钢箱单元实施例示意图。如图所示，柱钢箱单元200包含二端板210，四角钢220，四侧板230，主筋240，以及钢环(图中未示)。

二端板210，分别设于柱钢箱单元200的两端，端板210包含一端板中央开孔(图中未示)，位于端板210的中央区域，以及多个端板周围开孔(图中未示)，其位于端板210的周围区域。其中，端板中央开孔的大小，适于供混凝土灌浆时通过。

角钢220设于二端板210之间且分别连接至二端板210，且角钢220以平行于柱钢箱单元200的一纵轴而组立于柱钢箱单元200的侧边上。

侧板230，围绕在柱钢箱单元200的侧面，并通过角钢220而组立于二端板210。借由组立二端板210，四角钢220，四侧板230，可形成一箱型空间，除了作为柱之外覆式钢结构外，其可直接提供作为混凝土灌浆成形时的系统模板。

主筋240，穿设于柱钢箱单元200的端板周围开孔(图中未示)上，且向柱钢箱单元200的外侧延伸。穿出端板周围开孔(图中未示)的主筋240，除了能再提供相邻的柱钢箱单元穿设之外，能与另一相对应的主筋对接，例如借由一钢筋续接器400(如图1B所示)来直接对接，以延长柱的所需长度。或者，使穿出上述端板周围开孔(图中未示)的主筋240，借由例如一T头锚定物500(如图5B所示)，而锚定于端板210的一外表面上。

钢环(图中未示)能套设于侧板230上，并套拉住主筋240，以固定主筋240位于柱内的位置及主筋240与侧板230之间的间距。且在柱承受负载时，钢环250能提供传递主筋240与侧板230之间的柱内应力。

其中，上述的角钢220，能进一步借由一角钢接板260而连接至端板210。此外，端板210包含至少一突缘(图中未示)，其垂直突出于端板210的表面周围，因此柱钢箱单元200能通过一接合套件270，以套入端板210的突缘(图中未示)中，并通过一全渗透焊接方式固定邻接的柱钢箱单元200的端板210及接合套件270，以将相邻的二个柱钢箱单元200加以连接。又，上述的侧板230为一格子梁钢板，其可增加钢板与混凝土间的握裹力，更进一步来说，上述的侧板230较佳为一开孔格子梁钢板，以减轻钢板的自重，并增加钢板本身的强度(strength)与劲度(stiffness)。

配合参照图4A、图4B、图4C，为本发明钢构架结构的一梁柱接合钢箱单元的实施例示意图。梁柱接合钢箱单元300包含二端板310，四侧板330。

二端板310系分别设于梁柱接合钢箱单元300的两端，如图4A所示端板310依据结构设计，能包含一端板中央开孔311，其位于端板310的中央区域，同时多个端板周围开孔312，位于端板310的周围区域。其中，端板中央开孔311的大小，适于供混凝土灌浆时通过，而端板周围开孔312的大小，适于穿过前述柱钢箱单元200的主筋240。

四侧板330与二端板310相连接，并围绕梁柱接合钢箱单元300的侧面，侧板330能依据本发明钢构架结构的位置而选择性设计。如图4A所示，侧板330可包含一侧板中央开孔331，位于侧板330的中央区域，以及多个侧板周围开孔332，位于侧板330的周围区域。其中，侧板中央开孔331的大小，适于供混凝土灌浆时通过，而侧板周围开孔332的大小，适于穿过前述梁钢箱单元100的主筋140。或者，如图4B、图4C所示，侧板330可仅包含多个侧板周围开孔332，而不具有侧板中央开孔331。

借由连接二端板310与四侧板330可形成一箱型空间，除了作为梁柱接合处的外覆式钢结构之外，可直接提供作为混凝土灌浆成形时的系统模板。

其中，上述的端板310能依据本发明钢构架结构的位置而选择性设计，其包含突缘313，垂直突出于端板310的表面，因此梁柱接合钢箱单元300能通过一接合套件(图中未示)，以套入端板310的突缘313中，并通过一全渗透焊接方式固定梁柱接合钢箱单元300的端板310、接合套件(图中未示)及邻接的柱钢箱单元200的端板210，以将相邻的梁柱接合钢箱单元300与柱钢箱单元200接合。又上述的侧板330可包含突缘333，其垂直突出于侧板330的表面，因此梁柱接合钢箱单元300能通过另一接合套件(图中未示)，以套入侧板330的突缘333中，并通过一全渗透焊接方式将梁柱接合钢箱单元300的侧板330、接合套件(图中未示)及邻接的梁钢箱单元100的端板110固定，以接合相邻的梁柱接合钢箱单元300与梁钢箱单元100。

如上所述，本发明可进一步借由将多个梁钢箱单元100、柱钢箱单元200、及梁柱接合钢箱单元300，在X方向、Y方向、Z方向(图中未示)相互连接，而接合成如图5A、图5B为本发明的钢构架结构的多个钢箱单元接合示意图，所示的本发明的钢构架结构，进而构成如图1A所示的钢构架结构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种钢构架结构，其特征在于由相互连接的多个钢箱单元所组成，其中，每一该钢箱单元包含：

二端板，设于该钢箱单元的两端，每一该端板包含一位于该端板的中央区域的端板中央开孔，以及位于该端板的周围区域的多个端板周围开孔；

至少二角钢，设于该二端板之间且分别连接至上述端板，并以平行于该钢箱单元的一纵轴，而组立于该钢箱单元的侧边上；以及

至少三侧板，围绕于该钢箱单元的侧面，并通过上述角钢而组立于该二端板之间。

2.如权利要求1所述的钢构架结构，其特征在于该角钢进一步借由一角钢接板而连接至该端板。

3.如权利要求1所述的钢构架结构，其特征在于该端板包含至少一突缘，垂直突出于该端板的表面周围。

4.如权利要求3所述的钢构架结构，其特征在于更包含一接合套件，用以套入该端板的该突缘中，以将相邻的二个该钢箱单元的上述端板加以连接。

5.如权利要求4所述的钢构架结构，其特征在于该相邻的二个该钢箱单元，以一全渗透焊接方式而将邻接的上述端板及该接合套件固定，以将上述钢箱单元连接。

6.如权利要求1所述的钢构架结构，其特征在于该钢箱单元更包含多根主筋，分别穿设于上述端板周围开孔上，且向该钢箱单元外侧延伸。

7.如权利要求6所述的钢构架结构，其特征在于该穿设于上述端板周围开孔的该主筋，能锚定于该端板的一外表面上。

8.如权利要求1所述的钢构架结构，其特征在于该侧板进一步包含一位于该侧板的中央区域的侧板中央开孔，以及围绕该侧板中央开孔的多个侧板周围开孔。

9.如权利要求8所述的钢构架结构，其特征在于该钢箱单元更包含多根主筋，分别穿设于上述侧板周围开孔上，且向该钢箱单元外侧延伸。

10.如权利要求1所述的钢构架结构，其特征在于该钢箱单元进一步包含多个钢环，套设于该侧板，并套拉住该主筋。