CN103276795A - 钢-混凝土板柱结构体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件，其中所述钢梁由上翼缘板、下翼缘板以及设置在所述上、下翼缘板之间支撑所述上、下翼缘板的腹板；所述混凝土层包括设置在所述下翼缘板上的预制混凝土层和设置在所述预制混凝土上面的现浇混凝土层，所述现浇混凝土层为采用混凝土和双向钢筋网浇筑而成的现浇混凝土层。本发明钢-混凝土板柱结构体系，现场作业方便，且刚性大、整体强、抗震性能好。

Description

钢-混凝土板柱结构体系
技术领域
本发明属于建筑结构构件领域，具体涉及一种钢-混凝土板柱结构体系。
背景技术
在传统钢结构房屋建筑中，多采用钢梁、钢柱组成钢框架结构，配套采用压型钢板混凝土组合楼板，钢梁与压型钢板混凝土组合楼板通过连接件相连形成组合梁。该结构体系具有施工周期短，现场作业方便，建筑整体性优于预制装配式结构等优点；但也有楼层结构高度大，楼盖下表面不平整需做吊顶，压型钢板板底需做防火处理，防火防腐费用高等缺点。而在高层建筑中，由于层顶的设备安装管道以及纵横框架大梁，都需要一定的层高，在高层建筑结构设计中，常因层高限制或增加净高等方面的要求，需要尽量降低梁的截面高度，传统钢框架结构由于结构高度较大不能满足要求，为了满足工程需求就迫切需要开发新型结构体系。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种节点刚性大、受力性能好且现场施工方便的钢-混凝土板柱结构体系。
为达到上述目的，本发明钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件，其中所述钢梁由上翼缘板、下翼缘板以及设置在所述上、下翼缘板之间支撑所述上、下翼缘板的腹板；
所述混凝土层包括设置在所述下翼缘板上的预制混凝土层和设置在所述预制混凝土上面的现浇混凝土层，所述现浇混凝土层为采用混凝土和双向钢筋网浇筑而成的现浇混凝土层。
进一步地具体选择之一，所述钢柱为H型钢柱，其中所述连接组件包括牛腿以及相互垂直设置的竖腹板和端板，其中所述牛腿与所述H型钢柱的翼缘板焊接，所述端板设置在所述牛腿上，所述竖腹板设置在所述的上、下翼缘板之间和所述端板相连接。
进一步地具体选择之二，所述钢柱为矩形钢柱或者为圆柱形钢柱，其中所述连接组件包括环板、上焊接板、下焊接板、竖腹板以及连接盖板，其中所述环板和上焊接板焊接在所述钢柱上，所述下焊接板和所述环板相互对接，所述钢梁的上、下翼缘板和所述上、下焊接板分别相互对接且通过所述连接盖板进行连接，所述竖腹板设置在所述上、下焊接板以及所述上、下翼缘板之间。
进一步地具体选择之一，所述钢梁包括上翼缘板、下翼缘板以及设置在所述上、下翼缘板之间间距排列的若干腹板，其中所述腹板为H型钢、工型钢、箱型钢或者蜂窝钢中的一种或几种，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞。
进一步地具体选择之二，所述钢梁包括上翼缘板、下翼缘板以及焊接在上翼缘板和下翼缘板之间的呈八字形倾斜设置的双斜腹板，其中所述双斜腹板的延长线所形成的交线位于所述上翼缘板的外侧，且所述双斜腹板上均设有供钢筋穿过的孔洞。
特别地，所述的钢梁的下翼缘板的宽度大于上翼缘板的宽度。
进一步地，所述钢梁与钢柱的节点框架结构通过钢柱与钢梁连接为立方体结构、圆柱体结构、截面为椭圆形的立柱体结构或者为L形结构或者为H形结构。
予一具体实施例中，所述H型钢的翼缘和所述端板上设有螺栓孔，所述H型钢和所述端板通过高强螺栓进行连接。
予一具体实施例中，所述连接盖板通过高强螺栓将所述上、下焊接板和所述钢梁的上、下翼缘板进行连接。
优选地，所述腹板等间距平行排列。
本发明的有益效果：
1、本发明板梁与混凝土钢柱结构，钢梁与钢柱的节点框架结构的结构合理，现场全装配式连接，采用混凝土组合楼板梁，现场作业方便，且刚性大、整体强、抗震性能好。
2、本发明板梁与混凝土钢柱结构，可以根据需要灵活布置钢筋混凝土组合楼板梁，建筑适应性强。
3、本发明板梁与混凝土钢柱结构，节点的高度较小，在建筑高度一定时，能够增加建筑层数，在建筑层高和层数一定时，能够减小建筑高度，实现了强柱弱梁的抗震设计，抗震性较好。
4、本发明板梁与混凝土钢柱结构，楼盖下表面平整无需吊顶，外形美观，且防火防腐用料省。
附图说明
图1为发明钢-混凝土板柱结构体系中节点框架结构示意图；
图2为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例1中H型钢柱单侧设置钢梁的结构示意图；
图3为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例1中H型钢柱单侧设置钢梁的结构示意图的正向视图；
图4为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例1中H型钢柱单侧设置钢梁的分体结构示意图；
图5为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例1中H型钢柱双侧设置钢梁的分体结构示意图；
图6为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例1中H型钢柱双侧设置钢梁的正向视图；
图7为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例2中钢柱单侧设置钢梁的结构示意图；
图8为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例2中钢柱单侧设置钢梁的结构示意图的正向视图；
图9为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例4中钢柱单侧设置钢梁的分体结构示意图；
图10为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例4中钢柱双侧设置钢梁的正向视图；
图11为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例4中钢柱单侧设置钢梁的结构示意图；
图12为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例4中钢柱单侧设置钢梁的结构示意图的正向视图；
图13为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例4中钢柱单侧设置钢梁的分体结构示意图；
图14为本发明钢-混凝土板柱结构体系实施例4中钢柱双侧设置钢梁的正向视图；
图15为本发明钢-混凝土板柱结构体系钢梁的腹板为箱型钢的结构示意图。
图16为本发明钢-混凝土板柱结构体系钢梁的腹板为蜂窝钢的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
本发明钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括钢多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件，其中所述钢梁由上翼缘板、下翼缘板以及设置在所述上、下翼缘板之间支撑所述上、下翼缘板的腹板；
所述混凝土层包括设置在所述下翼缘板上的预制混凝土层和设置在所述预制混凝土上面的现浇混凝土层，所述浇筑混凝土层为采用混凝土配和双向钢筋网浇筑而成的浇筑混凝土层。
实施例1：
如图1所示，本发明钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件。本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构，通过连接的钢柱与钢梁构成一个矩形结构，该结构由设置在矩形结构外围的一圈钢柱和钢梁的连接结构。
如图2至6所示，本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构，包括钢梁2和钢柱1，所述钢柱为H型钢柱，其中所述钢梁包括上翼缘板21、下翼缘板22以及设置在上、下翼缘板之间间距排列的若干腹板23；所述连接板包括相互垂直设置的竖腹板4和端板5，其中所述竖腹板设置在所述的上、下翼缘板之间连接所述钢梁和所述H型钢柱，所述端板设置在所述的上、下翼缘板一侧连接所述钢梁和所述H型钢柱。
本实施例中所述钢梁的上翼缘板的宽度大于下翼缘板的宽度，且上、下翼缘板之间的腹板为工形钢，多个工形钢相互平行的间隔排列。在现场施工时，在所述H型钢柱上焊接牛腿6，所述牛腿用于定位和支撑所述端板，待牛腿固定完成后，将端板放置在牛腿的上面，所述端板上设有螺栓孔，通过高强螺栓8将端板和H型钢柱进行连接，所述竖腹板焊接在上、下翼缘板之间，所述竖腹板和所述端板焊接在一起将所述钢梁和所述H型钢柱进行连接，为了加强节点结构的刚性强度，所述H型钢上对应所述钢梁的上、下翼缘板的位置设有加强肋7，此时钢梁与钢柱的节点框架结构固定完成。
将钢梁与钢柱的节点框架结构固定完成后，将预制混凝层设置在所述钢梁的下翼缘板上对称的两侧，然后在预制混凝土层上面铺设现浇混凝土，其中所述现浇混凝土层内设有双向钢筋网，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞，即预制混凝土楼板层铺设完成后，绑扎双向钢筋网，在双向钢筋网绑扎完成后，浇筑现浇混凝土层，最终形成钢-混凝土板柱结构体系。
本实施了中根据施工的需要所述钢梁设置在所述H型钢的两侧(如图5至6所示)，或者设置在所述H型钢的四个侧面。本实施例中所述钢梁的上、下翼缘板之间的腹板还可以为所述腹板为H型钢、箱型钢或者蜂窝钢中的一种或几种，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞。
实施例2：
本发明钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件。本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构，通过连接的钢柱与钢梁构成一个矩形结构，该结构由设置在矩形结构外围的一圈钢柱和钢梁的连接结构。
如图7至10所示，本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构，包括钢梁2和钢柱1，所述钢柱为矩形钢柱，其中，所述钢梁包括上翼缘板21、下翼缘板22以及设置在所述上、下翼缘板之间间距排列的若干腹板23。所述钢梁的上翼缘板的宽度大于下翼缘板的宽度，且上、下翼缘板之间的腹板为工形钢，多个工形钢相互平行的间隔排列。所述连接组件具体到本实施例中包括环板31、上焊接板32、下焊接板33、竖腹板34以及连接盖板4，其中所述环板和上焊接板焊接在所述钢柱上，所述下焊接板和所述环板相互对接，进行焊接连接，所述钢梁的上、下翼缘板和所述上、下焊接板分别相互对接且通过所述连接盖板进行连接，所述竖腹板设置在所述上、下焊接板以及所述上、下翼缘板之间。为了便于施工时钢筋穿过，在所述竖腹板上设有圆形或者椭圆形的孔洞。施工时，按照设计要求钢柱、钢梁及连接组件分别在工厂内加工连接组件和钢柱通过焊接进行连接，为了增加环板与钢柱的连接强度，在环板与钢柱连接处设有加强肋(图中未示出)。为了方便现场安装，在连接盖板、上、下焊接板以及上、下翼缘板上均设置有螺栓孔，上、下焊接板和上、下翼缘板通过高强螺栓进行连接。此时钢梁与钢柱的节点框架结构固定完成。
将钢梁与钢柱的节点框架结构固定完成后，将预制混凝层设置在所述钢梁的下翼缘板上对称的两侧，然后在预制混凝土层上面铺设现浇混凝土，其中所述现浇混凝土层内设有双向钢筋网，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞，即预制混凝土楼板层铺设完成后，绑扎双向钢筋网，在双向钢筋网绑扎完成后，浇筑现浇混凝土层，最终形成钢-混凝土板柱结构体系。
本实施了中根据施工的需要所述钢梁设置在所述H型钢的两侧，或者设置在所述H型钢的四个侧面。
实施例3：
本发明钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件。本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构与实施例2的结构基本相同，仅是所述钢柱为圆柱形钢柱。
如图15至16所示，上述实施例2和实施例3中，所述钢梁的上、下翼缘板之间的腹板还可以为所述腹板为H型钢、箱型钢或者蜂窝钢中的一种或几种，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞。
实施例4：
本发明钢-混凝土板柱结构体系，包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件。本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构，通过连接的钢柱与钢梁构成一个矩形结构，该结构由设置在矩形结构外围的一圈钢柱和钢梁的连接结构。
如图11至14所示，本实施例中所述钢梁与钢柱的节点框架结构，包括钢梁2和钢柱1，本实施例中所述钢柱为矩形钢柱。所述钢梁由上翼缘板、下翼缘板以及焊接在上翼缘板21和下翼缘板22之间的双斜腹板23构成，所述斜腹板呈八字状倾斜设置，且所述斜腹板的两个延伸面的相交形成的交线，位于所述钢梁的上翼缘板的上方。所述连接组件由上焊接板32、下焊接板33、环板31、连接盖板以及焊接在上焊接板和下焊接板之间的两块竖腹板34构成，所述环板环绕焊接在所述钢柱上，在所述钢柱内壁上且位于环板与钢柱焊接的位置上加设加强肋板。所述上焊接板焊接在钢柱上，所述下焊接板焊接在环板上；所述上翼缘板与钢梁以及下翼缘板与钢梁通过连接盖板固定连接。在所述竖腹板与斜腹板上均设有供钢筋穿过的孔洞，为增强环板刚度，在环板与柱连接处可设置加强肋板。为便于现场安装，在上翼缘板、下翼缘板开设有螺栓孔。
将钢梁与钢柱的节点框架结构固定完成后，将预制混凝层设置在所述钢梁的下翼缘板上对称的两侧，然后在预制混凝土层上面铺设现浇混凝土，其中所述现浇混凝土层内设有双向钢筋网，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞，即预制混凝土楼板层铺设完成后，绑扎双向钢筋网，在双向钢筋网绑扎完成后，浇筑现浇混凝土层，最终形成钢-混凝土板柱结构体系。
上述各实施例中，根据施工需要，所述钢梁与钢柱的节点框架结构还可以为圆柱体结构、截面为椭圆形的立柱体结构或者为L形结构或者为H型结构，此可以根据施工的需要进行变化灵活多变。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：包括混凝土层以及支撑所述混凝土层的钢梁与钢柱的节点
框架结构，其中所述框架结构包括多个钢柱、相邻两个钢柱之间连接的钢梁以及连接所述钢柱和所述钢梁的连接组件，其中所述钢梁由上翼缘板、下翼缘板以及设置在所述上、下翼缘板之间支撑所述上、下翼缘板的腹板；
所述混凝土层包括设置在所述下翼缘板上的预制混凝土层和设置在所述预制混凝土上面的现浇混凝土层，所述现浇混凝土层为采用混凝土和双向钢筋网浇筑而成的现浇混凝土层。
2.根据权利要求1所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述钢柱为H型钢柱，其中所述连接组件包括牛腿以及相互垂直设置的竖腹板和端板，其中所述牛腿与所述H型钢柱的翼缘板焊接，所述端板设置在所述牛腿上，所述竖腹板设置在所述的上、下翼缘板之间和所述端板相连接。
3.根据权利要求1所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述钢柱为矩形钢柱或者为圆柱形钢柱，其中所述连接组件包括环板、上焊接板、下焊接板、竖腹板以及连接盖板，其中所述环板和上焊接板焊接在所述钢柱上，所述下焊接板和所述环板相互对接，所述钢梁的上、下翼缘板和所述上、下焊接板分别相互对接且通过所述连接盖板进行连接，所述竖腹板设置在所述上、下焊接板以及所述上、下翼缘板之间。
4.根据权利要求1所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述钢梁包括上翼缘板、下翼缘板以及设置在所述上、下翼缘板之间间距排列的若干腹板，其中所述腹板为H型钢、工型钢、箱型钢或者蜂窝钢中的一种或几种，所述双向钢筋网穿过所述钢梁的上、下翼缘板之间腹板间的间隙或者腹板上的孔洞。
5.根据权利要求1所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述钢梁包括上翼缘板、下翼缘板以及焊接在上翼缘板和下翼缘板之间的呈八字形倾斜设置的双斜腹板，其中所述双斜腹板的延长线所形成的交线位于所述上翼缘板的外侧，且所述双斜腹板上均设有供钢筋穿过的孔洞。
6.根据权利要求1至5任一所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述的钢梁的下翼缘板的宽度大于上翼缘板的宽度。
7.根据权利要求1所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述钢梁与钢柱的节点框架结构通过钢柱与钢梁连接为立方体结构、圆柱体结构、截面为椭圆形的立柱体结构或者为L形结构或者为H型结构。
8.根据权利要求2所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述H型钢的翼缘和所述端板上设有螺栓孔，所述H型钢和所述端板通过高强螺栓进行连接。
9.根据权利要求3所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述连接盖板通过高强螺栓将所述上、下焊接板和所述钢梁的上、下翼缘板进行连接。
10.根据权利要求4所述的钢-混凝土板柱结构体系，其特征在于：所述腹板等间距平行排列。
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