CN103276804B - 一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑体系 - Google Patents
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Abstract
一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，属于结构工程技术领域，包括装配式桁架板、装配式立柱和预应力中心支撑构件，所述装配式桁架板包括格构式桁架梁和楼板；所述装配式桁架板在工厂预制，在施工现场将装配式桁架板通过其梁端封板与装配式立柱的梁柱节点相互拼接，所述的装配式立柱在层间采用螺栓现场拼接形成多层桁架板钢框架结构；在所述桁架板钢框架结构的基础上，预应力中心支撑构件作为抗侧力构件是与装配式桁架板中的桁架梁和装配式立柱的柱底或顶部连接的；所述的装配式桁架板，装配式立柱和预应力中心支撑构件均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，属于结构工程技术领域。
背景技术
我国每年城乡新建房屋面积20亿平方米，其中80％以上为高能耗建筑，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2倍以上。据中国钢协统计，2011年我国钢产量突破7亿吨大关，连续16年稳居世界各国钢产量首位，发达国家钢结构建筑面积占总建筑面积50％以上，日本占到80％，而我国不到4％。中国作为世界上建筑规模、钢材产量最大的国家，房屋(包括住宅)钢结构的发展严重滞后。
目前，国内外对高层钢结构住宅的系统研究正处于起步阶段，工业化装配式高层钢结构体系创新势在必行。传统的钢结构住宅建筑施工时采用了大量的焊接，施工速度慢，对环境的污染严重，最重要的是焊缝的质量不宜控制，严重影响建筑物的安全性能。
目前预应力索只用在张弦结构中，还未在高层结构中使用，采用预应力索作为高层抗侧力构件在工程上还未有实现。传统的钢框架结构体系，结构的侧向刚度难以满足要求，变形较大，容易引起非结构构件的破坏，工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，在钢框架的基础上增加了横向和纵向预应力中心拉索支撑，提高了结构的侧向刚度，改善了结构的变形性能。
在传统的结构设计与分析中,一般将框架结构中梁柱节点处理成理想的的刚接节点或铰接节点。由于刚性节点承载力与刚度均很大,因而通常被认为是一种最为理想的抗震节点形式而广泛应用于地震区框架结构的节点连接设计中。但地震经验表明:建筑物的刚性梁柱节点连接出现了不同程度的脆性破坏。采用焊接刚性节点的钢框架结构因节点延性差而易发生脆性破坏,且施工难度也大；铰接节点虽构造简单但刚度和耗能性能差,对结构的抗震不利；只有连接方式简单快捷的半刚性节点兼有二者之优势,具有较高的强度和刚度以及较好的延性性能与耗能性能,从而在很大程度上降低了震害。
发明内容
本发明提出了一种属于结构工程技术领域的装配式异形柱钢结构预应力中心支撑体系。其目的在于在钢结构体系的生产和施工中，将模块化，工厂化，标准化和装配化相结合，实现了工厂化生产，现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高了施工速度，减少了施工工期，降低了工程造价。该结构体系能够实现主体钢结构框架和抗侧力构件的快速安装，并且能够抵抗地震和风荷载，体现了钢结构的优势。并且本发明中梁柱节点连接采用半刚性节点，半刚性连接钢框架初始抗侧刚度较小,但延性系数较大,耗能能力很好,在罕遇地震作用下能很好地满足抗震的设计目标。
所述装配式钢结构异形柱预应力中心支撑体系，该装配式钢结构预应力中心支撑体系为多层结构，每层结构包括装配式桁架板、异形柱和预应力中心支撑构件；
所述装配式桁架板包括格构式桁架梁和楼板，所述格构式桁架梁通过梁端封板，与其他格构式桁架梁或者立柱连接，形成桁架板钢框架结构，再将楼板置于桁架板框架结构上并进行连接，形成装配式桁架板；所述装配式桁架板在工厂预制，在施工现场将装配式桁架板通过其梁端封板与异形柱的梁柱节点相互拼接，异形柱在层间采用螺栓现场拼接形成多层桁架板钢框架结构；所述的装配式桁架板、异形柱均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配。
所述工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，其装配式桁架板包括两种规格，分别为A板与B板；
所述A板包括双槽钢桁架长主梁15、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架梁18、连接板Ⅰ19，连接板Ⅱ20，连接板Ⅲ21和楼板22，连接板Ⅱ20见说明书附图16，由三角板去掉角柱占去的部分，然后伸出梁的部分均有螺栓孔，方便与梁螺栓连接，连接板Ⅲ21见说明书附图17，由三角板去掉三向柱占去的部分，然后伸出梁的部分均有螺栓孔，方便与梁螺栓连接，双槽钢桁架主梁16和双槽钢桁架长主梁15相互垂直且通过连接板Ⅱ20进行连接，连接板Ⅱ20焊接于双槽钢桁架主梁16和双槽钢桁架长主梁15的梁端上弦顶部；双槽钢桁架主梁16的另一端连接有与双槽钢桁架长主梁15水平的单槽钢桁架长梁17，且双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长梁17通过连接板Ⅰ19相连，连接板Ⅰ19焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长梁17的梁端上弦顶部；单槽钢桁架长梁17的另一端与单槽钢桁架梁18连接，双槽钢桁架长主梁15和单槽钢桁架长梁17水平相对，单槽钢桁架梁18与双槽钢桁架主梁16水平相对，单槽钢桁架梁18与单槽钢桁架长梁17的梁端上弦杆均与连接板Ⅰ19焊接相连；单槽钢桁架梁18的另一端与双槽钢桁架长主梁15通过连接板Ⅲ21连接，连接板Ⅲ21焊接于单槽钢桁架梁18和双槽钢桁架长主梁15的梁端上弦顶部；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；所述双槽钢桁架长主梁15、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架梁18构成一长方形框架；同上拼接方式，双槽钢桁架长主梁15、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架梁18构成一长方形框架；各框架连接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单槽钢桁架梁18对齐并用螺栓进行连接，并且各双槽钢桁架长主梁15位于一条直线上，各单槽钢桁架长梁17位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板22相连，从而形成桁架楼板A；所述A板的所有构件均在工厂中预制和组装；
所述B板包括单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架长主梁17’、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架梁18、连接板Ⅰ19，连接板Ⅲ21，连接板Ⅳ23和楼板22，连接板Ⅳ23见说明书附图21，由三角板去掉四向柱占去的部分，然后伸出梁的部分均有螺栓孔，方便与梁螺栓连接，双槽钢桁架主梁16的两端分别和单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架长主梁17’相互垂直相连，双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长梁17的连接用连接板Ⅰ19，连接板Ⅰ19焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长梁17的梁端上弦边缘，双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁(17’)的连接用连接板Ⅲ21，连接板Ⅲ21焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17’的梁端上弦顶部；单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架长主梁17’另一端与单槽钢桁架梁18的两端分别连接，单槽钢桁架梁18和单槽钢桁架长梁17的连接用连接板Ⅰ19，单槽钢桁架长主梁17’与单槽钢桁架梁18的连接用连接板Ⅳ23，连接板Ⅰ19焊接于单槽钢桁架梁18和单槽钢桁架长梁17的梁端上弦边缘，连接板Ⅳ23焊接于单槽钢桁架长主梁17’与单槽钢桁架梁18的梁端上弦顶部；从而单槽钢桁架长梁17与单槽钢桁架长主梁17’水平相对，双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架梁18水平相对；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；连接板Ⅲ21，连接板Ⅳ23伸出梁的部分均有螺栓孔；所述单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架长主梁17’、双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架梁18构成一长方形框架；同上拼接方式，单槽钢桁架长梁17、单槽钢桁架长主梁17’、双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架梁18构成一个长方形框架；各框架连接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单槽钢桁架梁18对齐并用螺栓进行连接，并且各单槽钢桁架长主梁17’位于一条直线上，各单槽钢桁架长梁17位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板22相连，从而构成桁架楼板B；所述B板的所有构件均在工厂中预制和组装；
本发明所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，其异形柱与桁架楼板A及桁架楼板B通过螺栓进行现场拼接，桁架楼板A与异形柱的连接特征在于，节点1处A板的双槽钢桁架主梁16与双槽钢桁架长主梁15上焊接的连接板Ⅱ20与角柱12两块节点板7通过螺栓连接，双槽钢桁架主梁16与双槽钢桁架长主梁15下弦端部分别置于角柱12两块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接；节点2处A板的两个单槽钢桁架梁18与两个双槽钢桁架长主梁15上焊接的连接板Ⅲ21与边柱8三块节点板7通过螺栓连接，两个单槽钢桁架梁18与两个双槽钢桁架长主梁15下弦端部分别置于边柱8三块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接，并且各桁架梁开有螺栓孔的梁端封板均与相应梁柱节点的节点封板9采用螺栓进行连接；而节点3处双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长主梁17通过连接板Ⅰ19相连，连接板Ⅰ19焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦边缘，节点4处两个单槽钢桁架梁18分别与单槽钢桁架长梁17通过连接板Ⅰ19相连，连接板Ⅰ19焊接于单槽钢桁架梁18和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦边缘，从而完成A板与立柱的连接；
桁架楼板B与异形柱的连接特征在于，节点5处B板的双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长梁17上焊接的连接板Ⅲ21与边柱8三块节点板7通过螺栓连接，双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长梁17下弦端部分别置于边柱8三块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接；节点6处B板的两个单槽钢桁架梁18与两个单槽钢桁架长主梁17’上焊接的连接板Ⅳ23与中心柱11三块节点板7通过螺栓连接，两个单槽钢桁架梁18与两个单槽钢桁架长主梁17’下弦端部分别置于中心柱11三块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接；并且各桁架梁开有螺栓孔的梁端封板均与相应梁柱节点的节点封板9采用螺栓进行连接，从而完成B板与立柱的连接；
桁架楼板A与桁架楼板B相交处连接特征在于，A板的单槽钢桁架长梁17与相应B板的单槽钢桁架长梁17的拼接位置至少为A板的单槽钢桁架长梁17和B板的单槽钢桁架长梁17的端部、中部及四分之一处，所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接；
在工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，所述预应力中心支撑构件由预应力索28和耳板组成，耳板在工厂通过焊接或者螺栓连接于框架结构的柱底、顶部或者桁架梁24上下弦杆处，预应力索28和每层框架结构上端和下端的耳板在施工现场通过螺栓相连接，形成框架-中心支撑结构；预应力索28通过将连接套25拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。
所涉及的梁是由上下弦杆和腹杆拼接组成的桁架梁，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，腹杆连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成；
所述楼板使用压型钢板组合楼板，或者钢筋混凝土楼板，或者OSB刨花板。
本发明有益效果是，在工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，所采用的梁都是桁架梁，由于梁的腹部空隙较大，便于管线穿过，有效的增加了房间的净高。所述工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，完全采用螺栓进行现场装配，取消了传统的现场焊接方式和混凝土浇筑方式，有效的保证了施工质量，完全避免了混凝土浇筑和钢材焊接造成的环境污染，实现现场施工的“无水、无火、无尘”的三无标准，减少了火灾等危害事故的发生。并且抗侧力体系能有效提高结构的侧向刚度，改善结构的变形性能，使结构有更大的安全贮备。本发明在构件拆除时，可以高效的回收利用，减少了建筑垃圾，真正的实现了绿色环保的理念，是一种绿色的，可持续发展的钢结构体系。
附图说明
图1是本发明的装配式桁架板拼接平面布置图
图2(a)是本发明的装配式桁架板不带节点板角钢桁架单梁示意图
图2(b)是本发明的装配式桁架板不带节点板角钢桁架双梁示意图
图3(a)是本发明的装配式桁架板带节点板角钢桁架单梁示意图
图3(b)是本发明的装配式桁架板带节点板角钢桁架单梁示意图
图4(a)是本发明的装配式桁架板带节点板槽钢桁架单梁示意图
图4(b)是本发明的装配式桁架板带节点板槽钢桁架双梁示意图
图5(a)是本发明的装配式桁架板带节点板方钢管桁架单梁示意图
图5(b)是本发明的装配式桁架板带节点板方钢管桁架双梁示意图
图6是本发明的装配式桁架板三向梁柱节点示意图
图7是本发明的装配式桁架板四向梁柱节点示意图
图8是本发明的装配式桁架板二向梁柱节点示意图
图9是本发明的异形柱拼接示意图
图10是本发明的装配式桁架板A单元分解图
图11是本发明的装配式桁架板A单元拼装完成图
图12是本发明的装配式桁架板B单元分解图
图13是本发明的装配式桁架板B单元拼装完成图
图14是本发明的装配式桁架板A、B与立柱拼装分解图
图15是本发明的装配式桁架板A、B与立柱拼装完成图
图16是本发明附图中装配式桁架板节点1分解图
图17是本发明附图中装配式桁架板节点2分解图
图18是本发明附图中装配式桁架板节点3分解图
图19是本发明附图中装配式桁架板节点4分解图
图20是本发明附图中装配式桁架板装配节点5分解图
图21是本发明附图中装配式桁架板装配节点6分解图
图22是本发明附图中装配式桁架板装配节点7分解图
图23是本发明的装配式钢结构预应力中心人字形支撑框架体系示意图
图24是本发明的装配式钢结构预应力中心V字形支撑框架体系示意图
图25是本发明的装配式钢结构预应力中心十字交叉形支撑框架体系示意图
图26是本发明的装配式钢结构预应力中心单斜杆式支撑框架体系示意图
图27是本发明的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系耳板I与预应力索的连接节点详图
图28是本发明的装配式钢结构预应力中心支撑体系耳板II与预应力索的连接节点详图
图29是本发明的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系耳板与异形柱的连接节点详图
图30是本发明单层工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系结构示意图。
图中1.上下弦杆I，2.腹杆I，3.节点板，4.腹杆II,5.上下弦杆II,6.上下弦杆III，7.节点板，7’.节点托板8.边柱，9.节点封板，10.节点肋板，11.中心柱,12.角柱，13.柱拼接板,14.异形柱，15.双槽钢桁架长主梁，16.双槽钢桁架主梁，17.单槽钢桁架长主梁，17'.单槽钢桁架长主梁，18.单槽钢桁架梁，19.连接板Ⅰ(三角形)，20.连接板Ⅱ，21.连接板Ⅲ22.楼板，23.连接板Ⅳ24.桁架梁，25.连接套，26.耳板I，27.耳板II，28.预应力索。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如附图1所示，本发明的装配式桁架板以ABB···BBA的方式与异形柱进行拼接。
如附图4所示，本发明所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，所涉及的梁由槽钢和角钢拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆5、腹杆4，其中上下弦杆5采用槽钢，腹杆4采用角钢，且分为单槽钢梁和双槽钢梁，单槽钢梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单槽钢梁拼接成为双槽钢梁，对于双槽钢梁，槽钢的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成；
如附图2所示，所涉及的梁由角钢拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆1、腹杆2，其中上下弦杆1和腹杆2都采用角钢，且分为单角钢梁和双角钢梁，单角钢梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单角钢梁拼接成为双角钢梁，对于双角钢梁，角钢的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成；
如附图3所示，或者使用是由角钢和节点板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆1、腹杆4和节点板3，其中上下弦杆1和腹杆4都采用角钢，且分为单角钢梁和双角钢梁，单角钢梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单角钢梁拼接成为双角钢梁，对于双角钢梁，角钢和节点板的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成；
如附图5所示，或者使用由角钢、方钢管和节点板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆6、腹杆4和节点板3，其中上下弦杆6采用方钢管，腹杆4采用角钢，且分为单方钢管梁和双方钢管梁，单方钢管梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单方钢管梁拼接成为双方钢管梁，对于双方钢管梁，角钢、方钢管和节点板的连接使用螺栓连接，或者使用焊接，均在工厂加工完成；
对于以上四种梁截面形式，单梁通过螺栓拼接成双梁的拼接方式具有良好的刚度和稳定性。由于桁架梁的腹部空隙较大，便于管线穿过，有效的增加了房间的净高。
本发明所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图6、7、8所示，其异形柱14由三种异形柱8/11/12、连接板7、节点托板7’、肋板10、封板9组成，其梁柱节点有三种形式，分别为二向节点、三向节点和四向节点；据其梁柱节点的不同可分为3种形式的立柱，分别为双向立柱12，三向立柱8和中心柱11；将连接板7、节点托板7’分别水平的焊接在异形柱14的一侧，然后在连接板7与节点托板7’之间将两道肋板10平行焊接于异形柱14上；连接板7、节点托板7’和两块肋板10的另一端均与一块节点封板9相焊接，异形柱14相邻一侧同样做法从而形成二向节点立柱即双向立柱12；异形柱14另外两侧同样做法从而形成三向节点立柱即三向立柱8；异形柱14另外三侧同样做法从而形成四向节点立柱即中心柱11；其中连接板7、封板9、节点托板7’均开有螺栓孔，与梁端封板及梁上盖板用螺栓拼接；所述三种异形柱均在工厂制作完成；
在工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图9所示，所述异形柱14的拼接由中心柱11内侧四面分别焊接柱拼接板13，柱拼接板13下半部分与异形柱焊接，上半部分开有带螺纹的螺栓孔，与另一异形柱下侧的螺栓孔相对，用螺栓将立柱拼接；同样可以把上下柱等强焊接。
在工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图10、11所示，所述A板包括双槽钢桁架长主梁15、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架梁18、连接板Ⅰ19，连接板Ⅱ20，连接板Ⅲ21和楼板22，其特征在于：双槽钢桁架主梁16和双槽钢桁架长主梁15相互垂直且通过连接板Ⅲ21进行连接，连接板Ⅲ21焊接于双槽钢桁架主梁16和双槽钢桁架长主梁15的梁端上弦顶部；双槽钢桁架主梁16的另一端连接有与双槽钢桁架长主梁15水平的单槽钢桁架长主梁17，且双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长主梁17通过连接板Ⅰ19相连，连接板Ⅰ19焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦顶部；单槽钢桁架长主梁17的另一端与单槽钢桁架梁18连接，双槽钢桁架长主梁15和单槽钢桁架长主梁17水平相对，单槽钢桁架梁18与双槽钢桁架主梁16水平相对，单槽钢桁架梁18与单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦杆均与连接板Ⅰ19焊接相连；单槽钢桁架梁18的另一端与双槽钢桁架长主梁15通过连接板Ⅲ21连接，连接板Ⅲ21焊接于单槽钢桁架梁18和双槽钢桁架长主梁15的梁端上弦顶部；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；连接板Ⅱ20，连接板Ⅲ21伸出梁的部分均有螺栓孔；所述双槽钢桁架长主梁15、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架梁18构成一长方形框架A1；同上拼接方式，双槽钢桁架长主梁15、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架梁18构成一长方形框架A2；各框架以A1A2连接接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单槽钢桁架梁18对齐并用螺栓进行连接，并且各双槽钢桁架长主梁15位于一条直线上，各单槽钢桁架长主梁17位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板22相连，从而形成桁架楼板A；所述A板的所有构件均在工厂中预制和组装；
在工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图12、13所示，所述B板包括单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架长主梁17’、双槽钢桁架主梁16、单槽钢桁架梁18、连接板Ⅰ19，连接板Ⅲ21，连接板Ⅳ23和楼板22，其特征在于：双槽钢桁架主梁16的两端分别和单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架长主梁17’相互垂直相连，双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17的连接用连接板Ⅰ19，连接板Ⅰ19焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦边缘，双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17’的连接用连接板Ⅲ21，连接板Ⅲ21焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17’的梁端上弦顶部；单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架长主梁17’另一端与单槽钢桁架次梁18的两端分别连接，单槽钢桁架次梁18和单槽钢桁架长主梁17的连接用连接板Ⅰ19，单槽钢桁架长主梁17’与单槽钢桁架梁18的连接用连接板Ⅳ23，连接板Ⅰ19焊接于单槽钢桁架梁18和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦边缘，连接板Ⅳ23焊接于单槽钢桁架长主梁17’与单槽钢桁架梁18的梁端上弦顶部；从而单槽钢桁架长主梁17与单槽钢桁架长主梁17’水平相对，双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架梁18水平相对；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；连接板Ⅲ21，连接板Ⅳ23伸出梁的部分均有螺栓孔；所述单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架长主梁17’、双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架梁18构成一长方形框架B1；同上拼接方式，单槽钢桁架长主梁17、单槽钢桁架长主梁17’、双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架梁18构成一个长方形框架B2；各框架以B1B2连接接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单槽钢桁架梁18对齐并用螺栓进行连接，并且各单槽钢桁架长主梁17’位于一条直线上，各单槽钢桁架长主梁17位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板22相连，从而构成桁架楼板B；所述B板的所有构件均在工厂中预制和组装；
本发明所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图14、15所示，其异形柱与桁架楼板A及桁架楼板B通过螺栓进行现场拼接，桁架楼板A与异形柱的连接特征在于，节点1处A板的双槽钢桁架主梁16与双槽钢桁架长主梁15上焊接的连接板Ⅱ20与角柱12两块节点板7通过螺栓连接，双槽钢桁架主梁16与双槽钢桁架长主梁15下弦端部分别置于角柱12两块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接；节点2处A板的两个单槽钢桁架梁18与两个双槽钢桁架长主梁15上焊接的连接板Ⅲ21与边柱8三块节点板7通过螺栓连接，两个单槽钢桁架梁18与两个双槽钢桁架长主梁15下弦端部分别置于边柱8三块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接，并且各桁架梁开有螺栓孔的梁端封板均与相应梁柱节点的节点封板9采用螺栓进行连接；而节点3处双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长主梁17通过连接板Ⅰ19相连，连接板Ⅰ19焊接于双槽钢桁架主梁16和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦边缘，节点4处两个单槽钢桁架梁18分别与单槽钢桁架长主梁17通过连接板Ⅰ19相连，连接板Ⅰ19焊接于单槽钢桁架梁18和单槽钢桁架长主梁17的梁端上弦边缘，从而完成A板与立柱的连接；
桁架楼板B与异形柱的连接特征在于，节点5处B板的双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长主梁17上焊接的连接板Ⅲ21与边柱8三块节点板7通过螺栓连接，双槽钢桁架主梁16与单槽钢桁架长主梁17下弦端部分别置于边柱8三块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接；节点6处B板的两个单槽钢桁架梁18与两个单槽钢桁架长主梁17’上焊接的连接板Ⅳ23与中心柱11三块节点板7通过螺栓连接，两个单槽钢桁架梁18与两个单槽钢桁架长主梁17’下弦端部分别置于中心柱11三块节点托板7’上，且下弦端部开有螺栓孔，与节点托板与通过螺栓进行连接；并且各桁架梁开有螺栓孔的梁端封板均与相应梁柱节点的节点封板9采用螺栓进行连接，从而完成B板与立柱的连接；
桁架楼板A与桁架楼板B相交处连接特征在于，A板的单槽钢桁架长主梁17与相应B板的单槽钢桁架长主梁17的拼接位置至少为A板的单槽钢桁架长主梁17和B板的单槽钢桁架长主梁17的端部，中部及四分之一处，所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接；
综上所述，A、B拼接所成的整体楼板在拼接处有节点4、节点7两种不同的节点形式。
在上述工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图16、17、18、19所示，分别作出了装配式桁架板节点1、2、3、4的分解详图；如附图20、21、22所示，分别作出了装配式桁架板装配节点5、6、7的装配分解详图；
本发明所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图23、24、25、26所示，所述抗侧力预应力中心支撑形式分别为中心人字形支撑、预应力中心V字形支撑、预应力中心十字交叉形支撑、预应力中心单斜杆式支撑，其特征在于，所述预应力中心支撑构件28的两个端部是预应力索头，中间部分采用预应力索，或者是预应力钢拉杆；所述耳板I26和耳板II27的端部包含连接板，通过采用螺栓将耳板I26和耳板II27连接于梁的翼缘处，预应力中心支撑28通过预应力索头与耳板I26和耳板II27相连，整体形成预应力中心支撑结构体系；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。
本发明所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，如附图27所示，给出了耳板I与预应力索的连接节点详图；如附图28所示，给出了耳板II与预应力索的连接节点详图，如附图29所示，作出了预应力中心支撑构件28与桁架梁连接节点处的分解详图。附图30给出了工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系部分层的示意图。
Claims (2)
1.一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，其特征在于，该装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系为多层结构，每层结构包括装配式桁架板、异形柱和预应力中心支撑构件；
异形柱(14)包括三种柱形式：双向立柱(12)，三向立柱(8)和中心柱(11)，双向立柱(12)是由截面是L型空心的柱子与连接板(7)、节点托板(7’)、肋板(10)、封板(9)组成，三向立柱(8)是由截面是T型空心的柱子与连接板(7)、节点托板(7’)、肋板(10)、封板(9)组成，中心柱(11)是由截面是十字型空心的柱子与连接板(7)、节点托板(7’)、肋板(10)、封板(9)组成，将连接板(7)、节点托板(7’)分别水平的焊接在异形柱(14)的一侧，然后在连接板(7)与节点托板(7’)之间将至少一道肋板(10)平行焊接于异形柱(14)上；连接板(7)、节点托板(7’)和至少一道肋板(10)远离柱的一端均与一块节点封板(9)相焊接，异形柱(14)相邻一侧同样做法从而形成二向节点立柱即双向立柱(12)；异形柱(14)另外两侧同样做法从而形成三向节点立柱即三向立柱(8)；异形柱(14)另外三侧同样做法从而形成四向节点立柱即中心柱(11)；其中连接板(7)、封板(9)、节点托板(7’)均开有螺栓孔，与梁端封板及梁上盖板用螺栓拼接；异形柱(14)的拼接由中心柱(11)内侧四面分别焊接柱拼接板(13)，柱拼接板(13)与异形柱的形状一致，柱拼接板(13)下半部分与异形柱焊接，上半部分开有带螺纹的螺栓孔，与另一异形柱下侧的螺栓孔相对，用螺栓将立柱拼接；同样可以把上面的异形柱(14)与下面的异形柱(14)等强焊接，异形柱(14)的空心部分是空心或者浇灌混凝土；
所述装配式桁架板包括格构式桁架梁和楼板，所述格构式桁架梁通过梁端封板，与格构式桁架梁连接或者与立柱连接，形成桁架板钢框架结构，再将楼板置于桁架板框架结构上并进行连接，形成装配式桁架板；装配式桁架板包括两种规格，分别为A板、B板；
所述A板包括双槽钢桁架长主梁(15)、双槽钢桁架主梁(16)、单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架梁(18)、连接板Ⅰ(19)，连接板Ⅱ(20)，连接板Ⅲ(21)和楼板(22)，连接板Ⅱ(20)，由三角板去掉角柱占去的部分，然后伸出梁的部分均有螺栓孔，方便与梁螺栓连接，连接板Ⅲ(21)，由三角板去掉三向柱占去的部分，然后伸出梁的部分均有螺栓孔，方便与梁螺栓连接，双槽钢桁架主梁(16)和双槽钢桁架长主梁(15)相互垂直且通过连接板Ⅱ(20)进行连接，连接板Ⅱ(20)焊接于双槽钢桁架主梁(16)和双槽钢桁架长主梁(15)的梁端上弦顶部；双槽钢桁架主梁(16)的另一端连接有与双槽钢桁架长主梁(15)平行的单槽钢桁架长梁(17)，且双槽钢桁架主梁(16)与单槽钢桁架长梁(17)通过连接板Ⅰ(19)相连，连接板Ⅰ(19)焊接于双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架长梁(17)的梁端上弦顶部；单槽钢桁架长梁(17)的另一端与单槽钢桁架梁(18)连接，双槽钢桁架长主梁(15)和单槽钢桁架长梁(17)水平相对，单槽钢桁架梁(18)与双槽钢桁架主梁(16)水平相对，单槽钢桁架梁(18)与单槽钢桁架长梁(17)的梁端上弦杆均与连接板Ⅰ(19)焊接相连；单槽钢桁架梁(18)的另一端与双槽钢桁架长主梁(15)通过连接板Ⅲ(21)连接，连接板Ⅲ(21)焊接于单槽钢桁架梁(18)和双槽钢桁架长主梁(15)的梁端上弦顶部；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；所述双槽钢桁架长主梁(15)、双槽钢桁架主梁(16)、单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架梁(18)构成一长方形框架；同上拼接方式，双槽钢桁架长主梁(15)、双槽钢桁架主梁(16)、单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架梁(18)构成一长方形框架；各框架连接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单槽钢桁架梁(18)对齐并用螺栓进行连接，并且各双槽钢桁架长主梁(15)位于一条直线上，各单槽钢桁架长梁(17)位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板(22)相连，从而形成桁架楼板A；
所述B板包括单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架长主梁(17’)、双槽钢桁架主梁(16)、单槽钢桁架梁(18)、连接板Ⅰ(19)，连接板Ⅲ(21)，连接板Ⅳ(23)和楼板(22)，连接板Ⅳ(23)，由三角板去掉四向柱占去的部分，然后伸出梁的部分均有螺栓孔，方便与梁螺栓连接，双槽钢桁架主梁(16)的两端分别和单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架长主梁(17’)相互垂直相连，双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架长梁(17)的连接用连接板Ⅰ(19)，连接板Ⅰ(19)焊接于双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架长梁(17)的梁端上弦边缘，双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架长主梁(17’)的连接用连接板Ⅲ(21)，连接板Ⅲ(21)焊接于双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架长主梁(17’)的梁端上弦顶部；单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架长主梁(17’)另一端与单槽钢桁架梁(18)的两端分别连接，单槽钢桁架梁(18)和单槽钢桁架长梁(17)的连接用连接板Ⅰ(19)，单槽钢桁架长主梁(17’)与单槽钢桁架梁(18)的连接用连接板Ⅳ(23)，连接板Ⅰ(19)焊接于单槽钢桁架梁(18)和单槽钢桁架长梁(17)的梁端上弦边缘，连接板Ⅳ(23)焊接于单槽钢桁架长主梁(17’)与单槽钢桁架梁(18)的梁端上弦顶部；从而单槽钢桁架长梁(17)与单槽钢桁架长主梁(17’)水平相对，双槽钢桁架主梁(16)与单槽钢桁架梁(18)水平相对；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；连接板Ⅲ(21)，连接板Ⅳ(23)伸出梁的部分均有螺栓孔；所述单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架长主梁(17’)、双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架梁(18)构成一长方形框架；同上拼接方式，单槽钢桁架长梁(17)、单槽钢桁架长主梁(17’)、双槽钢桁架主梁(16)和单槽钢桁架梁(18)构成一个长方形框架；各框架连接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单槽钢桁架梁(18)对齐并用螺栓进行连接，并且各单槽钢桁架长主梁(17’)位于一条直线上，各单槽钢桁架长梁(17)位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板(22)相连，从而构成桁架楼板B；在工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，A板、B板通过排列方式AB...BA进行拼接，中间的省略号代表的是多个BB排列方式，AB之间通过螺丝连接；
所涉及的梁是由上下弦杆和腹杆拼接组成的桁架梁，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁；
或者所涉及的梁由上下弦杆、腹杆和节点板拼接而成的桁架梁，其中上下弦杆使用角钢，或者使用槽型钢，或者使用方钢管，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁；
在总框架中的连接两道梁的柱子处采用双向立柱(12)、连接三道梁的柱子处采用三向立柱(8)、连接四道梁的柱子处采用中心柱(11)，在施工现场将装配式桁架板通过其梁端封板与异形柱的梁柱节点相互拼接；
所述的工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系中，装配式桁架板在梁柱节点处与异形柱通过螺栓相连接，形成框架结构；所述预应力中心支撑构件由预应力索(28)和耳板组成，耳板在通过焊接或者螺栓连接于框架结构的柱底、顶部或者桁架梁(24)上下弦杆处，预应力索(28)和每层框架结构上端和下端的耳板在施工现场通过螺栓相连接，形成框架-中心支撑结构；预应力索(28)通过将连接套(25)拧紧施加预应力；
A板、B板进行拼接时，将A板的单槽钢桁架长梁(17)与相应B板的单槽钢桁架长梁(17)的拼接位置至少为A板的单槽钢桁架长梁(17)和B板的单槽钢桁架长梁(17)的端部，中部以及四分之一处，所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接。
2.按照权利要求1的一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，其特征在于，所述楼板使用压型钢板组合楼板，或者钢筋混凝土楼板，或者OSB刨花板。
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