CN103882948B - 工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系 - Google Patents

工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系 Download PDF

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Abstract

一种工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,属于结构工程技术领域。所述工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系由装配式楼板,装配式预应力偏心支撑和装配式法兰柱采用螺栓装配而成;所述装配式楼板包括A板,B板和C板,装配式楼板之间采用螺栓进行拼接,形成建筑物的整层楼板。本发明的钢结构体系将模块化,工厂化和装配化相结合,实现工厂化生产,现场快速装配,提高了施工速度,减少了施工工期,降低了工程造价,同时本发明完全采用高强螺栓进行现场装配,避免了混凝土浇筑和钢材焊接造成的环境污染,结构构件拆除时,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,是一种绿色的结构体系。

Description

工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系
技术领域
[0001]本发明涉及一种工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,属于结构工程技术领域。
背景技术
[0002]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。
[0003]我国“十二五”规划的实施,将建筑行业带入了节能减排、绿色环保时代,国家住房和城乡建设部颁发的《绿色建筑评价标准》对绿色建筑的定义:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节地、节能、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。这一理念是转变经济增长方式和推动可持续发展的重要战略转型,真正为我国房屋(住宅)钢结构相应体系创新及产业化提供了重大机遇。
[0004]目前,国内外对多高层装配式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工地焊接,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,工人劳动环境差,严重影响建筑物的安全性能。
[0005]传统的钢结构住宅建筑没有完全发挥钢结构住宅的优越性,随着我国钢结构建筑技术的不断发展,多高层钢结构体系应采用设计模块化、构件标准化,以标准化推动工业化,以工业化促进产业化的基本发展原则,然而国内对于工业化装配式钢结构模块化的研究还处于起步阶段,亟待创新的模块化装配式钢结构预应力偏心支撑体系。
发明内容
[0006]本发明提出了一种属于结构工程技术领域的多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系。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。
[0007]本发明提出的工业化模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述多高层装配式钢结构偏心支撑体系是由装配式楼板,装配式预应力偏心支撑和装配式法兰柱采用螺栓装配而成;所述装配式楼板由A板,B板和C板3种装配式楼板拼接而成。
[0008]本发明提出工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述A板由短主梁11、次梁14、次梁Π 5、加劲板6、楼板7、柱座8、连接板Π 17和连接板ΙΠ25构成;所述A板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板A。两个短主梁Il垂直摆放,通过柱座8和加劲板6将短主梁Il进行连接,柱座8的上下法兰板10分别与垂直的两个短主梁Il的上下翼缘齐平,所述加劲板6的两个侧面分别与短主梁Il翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;次梁14与次梁Π 5垂直,与一个短主梁11垂直,通过加劲板6与一个短主梁11和次梁Π 5相连,所述加劲板6的两个侧面连接一个短主梁Il和次梁14的翼缘,和次梁14和次梁Π 5的翼缘,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;次梁Π 5垂直于一个短主梁11和次梁14,通过加劲板6与一个短主梁11和次梁14进行连接,所述加劲板6的两个侧面连接短主梁Il和次梁Π 5的翼缘,和次梁14和次梁Π 5的翼缘,加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板ΙΠ25位于短主梁Il的端部,连接板ΙΠ25的上下端与短主梁Il的翼缘相连,一个侧边与短主梁Il的腹板相连;一个连接板Π 17位于次梁Π 5的端部,连接板Π 17的上下端与次梁Π 5的翼缘相连,一个侧边与次梁Π 5的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板7放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板7连接在各个梁上;
[0009]本发明提出的工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述B板由短主梁11、短主梁Π 3、次梁14、次梁Π 5、次梁ΙΠ2、加劲板6、楼板7、柱座14、连接板Π 17、连接板ΙΠ25和连接板IV26构成;所述B板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板B。次梁14垂直于短主梁Il和次梁ΙΠ2,通过加劲板6将次梁14与短主梁Il和次梁ΙΠ2进行连接,所述加劲板6的两个侧面连接一个短主梁Il和次梁14的翼缘,和次梁14和次梁ΙΠ2的翼缘,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个短主梁Il放置在同一条直线上,通过柱座14相连,柱座14的上下法兰板10分别与两个短主梁Il的上下翼缘齐平,所有的连接部位均采用为焊接;短主梁Π 3与次梁Π 5平行,与两个短主梁11和次梁ΙΠ2垂直,加劲板6与两个短主梁Il相连,柱座14的上下法兰板10分别与短主梁Π3的上下翼缘齐平,所述加劲板6的两个侧面分别与短主梁Il和短主梁Π 3的翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;次梁ΙΠ2平行于两个短主梁II,垂直于短主梁Π3、次梁14和次梁Π 5,通过加劲板6和连接板IV26与短主梁Π 3、次梁14和次梁Π 5进行连接;所述连接板V26为矩形钢板,位于短主梁Π 3的端部,连接板IV26的上下端与短主梁Π 3的翼缘相连,一个侧边与短主梁Π 3的腹板相连;所述加劲板6的两个侧面连接次梁ΙΠ2和短主梁Π 3的翼缘,连接次梁ΙΠ2和次梁14的翼缘,和连接次梁ΙΠ2和次梁Π 5,加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板ΙΠ25位于短主梁Il的端部,连接板ΙΠ25的上下端与短主梁Il的翼缘相连,一个侧边与短主梁Il的腹板相连;一个连接板12位于次梁Π 5的端部,连接板ΙΠ25的上下端与次梁Π 5的翼缘相连,一个侧边与次梁Π 5的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板ΙΠ25位于短主梁Il的端部,连接板ΙΠ25的上下端与短主梁Il的翼缘相连,一个侧边与短主梁Il的腹板相连;一个连接板Π 17位于次梁Π 5的端部,连接板Π 17的上下端与次梁Π 5的翼缘相连,一个侧边与次梁Π 5的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板7放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板7连接在各个梁上。
[0010]本发明提出的工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述C板由短主梁Π 3、次梁ΙΠ2、加劲板6、楼板7、柱座15、连接板Π 17、连接板ΙΠ25和连接板IV26构成;所述C板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板C。所述两个次梁m2垂直放置,通过加劲板6进行连接,作为正方形装配式楼板C的两个邻边,所有连接均为焊接;另外两个次梁m 2亦垂直放置,通过加劲板6进行连接,作为正方形装配式楼板C的另外两个邻边,所有连接均为焊接;通过加劲板6将C板的四条边进行连接,形成正方形框架,所述加劲板6的两个侧面分别与垂直放置的两个次梁m2翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;四个短主梁Π3的一端分别连接在柱座15的四个侧面上,柱座15的上下法兰板分别与四个短主梁Π 3上下翼缘齐平,其中两个短主梁Π 3在一条直线上,另两个短主梁Π 3在一条直线上,柱座15位于C板的偏心,相邻的两个短主梁Π 3之间通过加劲板6进行连接,所述加劲板6的两个侧面分别与两个短主梁Π 3的翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;所述短主梁Π3的另一端连接在次梁ΙΠ2上,通过加劲板6和连接板IV26与次梁ΙΠ2相连,所述加劲板6的两个侧面分别与次梁ΙΠ2和短主梁Π 3的翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;所述连接板IV26位于短主梁Π 3与次梁ΙΠ2相连接的一端,连接板IV26的上下端与短主梁Π 3的翼缘相连,一个侧边与短主梁Π 3的腹板相连,所有的连接部位均为焊接;一个连接板Π 17位于次梁m2的端部,连接板连接板π 17的上下端与次梁m2的翼缘相连,一个侧边与次梁m2的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板7放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板7连接在各个梁上;
[0011]本发明提出的工业化模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述柱座包括三种形式的柱座,分别为柱座18,柱座Π 14和柱座ΙΠ15;柱座IV9由两个法兰板IlO和一个方钢管Ill组成,两个法兰板IlO分别位于方钢管Ill的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述柱座18由柱柱座IV9和两个连接板116组成,两个连接板116分别位于柱座IV9相邻的两个外侧面的中轴线上,与法兰板IlO和方钢管Ill相连;所述连接板116是一个矩形钢板,平行于法兰板110的两个面分别与上下法兰板110连接,垂直于法兰板110的两个平行的面,一个与方钢管111相连,一个与法兰板IlO的外边缘平齐,所有连接均采用焊接。所述柱座Π 14由柱座IV9和三个连接板116组成,三个连接板116分别位于柱座IV9的三个外侧面的中轴线上,与法兰板IlO和方钢管Ill相连;所述连接板116是一个矩形钢板,平行于法兰板IlO的两个面分别与上下法兰板IlO连接,垂直于法兰板IlO的两个平行的面,一个与方钢管Ill相连,一个与法兰板IlO的外边缘平齐,所有连接均采用焊接。所述柱座ΙΠ15由柱座IV9和四个连接板116组成,四个连接板116分别位于柱座IV9的四个外侧面的中轴线上,与法兰板IlO和方钢管Ill相连;所述连接板116是一个矩形钢板,平行于法兰板IlO的两个面分别与上下法兰板I1连接,垂直于法兰板IlO的两个平行的面,一个与方钢管Ill相连,一个与法兰板110的外边缘平齐,所有连接均采用焊接。
[0012]本发明提出的工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述装配式法兰柱包括三种形式的装配式法兰柱,分别为法兰柱120,法兰柱Π 22和法兰柱ΙΠ24;所述法兰柱120由一个方钢管ΙΠ18和两个法兰板Π 19组成,两个法兰板Π 19分别位于方钢管ΙΠ18的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板Π 19包含中部螺栓孔和相邻两边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板114的螺栓孔相对应。所述法兰柱Π 22由一个方钢管ΙΠ18和两个法兰板ΙΠ21组成,两个法兰板ΙΠ21分别位于方钢管ΙΠ18的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板ΙΠ21的截面形式可以多样化,包含中部螺栓孔和三边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板IlO的螺栓孔相对应。所述法兰柱ΙΠ24由一个方钢管ΙΠ18和两个法兰板IV23组成,两个法兰板IV23分别位于方钢管ΙΠ18的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板IV23的截面形式可以多样化,包含中部螺栓孔和四边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板IlO的螺栓孔相对应。所述法兰板Π 19,法兰板ΙΠ21和法兰板IV23,包含中部螺栓孔和外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与柱座相连,外伸部螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与梁相连,使梁柱节点实现刚接的效果,同时外伸部端板也起到支撑上部楼板的作用。所述法兰柱120在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座18和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述法兰柱Π 22在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座Π 14和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述法兰柱ΙΠ24在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座ΙΠ15和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接。
[0013]本发明提出工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述装配式楼板A板与所述装配式楼板B板进行拼接,拼接方式是将A板的次梁14和B板的次梁14进行拼接,A板的次梁Π 5和B板的次梁Π 5进行拼接,所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板B板与所述装配式楼板C板进行拼接,拼接方式是将B板的次梁m2和C板的次梁ΙΠ2进行拼接,所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板体系的基本组成单元为A板、B板和C板,装配式楼板体系的四个角板为A板单元,与A板单元连接的是B板单元,与B板单元另一边相连的是C板单元,楼板体系的中部为C板单元。
[0014]本发明提出的多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,预应力偏心支撑27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128和耳板Π29的端部包含法兰板,通过采用螺栓将耳板128和耳板Π 29连接与梁柱节点处,或者是梁的翼缘处,预应力偏心支撑27通过预应力索头与耳板128和耳板Π 29相连,整体形成预应力偏心支撑结构体系。
[0015]本发明提出的工业化模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系是装配式高层建筑钢结构体系中的创的结构体系。
附图说明
[0016]图1是本发明的装配式楼板拼接平面布置图
[0017]图2是本发明的装配式楼板A板的示意图
[0018]图3是本发明的装配式楼板A板的单元分解图
[0019]图4是本发明的装配式楼板B板的示意图
[0020]图5是本发明的装配式楼板B板的单元分解图
[0021]图6是本发明的装配式楼板C板的示意图
[0022]图7是本发明的装配式楼板C板的单元分解图
[0023]图8是本发明的装配式楼板节点I单元分解图
[0024]图9是本发明的装配式楼板节点2单元分解图
[0025]图10是本发明的装配式楼板节点3单元分解图
[0026]图11是本发明的装配式楼板节点4单元分解图
[0027]图12是本发明的装配式楼板节点5单元分解图
[0028]图13是本发明的装配式楼板节点6单元分解图
[0029]图14是本发明的装配式楼板节点7单元分解图
[0030]图15是本发明的装配式楼板装配节点I单元分解图
[0031]图16是本发明的装配式楼板装配节点2单元分解图
[0032]图17是本发明的装配式楼板装配节点3单元分解图
[0033]图18是本发明的装配式楼板柱座I单元分解图
[0034]图19是本发明的装配式楼板柱座Π单元分解图
[0035]图20是本发明的装配式楼板柱座m单元分解图
[0036]图21是本发明的装配式楼板柱座IV单元分解图
[0037]图22是本发明的装配式法兰柱I单元分解图
[0038]图23是本发明的装配式法兰柱Π单元分解图
[0039]图24是本发明的装配式法兰柱ΙΠ单元分解图
[0040]图25是本发明的装配式楼板中的梁的开洞示意图
[0041]图26是本发明的预应力偏心支撑的示意图
[0042]图27是本发明的预应力偏心支撑结构形式I示意图
[0043]图28是本发明的预应力偏心支撑结构形式2示意图
[0044]图29是本发明的预应力偏心支撑结构形式3示意图
[0045]图30是本发明的预应力偏心支撑结构形式4示意图
[0046]图31是本发明的预应力偏心支撑结构形式5示意图
[0047]图32是本发明的预应力偏心支撑结构节点连接I分解图
[0048]图33是本发明的预应力偏心支撑结构节点连接2分解图
[0049]图34是本发明的预应力偏心支撑结构节点连接3分解图
[0050]图35是本发明的多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系的装配效果图
[0051] 图中,I一短主梁I,2—次梁m,3—短主梁Π,4一次梁I,5—次梁Π,6—加劲板,7 一楼板,8—柱座I,9 一柱座IV,10 一法兰板I,11 一方钢管I,12 一法兰柱,13 一方钢管Π,14一柱座Π,15—柱座m,16—连接板I,17—连接板Π,18—方钢管m,19一法兰板Π ,20—法兰柱I,21—法兰板m,22—法兰柱Π,23—法兰板IV,24—法兰柱ΙΠ,25—连接板ΙΠ,26—连接板IV。
具体实施方式
[0052]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0053]如附图1所示,本发明的装配式楼板的拼接位置设置在主梁中剪力和弯矩相对较小的地方,从结构力学的角度讲,拼接位置的设置非常合理。
[0054]如图所述,本发明提出的多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系中,所述多高层装配式钢结构偏心支撑体系是由装配式楼板,装配式预应力偏心支撑和装配式法兰柱采用螺栓装配而成;所述装配式楼板由A板,B板和C板3种装配式楼板拼接而成。
[0055]本发明提出工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述A板由短主梁11、次梁14、次梁Π 5、加劲板6、楼板7、柱座8、连接板Π 17和连接板ΙΠ25构成;所述A板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板A。两个短主梁Il垂直摆放,通过柱座8和加劲板6将短主梁Il进行连接,柱座8的上下法兰板10分别与垂直的两个短主梁Il的上下翼缘齐平,所述加劲板6的两个侧面分别与短主梁Il翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;次梁14与次梁Π 5垂直,与一个短主梁11垂直,通过加劲板6与一个短主梁11和次梁Π 5相连,所述加劲板6的两个侧面连接一个短主梁Il和次梁14的翼缘,和次梁14和次梁Π 5的翼缘,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;次梁Π 5垂直于一个短主梁11和次梁14,通过加劲板6与一个短主梁11和次梁14进行连接,所述加劲板6的两个侧面连接短主梁Il和次梁Π 5的翼缘,和次梁14和次梁Π 5的翼缘,加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板ΙΠ25位于短主梁Il的端部,连接板ΙΠ25的上下端与短主梁Il的翼缘相连,一个侧边与短主梁Il的腹板相连;一个连接板Π 17位于次梁Π 5的端部,连接板Π 17的上下端与次梁Π 5的翼缘相连,一个侧边与次梁Π 5的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板7放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板7连接在各个梁上;
[0056]本发明提出的工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述B板由短主梁11、短主梁Π 3、次梁14、次梁Π 5、次梁ΙΠ2、加劲板6、楼板7、柱座14、连接板Π 17、连接板ΙΠ25和连接板IV26构成;所述B板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板B。次梁14垂直于短主梁Il和次梁ΙΠ2,通过加劲板6将次梁14与短主梁Il和次梁ΙΠ2进行连接,所述加劲板6的两个侧面连接一个短主梁Il和次梁14的翼缘,和次梁14和次梁ΙΠ2的翼缘,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个短主梁Il放置在同一条直线上,通过柱座14相连,柱座14的上下法兰板10分别与两个短主梁Il的上下翼缘齐平,所有的连接部位均采用为焊接;短主梁Π 3与次梁Π 5平行,与两个短主梁11和次梁ΙΠ2垂直,加劲板6与两个短主梁Il相连,柱座14的上下法兰板10分别与短主梁Π3的上下翼缘齐平,所述加劲板6的两个侧面分别与短主梁Il和短主梁Π 3的翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;次梁ΙΠ2平行于两个短主梁II,垂直于短主梁Π
3、次梁14和次梁Π 5,通过加劲板6和连接板IV26与短主梁Π 3、次梁14和次梁Π 5进行连接;所述连接板V26为矩形钢板,位于短主梁Π 3的端部,连接板IV26的上下端与短主梁Π 3的翼缘相连,一个侧边与短主梁Π 3的腹板相连;所述加劲板6的两个侧面连接次梁ΙΠ2和短主梁Π 3的翼缘,连接次梁ΙΠ2和次梁14的翼缘,和连接次梁ΙΠ2和次梁Π 5,加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板ΙΠ25位于短主梁Il的端部,连接板ΙΠ25的上下端与短主梁Il的翼缘相连,一个侧边与短主梁Il的腹板相连;一个连接板12位于次梁Π 5的端部,连接板ΙΠ25的上下端与次梁Π 5的翼缘相连,一个侧边与次梁Π 5的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板ΙΠ25位于短主梁Il的端部,连接板ΙΠ25的上下端与短主梁Il的翼缘相连,一个侧边与短主梁Il的腹板相连;一个连接板Π 17位于次梁Π 5的端部,连接板Π 17的上下端与次梁Π 5的翼缘相连,一个侧边与次梁Π 5的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板7放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板7连接在各个梁上。
[0057]本发明提出的工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述C板由短主梁Π 3、次梁m2、加劲板6、楼板7、柱座15、连接板Π 17、连接板ΙΠ25和连接板IV26构成;所述C板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板C。所述两个次梁ΙΠ2垂直放置,通过加劲板6进行连接,作为正方形装配式楼板C的两个邻边,所有连接均为焊接;另外两个次梁m 2亦垂直放置,通过加劲板6进行连接,作为正方形装配式楼板C的另外两个邻边,所有连接均为焊接;通过加劲板6将C板的四条边进行连接,形成正方形框架,所述加劲板6的两个侧面分别与垂直放置的两个次梁m2翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;四个短主梁Π3的一端分别连接在柱座15的四个侧面上,柱座15的上下法兰板分别与四个短主梁Π 3上下翼缘齐平,其中两个短主梁Π 3在一条直线上,另两个短主梁Π 3在一条直线上,柱座15位于C板的偏心,相邻的两个短主梁Π 3之间通过加劲板6进行连接,所述加劲板6的两个侧面分别与两个短主梁Π 3的翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;所述短主梁Π3的另一端连接在次梁ΙΠ2上,通过加劲板6和连接板IV26与次梁ΙΠ2相连,所述加劲板6的两个侧面分别与次梁ΙΠ2和短主梁Π 3的翼缘相连,两块加劲板6分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;所述连接板IV26位于短主梁Π 3与次梁ΙΠ2相连接的一端,连接板IV26的上下端与短主梁Π 3的翼缘相连,一个侧边与短主梁Π 3的腹板相连,所有的连接部位均为焊接;一个连接板Π 17位于次梁m2的端部,连接板连接板π 17的上下端与次梁m2的翼缘相连,一个侧边与次梁m2的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板7放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板7连接在各个梁上;
[0058]本发明提出的工业化模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述柱座包括三种形式的柱座,分别为柱座18,柱座Π 14和柱座ΙΠ15;柱座IV9由两个法兰板IlO和一个方钢管Ill组成,两个法兰板IlO分别位于方钢管Ill的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述柱座18由柱柱座IV9和两个连接板116组成,两个连接板116分别位于柱座IV9相邻的两个外侧面的中轴线上,与法兰板IlO和方钢管Ill相连;所述连接板116是一个矩形钢板,平行于法兰板110的两个面分别与上下法兰板110连接,垂直于法兰板110的两个平行的面,一个与方钢管111相连,一个与法兰板IlO的外边缘平齐,所有连接均采用焊接。所述柱座Π 14由柱座IV9和三个连接板116组成,三个连接板116分别位于柱座IV9的三个外侧面的中轴线上,与法兰板IlO和方钢管Ill相连;所述连接板116是一个矩形钢板,平行于法兰板IlO的两个面分别与上下法兰板IlO连接,垂直于法兰板IlO的两个平行的面,一个与方钢管Ill相连,一个与法兰板IlO的外边缘平齐,所有连接均采用焊接。所述柱座ΙΠ15由柱座IV9和四个连接板116组成,四个连接板116分别位于柱座IV9的四个外侧面的中轴线上,与法兰板IlO和方钢管Ill相连;所述连接板116是一个矩形钢板,平行于法兰板IlO的两个面分别与上下法兰板I1连接,垂直于法兰板IlO的两个平行的面,一个与方钢管Ill相连,一个与法兰板110的外边缘平齐,所有连接均采用焊接。
[0059]本发明提出的工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述装配式法兰柱包括三种形式的装配式法兰柱,分别为法兰柱120,法兰柱Π 22和法兰柱ΙΠ24;所述法兰柱120由一个方钢管ΙΠ18和两个法兰板Π 19组成,两个法兰板Π 19分别位于方钢管ΙΠ18的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板Π 19包含中部螺栓孔和相邻两边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板114的螺栓孔相对应。所述法兰柱Π 22由一个方钢管ΙΠ18和两个法兰板ΙΠ21组成,两个法兰板ΙΠ21分别位于方钢管mis的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板ΙΠ21的截面形式可以多样化,包含中部螺栓孔和三边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板IlO的螺栓孔相对应。所述法兰柱ΙΠ24由一个方钢管ΙΠ18和两个法兰板IV23组成,两个法兰板IV23分别位于方钢管ΙΠ18的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板IV23的截面形式可以多样化,包含中部螺栓孔和四边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板IlO的螺栓孔相对应。所述法兰板Π 19,法兰板ΙΠ21和法兰板IV23,包含中部螺栓孔和外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与柱座相连,外伸部螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与梁相连,使梁柱节点实现刚接的效果,同时外伸部端板也起到支撑上部楼板的作用。所述法兰柱120在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座18和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述法兰柱Π 22在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座Π 14和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述法兰柱ΙΠ24在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座ΙΠ15和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接。
[0060]本发明提出工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述装配式楼板A板与所述装配式楼板B板进行拼接,拼接方式是将A板的次梁14和B板的次梁14进行拼接,A板的次梁Π 5和B板的次梁Π 5进行拼接,所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板B板与所述装配式楼板C板进行拼接,拼接方式是将B板的次梁m2和C板的次梁ΙΠ2进行拼接,所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板体系的基本组成单元为A板、B板和C板,装配式楼板体系的四个角板为A板单元,与A板单元连接的是B板单元,与B板单元另一边相连的是C板单元,楼板体系的中部为C板单元。
[0061]本发明提出的多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,预应力偏心支撑27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128和耳板Π29的端部包含法兰板,通过采用螺栓将耳板128和耳板Π 29连接与梁柱节点处,或者是梁的翼缘处,预应力偏心支撑27通过预应力索头与耳板128和耳板Π 29相连,整体形成预应力偏心支撑结构体系。
[0062]本发明的多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,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。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,可持续发展的刚结构体系。

Claims (2)

1.一种工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所述工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系是由装配式楼板,装配式预应力偏心支撑和装配式法兰柱采用螺栓装配而成;所述装配式楼板由A板,B板和C板3种装配式楼板拼接而成; 所述A板由短主梁I(I)、次梁1(4)、次梁Π (5)、加劲板(6)、楼板(7)、柱座1(8)、连接板Π (17)和连接板ΙΠ(25)构成;所述A板的上述构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述A板;两个短主梁I(I)垂直摆放,通过柱座1(8)和加劲板(6)将短主梁I(I)进行连接,柱座1(8)的上下法兰板I(1)分别与垂直的两个短主梁I(I)的上下翼缘齐平,所述加劲板(6)的两个侧面分别与短主梁I(I)翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在所述短主梁I(I)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均为焊接;次梁1(4)与次梁Π (5)垂直,且与一个短主梁I(I)垂直,所述次梁1(4)通过加劲板(6)与所述短主梁I(I)和次梁Π (5)相连,所述加劲板(6)的两个侧面连接一个短主梁I(I)和次梁1(4)的翼缘,加劲板(6)连接在次梁1(4)和次梁Π (5)的翼缘,两块加劲板(6)分别连接在所述短主梁1(1)、次梁1(4)、次梁Π (5)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均采用为焊接;次梁Π (5)垂直于一个短主梁I(I)和次梁1(4),通过加劲板(6)与所述短主梁I(I)和次梁1(4)进行连接,所述加劲板(6)的两个侧面连接短主梁I(I)和次梁Π (5)的翼缘,所述加劲板(6)连接次梁1(4)和次梁Π (5)的翼缘,加劲板(6)分别连接在所述短主梁1(1)、次梁1(4)、次梁Π (5)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均采用为焊接;两个连接板ΠΚ25)位于短主梁I(I)的端部,连接板ΠΚ25)的上下端与短主梁I(I)的翼缘相连,其一个侧边与短主梁I(I)的腹板相连;一个连接板Π (17)位于次梁Π (5)的端部,连接板Π (17)的上下端与次梁Π (5)的翼缘相连,其一个侧边与次梁Π (5)的腹板相连,上述连接部位均采用为焊接;楼板(7)放置于所述短主梁1(1)、次梁1(4)、次梁Π (5)所围成的平面上,采用抗剪键将楼板(7)连接在所述短主梁I(1)、次梁1(4)、次梁Π(5)上; 所述B板由短主梁1(1)、短主梁Π (3)、次梁1(4)、次梁Π (5)、次梁ΙΠ(2)、加劲板(6)、楼板(7)、柱座Π (14)、连接板Π (17)、连接板ΙΠ(25)和连接板IV(26)构成;所述B板的上述构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述B板;次梁1(4)垂直于短主梁I(I)和次梁ΠΚ2),通过加劲板(6)将次梁1(4)与短主梁I(I)和次梁ΙΠ(2)进行连接,所述加劲板(6)的两个侧面连接一个短主梁I(I)和次梁1(4)的翼缘,所述加劲板(6)连接次梁1(4)和次梁ΙΠ(2)的翼缘,两块加劲板(6)分别连接在所述短主梁1(1)、次梁I(4)、次梁ΙΠ(2)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均采用为焊接;两个短主梁I(I)放置在同一条直线上,通过柱座Π (14)相连,柱座Π (14)的上下法兰板1(10)分别与两个短主梁I(I)的上下翼缘齐平,上述连接部位均采用为焊接;短主梁Π (3)与次梁Π (5)平行,与两个短主梁I(I)和次梁m(2)垂直,加劲板(6)与两个短主梁I(I)相连,柱座Π (14)的上下法兰板1(10)分别与短主梁Π (3)的上下翼缘齐平,所述加劲板(6)的两个侧面分别与短主梁I(I)和短主梁Π (3)的翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在所述短主梁1(1)、短主梁Π (3)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均采用为焊接;次梁m(2)平行于两个短主梁1(1),垂直于短主梁Π (3)、次梁I(4)和次梁Π (5),所述次梁m(2)通过加劲板(6)和连接板IV(26)与短主梁Π (3)、次梁1(4)、次梁Π (5)进行连接;所述连接板IV(26)为矩形钢板,位于短主梁Π (3)的端部,连接板IV(26)的上下端与短主梁Π (3)的翼缘相连,其一个侧边与短主梁π (3)的腹板相连;所述加劲板(6)的两个侧面连接次梁m(2)和短主梁Π (3)的翼缘,所述加劲板(6)连接次梁m(2)和次梁1(4)的翼缘,所述加劲板(6)连接次梁m(2)和次梁Π (5),加劲板(6)分别连接在所述短主梁Π (3)、次梁ΙΠ(2)上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均采用为焊接;两个连接板m(25)位于短主梁I(I)的端部,连接板m(25)的上下端与短主梁I(1)的翼缘相连,一个侧边与短主梁I(I)的腹板相连;一个连接板1(16)位于次梁Π (5)的端部,连接板ΠΚ25)的上下端与次梁Π (5)的翼缘相连,一个侧边与次梁Π (5)的腹板相连,上述连接部位均采用为焊接;两个连接板ΠΚ25)位于短主梁I(I)的端部,连接板ΙΠ(25)的上下端与短主梁I(I)的翼缘相连,一个侧边与短主梁I(I)的腹板相连;一个连接板Π (17)位于次梁Π (5)的端部,连接板Π (17)的上下端与次梁Π (5)的翼缘相连,一个侧边与次梁Π(5)的腹板相连,上述连接部位均采用为焊接;楼板(7)放置于所述短主梁I(I)、短主梁Π(3)、次梁1(4)、次梁Π (5)、次梁ΙΠ(2)所围成的平面上,采用抗剪键将楼板(7)连接在所述短主梁I(I)、短主梁Π (3)、次梁1(4)、次梁Π (5)、次梁ΙΠ(2)上; 所述C板由短主梁Π(3)、次梁ΙΠ(2)、加劲板(6)、楼板(7)、柱座ΙΠ(15)、连接板Π(17)、连接板ΙΠ(25)和连接板IV(26)构成;所述C板的上述构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述C板;所述两个次梁m (2)垂直放置,通过加劲板(6)进行连接,作为正方形C板的两个邻边,上述连接均为焊接;另外两个次梁m(2)亦垂直放置,通过加劲板(6)进行连接,作为C板的另外两个邻边,上述连接均为焊接;通过加劲板(6)将C板的四条边进行连接,形成正方形框架,所述加劲板(6)的两个侧面分别与垂直放置的两个次梁m(2)翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在次梁m(2)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均为焊接;四个短主梁Π (3)的一端分别连接在柱座ΠΚ15)的四个侧面上,柱座m(15)的上下法兰板分别与四个短主梁Π (3)上下翼缘齐平,其中两个短主梁Π (3)在一条直线上,另两个短主梁π (3)在一条直线上,柱座m (15)位于C板偏心处,相邻的两个短主梁Π(3)之间通过加劲板(6)进行连接,所述加劲板(6)的两个侧面分别与两个短主梁Π (3)的翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在短主梁Π (3)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均为焊接;所述短主梁Π (3)的另一端连接在次梁ΙΠ(2)上,通过加劲板(6)和连接板IV(26)与次梁m(2)相连,所述加劲板(6)的两个侧面分别与次梁m(2)和短主梁π (3)的翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在次梁m(2)、短主梁Π (3)的上翼缘和下翼缘上,上述连接部位均为焊接;所述连接板IV(26)位于短主梁Π(3)与次梁m(2)相连接的一端,连接板IV(26)的上下端与短主梁Π (3)的翼缘相连,一个侧边与短主梁Π (3)的腹板相连,上述连接部位均为焊接;一个连接板Π (17)位于次梁m(2)的端部,连接板Π (17)的上下端与次梁m(2)的翼缘相连,一个侧边与次梁m(2)的腹板相连,上述连接部位均采用为焊接;楼板(7)放置于短主梁Π (3)、次梁m(2)所围成的平面上,采用抗剪键将楼板(7)连接在短主梁Π (3)、次梁m(2)上; 所述柱座包括四种形式的柱座,分别为柱座I (8)、柱座IV(9)、柱座Π (14)和柱座m(15);柱座IV(9)由两个法兰板I(1)和一个方钢管I(Il)组成,两个法兰板I(1)分别位于方钢管I(Il)的两个端头上,上述连接均采用焊接;所述柱座1(8)由柱柱座IV(9)和两个连接板1(16)组成,两个连接板1(16)分别位于柱座IV(9)相邻的两个外侧面的中轴线上,与法兰板1(10)和方钢管I(Il)相连;所述连接板1(16)是一个矩形钢板,平行于法兰板1(10)的两个面分别与上下法兰板1(10)连接,垂直于法兰板1(10)的两个平行的面,一个与方钢管I(11)相连,一个与法兰板I(1)的外边缘平齐,上述连接均采用焊接;所述柱座Π (14)由柱座IV (9)和三个连接板I (16)组成,三个连接板I (16)分别位于柱座IV (9)的三个外侧面的中轴线上,与法兰板1(10)和方钢管I(Il)相连;所述连接板1(16)是一个矩形钢板,平行于法兰板1(10)的两个面分别与上下法兰板1(10)连接,垂直于法兰板1(10)的两个平行的面,一个与方钢管I (11)相连,一个与法兰板I (10)的外边缘平齐,上述连接均采用焊接;所述柱座ΠΚ15)由柱座IV(9)和四个连接板1(16)组成,四个连接板1(16)分别位于柱座IV(9)的四个外侧面的中轴线上,与法兰板1(10)和方钢管I(Il)相连;所述连接板1(16)是一个矩形钢板,平行于法兰板1(10)的两个面分别与上下法兰板1(10)连接,垂直于法兰板1(10)的两个平行的面,一个与方钢管I(Il)相连,一个与法兰板1(10)的外边缘平齐,上述连接均采用焊接; 所述装配式法兰柱包括三种形式的装配式法兰柱,分别为法兰柱1(20),法兰柱Π (22)和法兰柱m(24);所述法兰柱1(20)由一个方钢管m(18)和两个法兰板Π (19)组成,两个法兰板Π (19)分别位于方钢管m(18)的两个端头上,上述连接均采用焊接;所述法兰板Π(19)包含中部螺栓孔和相邻两边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板1(10)的螺栓孔相对应;所述法兰柱π(22)由一个方钢管m(i8)和两个法兰板m(2i)组成,两个法兰板m(21)分别位于方钢管m(i8)的两个端头上,上述连接均采用焊接;所述法兰板m(2i)的截面形式为多样化,包含中部螺栓孔和三边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板1(10)的螺栓孔相对应;所述法兰柱m(24)由一个方钢管m(18)和两个法兰板IV(23)组成,两个法兰板IV(23)分别位于方钢管m(18)的两个端头上,上述连接均采用焊接;所述法兰板IV(23)的截面形式为多样化,包含中部螺栓孔和四边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板1(10)的螺栓孔相对应;所述法兰板Π (19),法兰板m(21)和法兰板IV(23),包含中部螺栓孔和外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与柱座相连,外伸部螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与梁相连,使梁柱节点实现刚接的效果,同时外伸部端板也起到支撑上部楼板的作用;所述法兰柱1(20)在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座1(8)和相邻的梁进行连接,上述连接均采用螺栓连接;所述法兰柱Π (22)在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座Π (14)和相邻的梁进行连接,上述连接均采用螺栓连接;所述法兰柱m(24)在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座m (15)和相邻的梁进行连接,上述连接均采用螺栓连接; 所述装配式楼板A板与所述装配式楼板B板进行拼接,拼接方式是将A板的次梁1(4)和B板的次梁1(4)进行拼接,A板的次梁Π (5)和B板的次梁Π (5)进行拼接,上述的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板B板与所述装配式楼板C板进行拼接,拼接方式是将B板的次梁m(2)和C板的次梁m(2)进行拼接,上述的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板体系的基本组成单元为A板、B板和C板,装配式楼板体系的四个角板为A板单元,与A板单元连接的是B板单元,与B板单元另一边相连的是C板单元,楼板体系的中部为C板单元; 预应力偏心支撑(27)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;耳板1(28)和耳板Π (29)的端部包含法兰板,通过采用螺栓将耳板1(28)和耳板Π (29)连接于梁柱节点处,或者是梁的翼缘处,预应力偏心支撑(27)通过预应力索头与耳板1(28)和耳板Π (29)相连,整体形成预应力偏心支撑结构体系。
2.根据权利要求1所述的一种工业化的模块式多高层装配式钢结构预应力偏心支撑体系,其特征在于,所有梁是型钢梁,或者是在梁的腹板处开设洞口的开洞梁,便于各种管线CJI
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