CN103924669A - 一种装配式型钢混凝土组合框架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式型钢混凝土组合框架结构。该结构由装配式型钢混凝土组合梁、装配式型钢混凝土组合柱、现浇混凝土节点区和梁端可选连接组件组成。通过选用不同的连接组件，该装配式型钢混凝土组合框架可满足高、中、低抗震等级的要求。

Description

一种装配式型钢混凝土组合框架结构

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种装配式型钢混凝土组合框架结构。

背景技术

与钢结构相比，型钢混凝土组合结构可有效防止钢构件的局部屈曲和出平面扭转屈曲，使钢材强度得到充分发挥，节约钢材，降低造价，同时提高钢构件耐火性，防腐和防锈性能。而与混凝土构件相比，型钢混凝土组合结构可大大提高混凝土构件的承载力和延性，避免混凝土构件发生脆性的受剪破坏。

装配式混凝土结构施工速度快、质量好、可大量节省模板和支撑，具有显著的节能减排特点，是一种符合工业化建筑发展需求的结构型式。

将装配式混凝土结构与型钢混凝土组合框架结构相结合，即形成了装配式型钢混凝土组合框架结构。该结构兼有装配式混凝土结构和型钢混凝土组合框架结构的优点：在现场施工过程中，该结构不需要设置支撑，并可多层连续施工，从而大幅节省了材料消耗、缩短工期；在使用过程中，该结构具有突出的承载能力和延性，可适用于大开间住宅、公共建筑和工业厂房等。装配式型钢混凝土组合框架结构符合我国绿色建筑和工业化建筑的发展战略，具有十分广阔的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种创新性的框架结构装配式型钢混凝土组合框架结构，该结构整体性好，承载力高、延性好、施工便捷、大量节省支撑和模板、大幅缩短施工工期，具有显著的社会经济效益。

本发明提出的装配式型钢混凝土组合框架结构，由装配式型钢混凝土组合梁1、装配式型钢混凝土组合柱2、现浇混凝土节点区3和梁端可选连接组件4组成；其中，梁端可选连接组件由连接型钢5和连接螺栓6组成；所述装配式型钢混凝土组合梁1采用叠合梁构造，相邻的装配式型钢混凝土组合梁1的下部纵筋通过搭接或焊接连接，装配式型钢混凝土组合梁1的上部纵筋设置于叠合层并现场绑扎；装配式型钢混凝土组合梁1和装配式型钢混凝土组合柱2通过现浇混凝土节点区3和梁端可选连接组件4连接。

本发明中，装配式型钢混凝土组合梁1和装配式型钢混凝土组合柱2均为通长配置型钢的混凝土组合构件，且均在工厂预制。

本发明中，当设计要求结构满足高抗震等级要求时，梁端可选连接组件4中的连接型钢5和连接螺栓6均采用低屈服高延性钢材，连接型钢5与装配式型钢混凝土组合梁1焊接；当设计要求结构满足中等抗震等级要求时，梁端可选连接组件4中的连接螺栓6采用低屈服高延性钢材，连接型钢5采用与装配式型钢混凝土组合梁相同的钢材；当设计要求结构满足低抗震等级要求即可时，梁端可选连接组件4中的连接型钢5采用与装配式型钢混凝土组合梁相同的钢材，连接螺栓6采用普通连接螺栓。

本发明中，装配式型钢混凝土组合柱2可根据现场施工条件采用单层柱构造或多层柱构造；当现场施工条件要求运输和起吊吨位较小时，可采用单层柱构造；但现场施工条件允许运输和起吊吨位较大时，优先采用多层柱构造。当装配式型钢混凝土组合柱2采用多层柱构造时，跨越2层或3层高的装配式型钢混凝土组合柱2整体预制，在节点区域内装配式型钢混凝土组合柱2的混凝土采用现浇混凝土，但型钢和纵向钢筋通长配置；相邻两根多层柱之间的连接方式与单层柱相似。

本发明的创新性在于结合装配式混凝土结构施工速度快、现场湿作业少等特点，开发了一种可适用于大开间住宅、公共建筑和工业厂房的装配式型钢混凝土组合框架结构。

附图说明

图1为本发明两层两跨结构示意图。

图2为本发明装配式混凝土组合框架节点示意图。

图3为本发明装配式型钢混凝土组合梁截面示意图。

图4为本发明装配式型钢混凝土组合柱采用多层柱构造的示意图。

图5为装配式型钢混凝土组合柱中柱截面示意图。

图6为装配式型钢混凝土组合柱边柱截面示意图。

图中标号：1为装配式型钢混凝土组合梁，2为装配式型钢混凝土组合柱，3为现浇混凝土节点区，4为梁端可选连接组件，5为连接型钢，6为连接螺栓。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

图1为一榀2层2跨装配式型钢混凝土组合框架结构，该结构中装配式型钢混凝土组合梁1和装配式型钢混凝土组合柱2通过现浇混凝土节点区3和梁端可选连接组件4连接，装配式型钢混凝土柱1与基础通过螺栓连接。

图2为装配式型钢混凝土组合框架结构节点连接构造详图，装配式型钢混凝土组合梁1和装配式型钢混凝土组合柱2通过现浇混凝土节点区3和梁端可选连接组件4连接。梁端可选连接组件由连接型钢5和连接螺栓6组成，可根据结构抗震等级的不同要求选择采用不同钢材的连接型钢5和连接螺栓6。

图3为装配式型钢混凝土组合梁1的截面示意图，采用叠合梁构造，并通长配置型钢。

图4为装配式型钢混凝土组合柱2采用多层柱构造示意图。此时，节点区域内装配式型钢混凝土组合柱(2)的混凝土采用现浇混凝土，但型钢和纵向钢筋通长配置。

图5和图6为装配式型钢混凝土组合柱2的截面示意图。图5为中柱截面，根据其受力特点通长配置双轴对称型钢。图6为边柱截面，根据其受力特点通长配置单轴对称型钢。

本发明的制作过程如下：

准备过程：在混凝土预制构件工厂完成装配式型钢混凝土组合框架梁1、装配式型钢混凝土组合柱2、预制混凝土板的制作，并将各构件编号、运输至施工现场。

现场施工过程：a．安装相邻柱网的若干根装配式型钢混凝土组合柱2，装配式型钢混凝土组合柱与基础采用螺栓连接；b．在完成装配式型钢混凝土组合柱2安装的部位开始安装装配式型钢混凝土组合梁1，梁、柱通过连接组件4形成初步连接，从而构成具有一定刚度和承载力的框架结构；c．在完成梁、柱拼装的部位开始预制混凝土板的安装，预制混凝土板搁置与梁上；d．按照此顺序完成2~3层装配式型钢混凝土组合框架的拼装施工后，安装现浇混凝土节点区3的模板，并现场浇筑节点区和混凝土叠合板；e．以此类推即可完成装配式型钢混凝土组合框架结构的施工。

由于可多层连续施工作业，不需要等待下层现浇混凝土养护到设计强度即可开展上部楼层预制构件的拼装施工，装配式型钢混凝土组合框架结构可显著缩短施工工期。此外，现场施工过程中，装配式型钢混凝土组合框架结构的梁、柱构件通过连接组件初步连接后可形成具有一定刚度和承载力的框架结构，不需要另外架设临时支撑，节省了大量材料消耗。

Claims (4)

1.一种装配式型钢混凝土组合框架结构，其特征在于所述结构由装配式型钢混凝土组合梁(1)、装配式型钢混凝土组合柱(2)、现浇混凝土节点区(3)和梁端可选连接组件(4)组成；其中，梁端可选连接组件由连接型钢(5)和连接螺栓(6)组成；所述装配式型钢混凝土组合梁(1)采用叠合梁构造，相邻的装配式型钢混凝土组合梁(1)的下部纵筋通过搭接或焊接连接，装配式型钢混凝土组合梁(1)的上部纵筋设置于叠合层并现场绑扎；装配式型钢混凝土组合梁(1)和装配式型钢混凝土组合柱(2)通过现浇混凝土节点区(3)和梁端可选连接组件(4)连接。

2.根据权利要求1所述的装配式型钢混凝土组合框架结构，其特征在于装配式型钢混凝土组合梁(1)和装配式型钢混凝土组合柱(2)均为通长配置型钢的混凝土组合构件，且均在工厂预制。

3.根据权利要求1所述的装配式型钢混凝土组合框架结构，其特征在于当设计要求结构满足高抗震等级要求时，梁端可选连接组件(4)中的连接型钢(5)和连接螺栓(6)均采用低屈服高延性钢材，连接型钢(5)与装配式型钢混凝土组合梁(1)焊接；当设计要求结构满足中等抗震等级要求时，梁端可选连接组件(4)中的连接螺栓(6)采用低屈服高延性钢材，连接型钢(5)采用与装配式型钢混凝土组合梁(1)相同的钢材；当设计要求结构满足低抗震等级要求即可时，梁端可选连接组件(4)中的连接型钢(5)采用与装配式型钢混凝土组合梁(1)相同的钢材，连接螺栓(6)采用普通连接螺栓。

4.根据权利要求1所述的装配式型钢混凝土组合框架结构，其特征在于装配式型钢混凝土组合柱(2)可根据现场施工条件采用单层柱构造或多层柱构造；当现场施工条件要求运输和起吊吨位较小时，可采用单层柱构造；当现场施工条件允许运输和起吊吨位较大时，优先采用多层柱构造；当装配式型钢混凝土组合柱(2)采用多层柱构造时，跨越2层或3层高的装配式型钢混凝土组合柱(2)整体预制，在节点区域内装配式型钢混凝土组合柱(2)的混凝土采用现浇混凝土，但型钢和纵向钢筋通长配置；相邻两根多层柱之间的连接方式与单层柱相似。