CN104499566A - 装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种住宅建筑系统，尤其涉及一种装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法。二层框架系统呈上下连续分布，中心钢柱机构与边钢柱机构间、边钢柱机构与角钢柱机构间分别通过剪力墙系统相固定连接，横向分布的中心柱机构、边柱机构和角柱机构间通过楼面系统相固定连接。按以下步骤进行：画出平面布置图和布置轴测图→各配件运输到相应的安装位置→装配前的配件检查→进行拼装→拼装质量检查。装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法结构紧凑，工业化装配模式，安装周期短，操作灵活度高。

Description

装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法

技术领域

本发明涉及一种住宅建筑系统，尤其涉及一种装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法，属于钢结构领域。

背景技术

随着经济建设的发展，我国钢铁产量由几千万吨，发展到五亿吨以上，钢产量的迅速增加，促进了钢结构住宅的发展，但与钢筋混凝土结构建筑体系的多高层住宅建筑比较，钢结构住宅开发量仅仅是凤毛麟角。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》，绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，与自然和谐共生的建筑。建设部也相继发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》、《关于推进住宅产业化现代化，提高住宅质量的若干意见》，同时国家对绿色建筑补贴、奖励政策已经量化为可实施操作，这些都形成了钢结构建筑良好发展的大环境，真正为我国住宅钢结构相应体系创新及产业化提供了重大机遇。

目前住宅钢结构还依然存在一些问题，防锈、防火、包覆等处理，墙体采用现场砌筑或湿作业方式，劳动效率低，施工速度慢，矩形和圆形柱不能充分考虑住宅建筑适用性，最重要的是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，而且焊缝的质量不易控制，严重影响建筑物的安全性能。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构灵活性高，受力明确、构件连接简单、经济性好的装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统，包括至少二层框架系统，二层框架系统呈上下连续分布，所述的框架系统包括至少一个中心柱机构、至少4个边柱机构和至少4个角柱机构，中心柱机构的四端分别与边柱机构相固定连接，边柱机构的两端分别与角柱机构相固定连接，中心柱机构的上部设有中心钢柱机构，边柱机构的上部设有边钢柱机构，角柱机构的上部设有角钢柱机构，中心钢柱机构与边钢柱机构间、边钢柱机构与角钢柱机构间分别通过剪力墙系统相固定连接，横向分布的中心柱机构、边柱机构和角柱机构间通过楼面系统相固定连接；

所述的中心柱机构包括十字形柱座，所述的十字形柱座的四个方向分别设有中心柱端；

所述的边柱机构包括T形柱座，所述的T形柱座的三个方向分别设有边柱端；

所述的角柱机构包括L形柱座，所述的L形柱座的相邻二个方向分别设有角柱端；

所述的中心柱端与边柱端间、边柱端与角柱端间分别通过连接钢件相固定连接；

所述的中心钢柱机构包括十字形中心钢柱，所述的十字形中心钢柱的上部与下部分别设有中心钢柱支撑板，所述的十字形中心钢柱通过中心钢柱支撑板与十字形柱座的上部相固定；

所述的边钢柱机构包括T形边钢柱，所述的T形边钢柱的上部与下部分别设有边钢柱支撑板，所述的T形边钢柱通过边钢柱支撑板与T形柱座的上部相固定；

所述的角钢柱机构包括L形角钢柱，所述的L形角钢柱的上部与下部分别设有角钢柱支撑板，所述的L形角钢柱通过角钢柱支撑板与L形柱座相固定；

所述的剪力墙系统包括剪力板连接件和墙体，所述的墙体的四侧壁通过剪力板连接件分别与框架系统、中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构相固定连接；

所述的楼面系统包括均匀分布的钢筋支撑架，所述的钢筋支撑架的上部与下部分别设有楼承板，所述的钢筋支撑架和楼承板分别与中心柱机构、边柱机构、角柱机构相固定连接。

作为优选，所述的连接钢件的上下部与中心柱端间、连接钢件的上下部与边柱端间、连接钢件的上下部与角柱端间分别通过盖板相固定连接；

所述的连接钢件的两侧壁与中心柱端间、连接钢件的两侧壁与边柱端间、连接钢件的两侧壁与边柱端间分别通过侧板相固定连接；

所述的墙体包括外层和内层，所述的外层与内层的材质分别CCA板，所述的外层与内层间设有加气混凝土层。

作为优选，所述的框架系统和剪力墙系统分别通过高强螺栓与中心钢柱机构、边钢柱机构、角钢柱机构相紧固。

装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统的装配方法，按以下步骤进行：

（1）、画出平面布置图和布置轴测图：

利用电脑软件，画出平面布置图和布置轴测图，按此要求准备相应的配件数量；

（2）、各配件运输到相应的安装位置:

各配件分别运输至相应的装配现场，并按平面布置图将相应的配件摆放在相应的位置，便于操作的简便；

（3）、装配前的配件检查：

在进行装配前，对各配件进行质量检查和配件数量核对，以保证质量的安全性和快速安装；

（4）、进行拼装：

①、先将最底层的框架系统和连接钢件按布置轴测图进行拼装，形成最底层框架；

②、再将第二层的框架系统和连接钢件按布置轴测图进行拼装，形成第二层框架；

③、然后将中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构设在最底层的框架系统与第二层的框架系统间，

④、将最底层的框架系统、第二层的框架系统、中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构间近安装剪力墙系统，形成墙体；

⑤、最底层的框架系统和第二层的框架系统中安装楼面系统，形成楼面；

（5）、按需进行高层拼装：

按步骤（4）的拼装方式，在第二层的框架系统的基础向上安装第三层的框架系统，框架系统的数量按规划进行拼装；

、拼装质量检查：

对拼装完成后的框架进行质量检查，确保其安装性。

结构中所述的是最低要求，在现实装配中按需求进行装配。

各配件在工厂全预制，现场通过高强螺栓和焊接进行装配，在确保施工质量的基础上，提高施工速度，对于墙体和楼板施工减少了现场湿作业，缩短了施工周期。

中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构形成竖向承重构件，层间钢柱采用全螺栓现场拼接，解决钢结构住宅建筑的室内柱脚突出问题，增加建筑使用面积。

剪力板连接件可以提高建筑结构水平变形能力。

所述墙面为新型轻质墙体，墙面两侧与异形空心钢柱（十字形中心钢柱、T形边钢柱和L形角钢柱）对其连接，解决室内柱角凸出问题。

本发明的有益效果体现在：1、所采用钢柱为异形空心钢柱，其墙面与钢柱对其连接，避免了室内柱角凸出问题，并提高了钢结构住宅的建筑使用面积。

2、实现钢构件工厂化，现场装配化，减小施工周期，降低环境污染，本发明在构件拆除时，可回收再利用，是一种实现可持续发展的绿色建筑。

3、墙面采用新型轻质墙体，采用新型填充材料，板材的变形小、抗收缩能力强；墙体施工装配化程度高、现场干作业施工、墙体强度高，隔音效果好、防火性能优良、外表平整便于装修，废弃物少，是绿色环保建材。

4、使用钢筋桁架楼承板，可实现钢筋桁架工厂预制现场拼装浇筑混凝土，避免了传统预制楼板的整体刚度差的缺点和传统现浇混凝土楼承板的施工作业长的缺点。

5、使用的剪力墙系统通过工厂预制、现场安装，降低了传统剪力墙结构需要整体安装浇筑的施工周期，并提高了建筑结构的水平刚度。

本发明的提出，可实现构件全部工厂制作，现场安装，标准化，加快施工速度，充分发挥了钢结构住宅的优势；与传统钢结构建筑相比，安全性能高，环境污染小，安全事故少和工程造价低等诸多优点。

本发明提供装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统及装配方法，结构紧凑，工业化装配模式，安装周期短，操作灵活度高。

附图说明

图1是本发明的平面布置结构示意图；

图2是本发明的节点布置轴测图；

图3是本发明中边柱机构与连接钢件的装配爆炸结构示意图；

图4是本发明中角柱机构与连接钢件的装配爆炸结构示意图；

图5是本发明中中心柱机构与连接钢件的装配爆炸结构示意图；

图6是本发明的边钢柱机构的结构示意图；

图7是本发明的角钢柱机构的结构示意图；

图8是本发明的中心钢柱机构的结构示意图；

图9是本发明的角柱机构与角钢柱机构的爆炸结构示意图；

图10是本发明的边柱机构与边钢柱机构的爆炸结构示意图；

图11是本发明的中心柱机构与中心钢柱机构的爆炸结构示意图；

图12是本发明中二层框架系统与剪力墙系统的结构示意图；

图13是本发明中中心柱机构、中心钢柱机构和剪力墙系统的爆炸结构示意图；

图14是本发明中楼面系统的结构示意图；

图15是本发明中墙体的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15所示，一种装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统，包括至少二层框架系统1，二层框架系统1呈上下连续分布，所述的框架系统1包括至少一个中心柱机构2、至少4个边柱机构3和至少4个角柱机构4，中心柱机构2的四端分别与边柱机构3相固定连接，边柱机构3的两端分别与角柱机构4相固定连接，中心柱机构2的上部设有中心钢柱机构5，边柱机构3的上部设有边钢柱机构6，角柱机构4的上部设有角钢柱机构7，中心钢柱机构5与边钢柱机构6间、边钢柱机构6与角钢柱机构7间分别通过剪力墙系统相固定连接，横向分布的中心柱机构2、边柱机构3和角柱机构4间通过楼面系统相固定连接；

所述的中心柱机构包括十字形柱座8，所述的十字形柱座8的四个方向分别设有中心柱端9；

所述的边柱机构包括T形柱座10，所述的T形柱座10的三个方向分别设有边柱端11；

所述的角柱机构包括L形柱座12，所述的L形柱座12的相邻二个方向分别设有角柱端13；

所述的中心柱端9与边柱端11间、边柱端11与角柱端13间分别通过连接钢件14相固定连接；

所述的中心钢柱机构包括十字形中心钢柱15，所述的十字形中心钢柱15的上部与下部分别设有中心钢柱支撑板16，所述的十字形中心钢柱15通过中心钢柱支撑板16与十字形柱座8的上部相固定；

所述的边钢柱机构包括T形边钢柱17，所述的T形边钢柱17的上部与下部分别设有边钢柱支撑板18，所述的T形边钢柱17通过边钢柱支撑板18与T形柱座10的上部相固定；

所述的角钢柱机构包括L形角钢柱19，所述的L形角钢柱19的上部与下部分别设有角钢柱支撑板20，所述的L形角钢柱19通过角钢柱支撑板20与L形柱座12相固定；

所述的剪力墙系统包括剪力板连接件21和墙体22，所述的墙体22的四侧壁通过剪力板连接件21分别与框架系统1、中心钢柱机构5、边钢柱机构6和角钢柱机构7相固定连接；

所述的楼面系统包括均匀分布的钢筋支撑架23，所述的钢筋支撑架23的上部与下部分别设有楼承板24，所述的钢筋支撑架23和楼承板24分别与中心柱机构2、边柱机构3、角柱机构4相固定连接。

所述的连接钢件14的上下部与中心柱端9间、连接钢件14的上下部与边柱端11间、连接钢件14的上下部与角柱端13间分别通过盖板25相固定连接；

所述的连接钢件14的两侧壁与中心柱端9间、连接钢件14的两侧壁与边柱端11间、连接钢件14的两侧壁与边柱端11间分别通过侧板26相固定连接；

所述的墙体22包括外层27和内层28，所述的外层27与内层28的材质分别CCA板，所述的外层27与内层28间设有加气混凝土层29。

所述的框架系统1和剪力墙系统分别通过高强螺栓30与中心钢柱机构5、边钢柱机构6、角钢柱机构7相紧固。

装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统的装配方法，按以下步骤进行：

（1）、画出平面布置图和布置轴测图：

利用电脑软件，画出平面布置图和布置轴测图，按此要求准备相应的配件数量；

（2）、各配件运输到相应的安装位置:

各配件分别运输至相应的装配现场，并按平面布置图将相应的配件摆放在相应的位置，便于操作的简便；

（3）、装配前的配件检查：

在进行装配前，对各配件进行质量检查和配件数量核对，以保证质量的安全性和快速安装；

（4）、进行拼装：

①、先将最底层的框架系统和连接钢件按布置轴测图进行拼装，形成最底层框架；

②、再将第二层的框架系统和连接钢件按布置轴测图进行拼装，形成第二层框架；

③、然后将中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构设在最底层的框架系统与第二层的框架系统间，

④、将最底层的框架系统、第二层的框架系统、中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构间近安装剪力墙系统，形成墙体；

⑤、最底层的框架系统和第二层的框架系统中安装楼面系统，形成楼面；

（5）、按需进行高层拼装：

按步骤（4）的拼装方式，在第二层的框架系统的基础向上安装第三层的框架系统，框架系统的数量按规划进行拼装；

（6）、拼装质量检查：

对拼装完成后的框架进行质量检查，确保其安装性。

Claims (4)

1.一种装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统，其特征在于：包括至少二层框架系统（1），二层框架系统（1）呈上下连续分布，所述的框架系统（1）包括至少一个中心柱机构（2）、至少4个边柱机构（3）和至少4个角柱机构（4），中心柱机构（2）的四端分别与边柱机构（3）相固定连接，边柱机构（3）的两端分别与角柱机构（4）相固定连接，中心柱机构（2）的上部设有中心钢柱机构（5），边柱机构（3）的上部设有边钢柱机构（6），角柱机构（4）的上部设有角钢柱机构（7），中心钢柱机构（5）与边钢柱机构（6）间、边钢柱机构（6）与角钢柱机构（7）间分别通过剪力墙系统相固定连接，横向分布的中心柱机构（2）、边柱机构（3）和角柱机构（4）间通过楼面系统相固定连接；

所述的中心柱机构包括十字形柱座（8），所述的十字形柱座（8）的四个方向分别设有中心柱端（9）；

所述的边柱机构包括T形柱座（10），所述的T形柱座（10）的三个方向分别设有边柱端（11）；

所述的角柱机构包括L形柱座（12），所述的L形柱座（12）的相邻二个方向分别设有角柱端（13）；

所述的中心柱端（9）与边柱端（11）间、边柱端（11）与角柱端（13）间分别通过连接钢件（14）相固定连接；

所述的中心钢柱机构包括十字形中心钢柱（15），所述的十字形中心钢柱（15）的上部与下部分别设有中心钢柱支撑板（16），所述的十字形中心钢柱（15）通过中心钢柱支撑板（16）与十字形柱座（8）的上部相固定；

所述的边钢柱机构包括T形边钢柱（17），所述的T形边钢柱（17）的上部与下部分别设有边钢柱支撑板（18），所述的T形边钢柱（17）通过边钢柱支撑板（18）与T形柱座（10）的上部相固定；

所述的角钢柱机构包括L形角钢柱（19），所述的L形角钢柱（19）的上部与下部分别设有角钢柱支撑板（20），所述的L形角钢柱（19）通过角钢柱支撑板（20）与L形柱座（12）相固定；

所述的剪力墙系统包括剪力板连接件（21）和墙体（22），所述的墙体（22）的四侧壁通过剪力板连接件（21）分别与框架系统（1）、中心钢柱机构（5）、边钢柱机构（6）和角钢柱机构（7）相固定连接；

所述的楼面系统包括均匀分布的钢筋支撑架（23），所述的钢筋支撑架（23）的上部与下部分别设有楼承板（24），所述的钢筋支撑架（23）和楼承板（24）分别与中心柱机构（2）、边柱机构（3）、角柱机构（4）相固定连接。

2.根据权利要求1所述的装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统，其特征在于：所述的连接钢件（14）的上下部与中心柱端（9）间、连接钢件（14）的上下部与边柱端（11）间、连接钢件（14）的上下部与角柱端（13）间分别通过盖板（25）相固定连接；

所述的连接钢件（14）的两侧壁与中心柱端（9）间、连接钢件（14）的两侧壁与边柱端（11）间、连接钢件（14）的两侧壁与边柱端（11）间分别通过侧板（26）相固定连接；

所述的墙体（22）包括外层（27）和内层（28），所述的外层（27）与内层（28）的材质分别CCA板，所述的外层（27）与内层（28）间设有加气混凝土层（29）。

3.根据权利要求2所述的装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统，其特征在于：所述的框架系统（1）和剪力墙系统分别通过高强螺栓（30）与中心钢柱机构（5）、边钢柱机构（6）、角钢柱机构（7）相紧固。

4.根据权利要求1或2或3所述的装配式异形空心柱框架-剪力墙住宅建筑系统的装配方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）、画出平面布置图和布置轴测图：

利用电脑软件，画出平面布置图和布置轴测图，按此要求准备相应的配件数量；

（2）、各配件运输到相应的安装位置:

各配件分别运输至相应的装配现场，并按平面布置图将相应的配件摆放在相应的位置，便于操作的简便；

（3）、装配前的配件检查：

在进行装配前，对各配件进行质量检查和配件数量核对，以保证质量的安全性和快速安装；

（4）、进行拼装：

①、先将最底层的框架系统和连接钢件按布置轴测图进行拼装，形成最底层框架；

②、再将第二层的框架系统和连接钢件按布置轴测图进行拼装，形成第二层框架；

③、然后将中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构设在最底层的框架系统与第二层的框架系统间，

④、将最底层的框架系统、第二层的框架系统、中心钢柱机构、边钢柱机构和角钢柱机构间近安装剪力墙系统，形成墙体；

⑤、最底层的框架系统和第二层的框架系统中安装楼面系统，形成楼面；

（5）、按需进行高层拼装：

按步骤（4）的拼装方式，在第二层的框架系统的基础向上安装第三层的框架系统，框架系统的数量按规划进行拼装；

（6）、拼装质量检查：

对拼装完成后的框架进行质量检查，确保其安装性。