CN105133729B - 一种带夹芯板的异形梁柱钢框架及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种带夹芯板的异形梁柱钢框架，框架以异形钢柱和异型钢梁支撑，异形钢柱和异型钢梁的每一侧面均被墙体预制板覆盖，一对墙体预制板通过嵌设的钢制连接件固定构成墙体，异形钢柱设置在墙体转角和直墙的中部；在墙体的顶部设置有异型钢梁；异形钢柱的横截面形状有L型、T型、十字形、直型；异型钢梁的横截面形状为在矩形钢管的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳。本发明的建筑钢框架可以实现全部工厂预制，现场全干法施工，并且钢梁钢柱被墙体预制板包覆，具有极强的防火、防腐蚀和保温节能性能，墙体无凸出的梁柱，结构美观，有效使用面积做到最大化。施工过程快速、便捷，且造价低，预制部件单元化，更加灵活且便于运输。

Description

一种带夹芯板的异形梁柱钢框架及其施工方法

技术领域

本发明涉及房屋建筑技术，具体说是一种带夹芯板的异形梁柱钢框架及其施工方法。

背景技术

预制墙板与钢框架组合是预制装配式房屋最常用的一种形式。目前有两种组合方式：预制墙板嵌固与钢框架的梁柱之间；预制墙板设置于钢框架的一侧。这两种组合方式中钢框架均未被预制墙板直接包裹，需要采取专门措施，从而增加了造价，影响美观和墙体保温效果。

为此，本发明专利提出了一种带夹芯预制墙板的异形钢框架。其钢梁为一侧或两边侧带挑耳的矩形截面，钢柱则为十字、T字、一字或L型的截面，梁柱两边完全被两层轻质预制墙板通过螺栓或自攻螺丝连接包裹，墙体预制板之间可填充保温材料和管线。楼板由混凝土板和部分置于板中的帽型或U型钢梁预制而成，置于异形钢梁的挑耳上。

本发明提出的带夹芯板的异形钢框架体系房屋，解决了普通钢结构与预制墙板之间的位置关系和连接问题，生产安装方便，防火保温性能良好，运输方便，综合造价低，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种带夹芯板的异形梁柱钢框架及其施工方法，以钢柱作为建筑支撑的同时，具有更好的防火、防水、抗腐蚀和保温节能性能。

所述带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：所述框架以异形钢柱和异型钢梁支撑，所述异形钢柱和异型钢梁的每一侧面均被墙体预制板、或均被墙体预制板和预制楼板紧贴覆盖，由一对墙体预制板通过钢制连接件固定构成墙体，所述异形钢柱设置在墙体转角位置，或者异形钢柱设置在墙体转角和直墙的中部；

所述异形钢柱的横截面形状有L型、T型、十字形、直型之多种或全部；

在每一层所述墙体的顶部设置有异型钢梁；底层和中间层的异型钢梁的横截面形状为在矩形钢管的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳。

异型钢梁、预制楼板和墙体预制板之间的结构是，在所述异型钢梁的挑耳上表面紧邻所述矩形钢管固定设置所述预制楼板，在所述预制楼板的上表面紧邻所述矩形钢管固定设置所述墙体预制板。

一种异型钢梁上方为带门墙体的连接结构实施例为，在中间层的所述异型钢梁的顶面与预制楼板的顶面平齐，在所述异型钢梁的顶面以自攻螺钉固定连接U型钢，并在所述U型钢的两侧通过自攻螺钉固定连接墙体侧面的墙体预制板。

进一步地，在所述墙体预制板内部的四周边缘200mm之内，以及墙体预制板内的中部，紧邻墙体预制板内侧面埋设有方钢，所述墙体预制板在设有方钢的位置设置有连接点，方钢外侧的连接点位置设有对外侧面开口设置的螺钉槽，所述墙体预制板侧面边缘的所述螺钉槽为向外侧半开放的半连接槽；

在所述墙体中部的螺钉槽位置，通过所述方钢以自攻螺钉固定连接所述墙体预制板和所述钢制连接件；

在与异形钢柱重合的所述墙体预制板的螺钉槽位置，通过所述方钢以自攻螺钉固定连接所述墙体预制板和所述异形钢柱；

所述钢制连接件为U型钢或方钢。

在墙体预制板的顶部：在所述墙体预制板的顶部的螺钉槽内以自攻螺钉固定连接一对墙体预制板之间的异型钢梁，并覆盖所述异型钢梁的部分或全部侧面。

在墙体预制板的基础连接处：在底层的所述墙体预制板底部与基础连接处的螺钉槽内以自攻螺钉固定连接一对墙体预制板之间的U型钢，所述U型钢的下翼板位于墙体底部且与墙体的底端平齐，以基础预埋螺栓穿过所述U型钢的下翼板固定连接墙体；

所述U型钢的一对腹板上端在多处焊接有连接板。

在墙体预制板之间：相邻墙体预制板之间的半连接槽拼接为一个连接槽，在所述连接槽内嵌设板侧连接件，以自攻螺钉从半连接槽穿过板侧连接件与方钢固定，从而将同侧的相邻墙体预制板连接。

在顶层的所述异型钢梁横截面形状为在矩形钢管的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳，或者在矩形钢管的侧面不设挑耳，在所述挑耳的上方与异型钢梁固定设置钢制屋架或预制楼板；

其余楼层的所述异型钢梁在设置预制楼板的一侧设有凸出的挑耳，且在同一侧的异形钢柱内角等高位置设有凸出的挑耳。

对于预制楼板：所述预制楼板包括预制砼板和部分埋设于所述预制砼板内的U型/帽型钢梁，所述U型/帽型钢梁的下翼板突出于预制砼板的底部，多个所述U型/帽型钢梁平行排列；所述U型/帽型钢梁的上翼板上方焊接有钢丝/钢网；

所述预制砼板两侧的底面埋设有底面开口的预埋套筒，用于同一块楼板的预制砼板之间通过连接件拼接；所述预制砼板的两端部设有部分埋设于预制砼板内部的预埋连接件，用于与异型钢梁固定连接。

异形钢柱与基础：所述异形钢柱与基础之间通过焊接于异形钢柱底部的钢柱脚与基础预埋螺栓紧固连接；

所述墙体内填充有保温填料。

一种根据上述结构的带夹芯板的异形梁柱钢框架的施工方法，其特征在于：包括下述步骤：

一、在设定异形钢柱和墙体位置的基础平面上预埋基础螺栓；

二、在底层，通过焊接于异形钢柱底部的钢柱脚将异形钢柱与基础预埋螺栓紧固连接；在底层以上楼层，将异形钢柱的底端与下层的异形钢柱固定连接；

三、异形钢柱之间、在异形钢柱的顶部固定连接异型钢梁；

四、紧贴异形钢柱所设计安装的外墙侧面安装外墙的墙体预制板，在该墙体预制板的内侧填装填充料与管线；在所述外墙墙体的内侧紧贴第四步中所述异形钢柱的内侧安装面、安装外墙墙体内侧的墙体预制板，并通过钢制连接件紧固连接外墙墙体外侧和内侧的墙体预制板；相邻的墙体预制板之间，在墙体预制板边缘各自的半连接槽拼合为一个完整的连接槽，在连接槽内嵌入板侧连接件，以自攻螺钉穿过板侧连接件与方钢固定，将相邻的墙体预制板；

五、在异型钢梁的挑耳上表面紧邻所述矩形钢管固定设置预制楼板，在所述预制楼板的上表面紧邻所述矩形钢管固定设置墙体预制板；

异型钢梁上方为带门墙体时，选取异型钢梁使中间层的所述异型钢梁的顶面与预制楼板的顶面平齐，在所述异型钢梁的顶面以自攻螺钉固定连接开口向上的U型钢，并在所述U型钢的两侧通过自攻螺钉固定连接墙体预制板；

在顶层，在异型钢梁的挑耳上方与异型钢梁固定设置钢制屋架或预制楼板。

本发明的建筑钢框架可以实现全部工厂预制，现场全干法施工，并且作为建筑支撑的钢梁钢柱被墙体预制板包覆，具有极强的防火和保温节能性能，具有很好的应用前景。

由于钢柱和钢梁被包覆在预制板内，墙体无凸出的梁柱，结构美观而占空间小，建筑内有效使用面积做到最大化。

施工过程快速、便捷，且造价低，预制部件单元化，更加灵活且便于运输。

附图说明

图1是运用本发明建筑的部分房屋结构平面图，

图2是图1中B处放大图，

图3是钢柱实施例一横截面结构，

图4是钢柱实施例二横截面结构，

图5是钢柱实施例三横截面结构，

图6是钢柱实施例四横截面结构，

图7是钢梁实施例一横截面结构，

图8是钢梁实施例二横截面结构，

图9是钢柱脚实施例一俯视图，

图10是钢柱脚实施例二俯视图，

图11是钢柱脚实施例三俯视图，

图12是钢柱脚实施例四俯视图，

图13是单块预制夹芯板大面图，

图14是图13中A-A向视图，

图15是预制夹芯板连接结构图，

图16是钢梁柱连接结构立体图，

图17是楼板结构示意图，

图18是图17的左视图，

图19是异型钢梁在中间楼层的一种结构实施例，

图20是顶部的异型钢梁实施例一，

图21是顶部的异型钢梁实施例二，

图22是墙体预制板之间连接结构示意图，

图23是异型钢梁、墙体预制板和预制楼板之间的结构示意图。

图中：1—墙体预制板，2—异形钢柱，3—保温填料，4—预制楼板，5—螺钉槽，6—方钢，7—钢制连接件，8—螺栓/自攻螺钉，9—异型钢梁，10—U型钢，11—基础预埋螺栓，12—基础，13—挑耳，14—梁柱连接件，15—预埋连接片，16—预埋套筒，17—预制砼板，18—U型/帽型钢梁，19—维护板，20—自攻螺钉，21—钢屋架，22—矩形钢管，23—钢丝/钢网，24—半连接槽，25—连接板，26—板侧连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图1、2中所示所述带夹芯板的异形梁柱钢框架，钢框架以异形钢柱2和异型钢梁9支撑，所述异形钢柱2和异型钢梁9的每一侧面均被墙体预制板1紧贴覆盖。

关于异形钢柱，与钢梁一起对建筑整体起到支撑作用。

如图3、4、5、6所示，所述异形钢柱2的横截面形状有L型、T型、十字形、直型；无论哪一种形状的异形钢柱，其侧面均被墙体预制板1覆盖并固定。从后面描述的结构可以看到异型钢梁同样被预制楼板或预制墙板所覆盖，因而钢柱和钢梁具有极强的防火、防水、防腐蚀和保温节能性能。而异型的钢柱和钢梁被包覆在预制板内，墙体无凸出的梁柱，结构美观而占空间小，建筑内有效使用面积做到最大化。

如图1，所述异形钢柱设置在墙体转角位置，或者异形钢柱设置在墙体转角和直墙的中部；通常，直墙的中部以直型钢柱连接两边的墙体。所述墙体内还填充有保温填料3。

关于异型钢梁，配合钢柱对建筑墙体起到支撑作用。如图15，在每一层所述墙体的顶部设置有异型钢梁9。

如图7、8、16，底层和中间层的异型钢梁的横截面形状为在矩形钢管22的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳13。

如图20、21，在顶层的所述异型钢梁横截面形状为在矩形钢管22的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳13，或者在矩形钢管22的侧面不设挑耳，在所述挑耳的上方与异型钢梁9固定设置钢制屋架21或预制楼板4；

在顶层的所述异型钢梁横截面形状为T型钢管状、十字型钢管状或矩形钢管状；所述T型钢管状或所述十字型钢管状的异型钢梁设有向两侧凸出的挑耳13，在所述挑耳的上方与异型钢梁9固定放置钢制屋架21或预制楼板4。

如图16，其余楼层的所述异型钢梁9在放置预制楼板4的一侧设有凸出的挑耳13，且在同一侧的异形钢柱内角等高位置焊接有凸出的挑耳13。

如图19，在中间层的所述异型钢梁9的顶面与预制楼板4的顶面平齐，在所述异型钢梁9的顶面以自攻螺钉20固定连接U型钢10，并在所述U型钢的两侧通过自攻螺钉固定连接墙体侧面的墙体预制板1。对于设有门的墙体以该种结构尤为适合。

关于墙体，如图1、2、15，由一对墙体预制板1通过钢制连接件7固定构成墙体。

如图13、14，在所述墙体预制板1内部的四周边缘200mm之内，以及墙体预制板1内的中部，紧邻墙体预制板内侧面埋设有方钢6，所述墙体预制板在设有方钢的位置设置有连接点，方钢外侧的连接点位置设有对外侧面开口设置的螺钉槽5，所述墙体预制板1侧面边缘的所述螺钉槽为向外侧半开放的半连接槽24。

在所述墙体中部的螺钉槽位置，通过所述方钢以自攻螺钉20固定连接所述墙体预制板1和所述钢制连接件7。

在与异形钢柱2重合的所述墙体的螺钉槽位置，通过所述方钢以自攻螺钉20固定连接所述墙体预制板1和所述异形钢柱2。

如图15，在墙体预制板1的顶部：在所述墙体预制板1的顶部的螺钉槽5内以自攻螺钉20固定连接一对墙体预制板之间的异型钢梁9，并覆盖所述异型钢梁的部分或全部侧面。

如图23，异型钢梁9、预制楼板4和墙体预制板1之间的关系，在所述异型钢梁9的挑耳13上表面紧邻所述矩形钢管22固定设置所述预制楼板4，在所述预制楼板的上表面紧邻所述矩形钢管固定设置所述墙体预制板1。

如图15，在墙体预制板1的基础连接处：在底层的所述墙体底部与基础连接处的螺钉槽内以自攻螺钉20固定连接一对墙体预制板之间的U型钢10，所述U型钢10的下翼板位于墙体底部且与墙体的底端平齐，以基础预埋螺栓11穿过所述U型钢10的下翼板固定连接墙体。

所述U型钢的一对腹板上端在多处焊接有连接板。

如图22，，在墙体预制板1之间：相邻墙体预制板1之间的半连接槽24拼接为一个连接槽，在所述连接槽内嵌设板侧连接件，以自攻螺钉20从半连接槽穿过板侧连接件与方钢固定，从而将同侧的相邻墙体预制板连接。

作为实施例，上述钢制连接件7为U型钢或方钢。图中以U型钢为例。

对于预制楼板：

如图17、18，所述预制楼板4包括预制砼板17和部分埋设于所述预制砼板内的U型/帽型钢梁18，所述U型/帽型钢梁的下翼板突出于预制砼板的底部，多个所述U型/帽型钢梁18平行排列；所述U型/帽型钢梁的上翼板上方焊接有钢丝/钢网23。

所述预制砼板17两侧的底面埋设有底面开口的预埋套筒16，用于同一块楼板的预制砼板之间通过连接件拼接；所述预制砼板的两端部设有部分埋设于预制砼板内部的预埋连接件15，用于与异型钢梁固定连接。

异形钢柱与基础：所述异形钢柱2与基础12之间通过焊接于异形钢柱底部的钢柱脚与基础预埋螺栓11紧固连接。

一种由上述的带夹芯板的异形梁柱钢框架的施工方法，包括下述步骤：

一、在设定异形钢柱2和墙体位置的基础平面上预埋基础螺栓11；

二、在底层，通过焊接于异形钢柱2底部的钢柱脚将异形钢柱与基础预埋螺栓11紧固连接；

三、异形钢柱2之间、在异形钢柱的顶部固定连接异型钢梁9；

四、紧贴异形钢柱所设计安装的外墙侧面安装外墙的墙体预制板1，在该墙体预制板1的内侧填装填充料与管线；在所述外墙墙体的内侧紧贴第四步中所述异形钢柱的内侧安装面、安装外墙墙体内侧的墙体预制板1，并通过钢制连接件7紧固连接外墙墙体外侧和内侧的墙体预制板；

安装完外墙后安装内墙；

相邻的墙体预制板之间，在墙体预制板边缘各自的半连接槽24拼合为一个完整的连接槽，在连接槽内嵌入板侧连接件26，以自攻螺钉20穿过板侧连接件26与方钢固定，将相邻的墙体预制板；

五、在异型钢梁9的挑耳13上表面紧邻所述矩形钢管22固定设置预制楼板4，在所述预制楼板的上表面紧邻所述矩形钢管固定设置墙体预制板1；

六、在底层以上楼层，将异形钢柱的底端与下层的异形钢柱固定连接；

七、异形钢柱2之间、在异形钢柱的顶部固定连接异型钢梁9；安装墙体；异型钢梁9上方为带门墙体时，选取异型钢梁使中间层的所述异型钢梁9的顶面与预制楼板4的顶面平齐，在所述异型钢梁9的顶面以自攻螺钉20固定连接开口向上的U型钢10，并在所述U型钢的两侧通过自攻螺钉固定连接墙体预制板1；

八、在顶层，在异型钢梁的挑耳上方与异型钢梁9固定设置钢制屋架21或预制楼板4。

Claims (10)

1.一种带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：所述框架以异形钢柱(2)和异型钢梁(9)支撑，所述异形钢柱(2)和异型钢梁(9)的每一侧面均被墙体预制板(1)、或均被墙体预制板(1)和预制楼板(4)紧贴覆盖，由一对墙体预制板(1)通过钢制连接件(7)固定构成墙体，所述异形钢柱设置在墙体转角位置，或者异形钢柱设置在墙体转角和直墙的中部；

所述异形钢柱(2)的横截面形状有L型、T型、十字形、直型之多种或全部；

在每一层所述墙体的顶部设置有异型钢梁(9)；底层和中间层的异型钢梁的横截面形状为在矩形钢管(22)的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳(13)。

2.根据权利要求1所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：在所述异型钢梁(9)的挑耳(13)上表面紧邻所述矩形钢管(22)固定设置所述预制楼板(4)，在所述预制楼板的上表面紧邻所述矩形钢管固定设置所述墙体预制板(1)。

3.根据权利要求1所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：在中间层的所述异型钢梁(9)的顶面与预制楼板(4)的顶面平齐，在所述异型钢梁(9)的顶面以自攻螺钉(20)固定连接U型钢(10)，并在所述U型钢的两侧通过自攻螺钉固定连接墙体侧面的墙体预制板(1)。

4.根据权利要求1所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：在所述墙体预制板(1)内部的四周边缘200mm之内，以及墙体预制板(1)内的中部，紧邻墙体预制板内侧面埋设有方钢(6)，所述墙体预制板在设有方钢的位置设置有连接点，方钢外侧的连接点位置设有对外侧面开口设置的螺钉槽(5)，所述墙体预制板(1)侧面边缘的所述螺钉槽为向外侧半开放的半连接槽(24)；

在所述墙体中部的螺钉槽位置，通过所述方钢以自攻螺钉(20)固定连接所述墙体预制板(1)和所述钢制连接件(7)；

在与异形钢柱(2)重合的所述墙体预制板的螺钉槽位置，通过所述方钢以自攻螺钉(20)固定连接所述墙体预制板(1)和所述异形钢柱(2)；

所述钢制连接件(7)为U型钢或方钢。

5.根据权利要求4所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：在所述墙体预制板(1)的顶部的螺钉槽(5)内以自攻螺钉(20)固定连接一对墙体预制板之间的异型钢梁(9)，并覆盖所述异型钢梁的部分或全部侧面。

6.根据权利要求4所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：在底层的所述墙体预制板底部与基础连接处的螺钉槽内以自攻螺钉(20)固定连接一对墙体预制板之间的U型钢(10)，所述U型钢(10)的下翼板位于墙体底部且与墙体的底端平齐，以基础预埋螺栓(11)穿过所述U型钢(10)的下翼板固定连接墙体；

所述U型钢的一对腹板上端在多处焊接有连接板。

7.根据权利要求4所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：相邻墙体预制板(1)之间的半连接槽(24)拼接为一个连接槽，在所述连接槽内嵌设板侧连接件(26)，以自攻螺钉(20)从半连接槽穿过板侧连接件(26)与方钢固定，从而将同侧的相邻墙体预制板连接。

8.根据权利要求1～7之一所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：在顶层的所述异型钢梁横截面形状为在矩形钢管(22)的两侧面或一侧面设有凸出的挑耳(13)，或者在矩形钢管(22)的侧面不设挑耳，在所述挑耳的上方与异型钢梁(9)固定设置钢制屋架(21)或预制楼板(4)；

其余楼层的所述异型钢梁(9)在设置预制楼板(4)的一侧设有凸出的挑耳(13)，且在同一侧的异形钢柱内角等高位置设有凸出的挑耳(13)。

9.根据权利要求1～7之一所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架，其特征在于：所述预制楼板(4)包括预制砼板(17)和部分埋设于所述预制砼板内的U型/帽型钢梁(18)，所述U型/帽型钢梁的下翼板突出于预制砼板的底部，多个所述U型/帽型钢梁(18)平行排列；所述U型/帽型钢梁的上翼板上方焊接有钢丝/钢网(23)；

所述预制砼板(17)两侧的底面埋设有底面开口的预埋套筒(16)，用于同一块楼板的预制砼板之间通过连接件拼接；所述预制砼板的两端部设有部分埋设于预制砼板内部的预埋连接件(15)，用于与异型钢梁固定连接。

10.一种根据权利要求3～9之一所述的带夹芯板的异形梁柱钢框架的施工方法，其特征在于：包括下述步骤：

一、在设定异形钢柱(2)和墙体位置的基础平面上预埋基础螺栓(11)；

二、在底层，通过焊接于异形钢柱(2)底部的钢柱脚将异形钢柱与基础预埋螺栓(11)紧固连接；

在底层以上楼层，将异形钢柱的底端与下层的异形钢柱固定连接；

三、异形钢柱(2)之间、在异形钢柱的顶部固定连接异型钢梁(9)；

四、紧贴异形钢柱所设计安装的外墙侧面安装外墙的墙体预制板(1)，在该墙体预制板(1)的内侧填装填充料与管线；在所述外墙墙体的内侧紧贴第四步中所述异形钢柱的内侧安装面、安装外墙墙体内侧的墙体预制板(1)，并通过钢制连接件(7)紧固连接外墙墙体外侧和内侧的墙体预制板；相邻的墙体预制板之间，在墙体预制板边缘各自的半连接槽(24)拼合为一个完整的连接槽，在连接槽内嵌入板侧连接件(26)，以自攻螺钉(20)穿过板侧连接件(26)与方钢固定，将相邻的墙体预制板；

五、在异型钢梁(9)的挑耳(13)上表面紧邻所述矩形钢管(22)固定设置预制楼板(4)，在所述预制楼板的上表面紧邻所述矩形钢管固定设置墙体预制板(1)；

异型钢梁(9)上方为带门墙体时，选取异型钢梁使中间层的所述异型钢梁(9)的顶面与预制楼板(4)的顶面平齐，在所述异型钢梁(9)的顶面以自攻螺钉(20)固定连接开口向上的U型钢(10)，并在所述U型钢的两侧通过自攻螺钉固定连接墙体预制板(1)；

在顶层，在异型钢梁的挑耳上方与异型钢梁(9)固定设置钢制屋架(21)或预制楼板(4)。