CN105155684A - 用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢框架一体化构件，尤其涉及一种用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法，属于钢结构领域。包括核心筒、钢柱组件和钢梁组件，所述的钢柱组件的底部与核心筒相固定，所述的钢柱组件上端的两侧端分别设有与钢柱组件相紧固的钢梁组件。按以下步骤进行：各零件进行放样下料→零件开孔→钢柱加固→拼装→构件检测。用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法，结构紧凑，改善了钢结构梁柱节点的延性，增强了节点抗震耗能能力，进一步提高了结构整体的抗震性能。

Description

用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种钢框架一体化构件，尤其涉及一种用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法，属于钢结构领域。

背景技术

目前，型钢混凝土柱(内部型钢为钢管)与型钢混凝土梁节点做法为：钢管砼柱中钢管在型钢梁上翼缘处设置一块环板，型钢梁中钢梁翼缘与环板焊接，型钢梁中钢筋部分穿型钢，部分弯折绕过钢管。这种节点形式施工单位须在加工厂或现场对钢管开好穿钢筋孔洞，部分梁钢筋要事先进行弯弧，施工现场往往因钢筋太多导致钢筋相碰无法施工，同时对型钢混凝土柱中的钢管开孔造成了对柱截面的损伤，且施工周期长。

在以往的工程实践中，通常做法是在方钢管钢柱上焊接栓钉，或将钢筋混凝土墙的水平分布钢筋直接与方钢管钢柱焊接。而在罕遇地震、飓风等自然灾害作用下，结构进入弹塑性状态或塑性状态，此时方钢管钢柱和钢筋钢梁之间的相互作用力很大，传统的连接方式很难保证方钢管钢柱与钢梁的协同工作，而方钢管钢柱与钢筋钢梁的连接一旦破坏，结构的抗侧刚度、延性和耗能能力将明显降低，甚至导致整个结构的倒塌破坏。此外，传统连接中钢梁中的钢筋和方钢管钢柱中的钢管需要在现场焊接，焊接质量不宜保证，且现场焊接工作量大，增加了施工难度和费用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种初始刚度大、屈服强度高、滞回曲线饱满、抗震性能好的用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法。

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：

一种用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件，包括核心筒、钢柱组件和钢梁组件，所述的钢柱组件的底部与核心筒相固定，所述的钢柱组件上端的两侧端分别设有与钢柱组件相紧固的钢梁组件；

所述的钢柱组件包括钢柱，所述的钢柱的外侧壁设有均匀分布的固定孔，所述的钢柱内设有混凝土；

所述的钢梁组件包括钢梁，所述的钢梁与钢柱间设有外伸端板，所述的钢梁与钢柱呈垂直分布，所述的钢梁与钢柱通过固定孔相紧固，所述的钢梁的上部与外伸端板、钢柱间、钢梁的下部与外伸端板、钢柱间、钢梁的中端与外伸端板、钢柱间分别通过不等边角钢相紧固；

二组钢梁组件呈对称分布。

作为优选，所述的不等边角钢、钢柱、钢梁、外伸端板间通过摩擦型高强螺栓相固定，所述的钢柱为方钢管，所述的外伸端板的宽度大于钢梁的宽度。

用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件的装配方法，按以下步骤进行：

(1)、各零件进行放样下料：

先在1：1的三维模型中直接量取，得到构件的空间位置关系以及各零件的规格尺寸；

按规格制备各零件，并进行尺寸检验；

(2)、零件开孔：

在钢柱两侧的翼缘开8个螺栓孔，钢梁为H型钢梁，在钢梁的上、下翼缘各开4个螺栓孔，外伸端板开有8个螺栓孔，外伸端板的螺栓孔与钢柱的螺栓孔呈对称分布，根据外伸端板的螺栓孔对不等边角钢进行开孔；

(3)、钢柱加固：

将搅拌均匀的混凝土浇筑在钢柱内，并检查其牢固程度；

(4)、拼装：

根据图纸要求，对各零件通过摩擦型高强螺栓进行拼装，并保证拼装的紧固性能，在拼装时，注意保证孔洞对齐时，再进行安装摩擦型高强螺栓；

(5)、构件检测:

构件制作完成后需对其进行外观尺寸测量，通过节点坐标控制对构件外观形状的控制。

钢柱、钢梁、不等边角钢之间紧密贴合在一起，洞口相对，采用高强度螺栓连接，不采用任何焊接工艺，钢材不变脆，初始刚度大、屈服强度高、滞回曲线饱满、抗震性能好。

摩擦型高强度螺栓连接承载力高，动力性能好。

本发明提供用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件及其装配方法，结构紧凑，改善了钢结构梁柱节点的延性，增强了节点抗震耗能能力，进一步提高了结构整体的抗震性能。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的纵向剖视结构示意图；

图3是本发明中钢柱的结构示意图。

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和图3所示，一种用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件，包括核心筒1、钢柱组件和钢梁组件，所述的钢柱组件的底部与核心筒1相固定，所述的钢柱组件上端的两侧端分别设有与钢柱组件相紧固的钢梁组件；

所述的钢柱组件包括钢柱2，所述的钢柱1的外侧壁设有均匀分布的固定孔3，所述的钢柱2内设有混凝土4；

所述的钢梁组件包括钢梁5，所述的钢梁5与钢柱2间设有外伸端板6，所述的钢梁5与钢柱2呈垂直分布，所述的钢梁5与钢柱2通过固定孔3相紧固，所述的钢梁5的上部与外伸端板6、钢柱2间、钢梁5的下部与外伸端板6、钢柱2间、钢梁5的中端与外伸端板6、钢柱2间分别通过不等边角钢7相紧固；

二组钢梁组件呈对称分布。

作为优选，所述的不等边角钢7、钢柱2、钢梁5、外伸端板6间通过摩擦型高强螺栓8相固定，所述的钢柱2为方钢管，所述的外伸端板6的宽度大于钢梁5的宽度。

用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件的装配方法，按以下步骤进行：

(1)、各零件进行放样下料：

先在1：1的三维模型中直接量取，得到构件的空间位置关系以及各零件的规格尺寸；

按规格制备各零件，并进行尺寸检验；

(3)、零件开孔：

在钢柱两侧的翼缘开8个螺栓孔，钢梁为H型钢梁，在钢梁的上、下翼缘各开4个螺栓孔，外伸端板开有8个螺栓孔，外伸端板的螺栓孔与钢柱的螺栓孔呈对称分布，根据外伸端板的螺栓孔对不等边角钢进行开孔；

(3)、钢柱加固：

将搅拌均匀的混凝土浇筑在钢柱内，并检查其牢固程度；

(4)、拼装：

根据图纸要求，对各零件通过摩擦型高强螺栓进行拼装，并保证拼装的紧固性能，在拼装时，注意保证孔洞对齐时，再进行安装摩擦型高强螺栓；

(5)、构件检测:

构件制作完成后需对其进行外观尺寸测量，通过节点坐标控制对构件外观形状的控制。

Claims (3)

1.一种用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件，其特征在于：包括核心筒(1)、钢柱组件和钢梁组件，所述的钢柱组件的底部与核心筒(1)相固定，所述的钢柱组件上端的两侧端分别设有与钢柱组件相紧固的钢梁组件；

所述的钢柱组件包括钢柱(2)，所述的钢柱(1)的外侧壁设有均匀分布的固定孔(3)，所述的钢柱(2)内设有混凝土(4)；

所述的钢梁组件包括钢梁(5)，所述的钢梁(5)与钢柱(2)间设有外伸端板(6)，所述的钢梁(5)与钢柱(2)呈垂直分布，所述的钢梁(5)与钢柱(2)通过固定孔(3)相紧固，所述的钢梁(5)的上部与外伸端板(6)、钢柱(2)间、钢梁(5)的下部与外伸端板(6)、钢柱(2)间、钢梁(5)的中端与外伸端板(6)、钢柱(2)间分别通过不等边角钢(7)相紧固；

二组钢梁组件呈对称分布。

2.根据权利要求1所述的用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件，其特征在于：所述的不等边角钢(7)、钢柱(2)、钢梁(5)、外伸端板(6)间通过摩擦型高强螺栓(8)相固定，所述的钢柱(2)为方钢管，所述的外伸端板(6)的宽度大于钢梁(5)的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的用于混凝土核心筒结构的钢框架一体化构件的装配方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)、各零件进行放样下料：

先在1：1的三维模型中直接量取，得到构件的空间位置关系以及各零件的规格尺寸；

按规格制备各零件，并进行尺寸检验；

(2)、零件开孔：

在钢柱两侧的翼缘开8个螺栓孔，钢梁为H型钢梁，在钢梁的上、下翼缘各开4个螺栓孔，外伸端板开有8个螺栓孔，外伸端板的螺栓孔与钢柱的螺栓孔呈对称分布，根据外伸端板的螺栓孔对不等边角钢进行开孔；

(3)、钢柱加固：

将搅拌均匀的混凝土浇筑在钢柱内，并检查其牢固程度；

(4)、拼装：

根据图纸要求，对各零件通过摩擦型高强螺栓进行拼装，并保证拼装的紧固性能，在拼装时，注意保证孔洞对齐时，再进行安装摩擦型高强螺栓；

(5)、构件检测:

构件制作完成后需对其进行外观尺寸测量，通过节点坐标控制对构件外观形状的控制。