CN105332417A - 外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法 - Google Patents

外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，钢框架组合结构以预制的立柱、钢梁、楼板和墙体单元拼装而成；立柱和钢梁的结构为在实腹或格构式截面之外侧面覆盖钢网，并包覆混凝土，在钢梁钢网外的底面和两侧面包覆混凝土，在立柱与墙体连接的侧面设凸出的榫舌，在钢梁的底面设凸出的榫舌；各部件直接拼装，施工过程大幅简化。本发明将钢结构的房屋建筑模块化，并在工厂预制，既发挥了钢结构房屋绿色环保的优点，并克服了易腐蚀和耐火性差的缺陷，使施工过程大为简化，提高了性能，使房屋建筑更加节能，加快了施工进度，降低了造价。

Description

外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及房屋建筑技术，具体说是一种外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法。
背景技术
[0002] 钢结构的房屋建筑自重轻，抗震性好，工业化程度高，是绿色环保产品，然而其最大缺陷是钢材易腐蚀，耐火性差，且内外墙与钢框架的连接施工工艺复杂，工程进度慢，造价高。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，以解决现有技术中钢结构防腐、防火问题及钢结构与内外墙连接工艺复杂，施工进展慢等问题。
[0004] 本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:
[0005] 本发明提供的外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，具体是采用以下方法制成外包混凝土的预制钢框架组合结构，该方法包括下述施工步骤:
[0006] 1.预制立柱、钢梁、楼板和墙体单元:
[0007] 所述立柱、钢梁、楼板和墙体单元以型钢柱为支撑骨架，使立柱的型钢柱侧面被混凝土包覆，钢梁的型钢柱底面和两侧面被混凝土包覆；
[0008] 所述立柱和钢梁的型钢柱为实腹或格构式截面，型钢柱之外侧面覆盖钢网，在立柱的钢网外包覆混凝土，在钢梁的钢网外的底面和两侧面包覆混凝土，在立柱与墙体连接的侧面设置凸出的榫舌，在钢梁底面设置凸出的榫舌；
[0009] 在所述墙体单元的左右端部连接处、墙体单元的顶部与钢梁的连接处、以及墙体单元的底部与楼板的连接处设有与榫槽配合的榫舌，或者与榫舌配合的榫槽；
[0010] 在楼板顶面的拼接处设有凹槽，并使拼接后的楼板在拼接处形成拼合的榫槽，用于定位放置墙体单元的榫舌；
[0011] 2.底层楼板安装:
[0012] 在设定位置施工房屋基础，在基础预设位置铺设基础梁，基础梁的顶部设置榫槽，在基础梁之上设置垫块，垫块的下端设置榫舌，使垫块的榫舌嵌于基础梁的榫槽内，整体调平并固定垫块，跨设在垫块之上吊装底层楼板；
[0013] 3.墙体拼装:
[0014] 吊装并固定立柱，使立柱侧面的榫舌面对预设墙体单元的方向；在对应基础梁上方位置吊装墙体单元，使墙体单元底面的榫舌与楼板或底层楼板的凹槽相嵌套；安装与立柱相邻的墙体单元，使墙体单元侧面的榫槽与立柱、或榫槽与相邻墙体单元的榫舌相嵌套，拼装完成墙体；
[0015] 4.钢梁、楼板与立柱的安装:
[0016] 在墙体上方吊装钢梁，使钢梁底面的榫舌与墙体顶面的榫槽相嵌套；在钢梁的预设高度将钢梁的端部与立柱固定连接；吊装立柱，并与下层立柱对齐，与下层立柱固定连接；在钢梁上方的跨钢梁之间铺设楼板；
[0017] 5.中间层墙体单元的安装:
[0018] 将楼板顶面接缝处设置的凹槽对齐钢梁中部，在所述凹槽上方拼装墙体单元，使墙体单元底部的榫舌嵌入楼板的凹槽内，同层的墙体单元从立柱开始依次安装；
[0019] 6.在顶层楼板上方直接安装屋架或屋顶。
[0020] 上述方法中，在墙体单元与钢梁、墙体单元与立柱、墙体单元与楼板、墙体单元与墙体单元拼装之后，使用连接浆料填补缝隙；在立柱与钢梁固定连接后，表面补齐混凝土。
[0021] 上述方法中，在钢梁、楼板与立柱的安装过程中，上下层之间的立柱在高出钢梁顶面Im〜1.4m高的位置对接。
[0022] 上述方法中，在立柱与钢梁、或立柱与立柱之间预设的连接点位置临时暴露出型钢柱，以便施工时立柱与钢梁、或立柱与立柱之间的焊接固定；所述立柱、钢梁和墙体单元，其中心处均设置保温填料。
[0023] 本发明与现有技术相比具有以下主要的优点:
[0024] 1.将外包混凝土的钢结构模块化，并在工厂预制，既发挥了钢结构房屋绿色环保的优点，克服了钢结构建筑型钢材料易腐蚀和耐火性差的缺陷，从而使房屋建筑的使用寿命成倍延长，又使预制内外墙板与外包混凝土钢框架之间通过嵌套和其他连接结构有效连接，尤其是，在此钢结构的基础上大幅加快了施工进度，使施工进度缩短为现有技术钢结构建筑的1/3以下，节省了施工时间，从而降低了造价。
[0025] 2.将各单元部件预制，墙体单元与立柱之间、墙体单元之间、墙体单元与钢梁之间、墙体单元与楼板之间均通过榫舌和榫槽嵌套连接，避免了螺栓连接过程，连接快速方便。大幅降低施工工作量，提高施工速度，降低造价。
[0026] 3.本发明技术方案提出的结构和施工方法，将钢框架外包混凝土并模块化，而现有的外包混凝土钢框架由于现有工艺要求的限制，无法实现模块化预制，使得现有钢框架建筑的施工工程技术工艺复杂、耗时长、成本高。本发明无法从现有的预制混凝土模块中得到启示，因为混凝土结构的受力模型、承力结构和受力计算与钢结构完全不同，属于两种不同的分支，由于涉及到建筑物的安全性，钢结构的建筑结构和施工不能简单模仿混凝土建筑。本发明技术方案的提出使施工过程大为简化，降低了劳动强度，大幅加快了施工速度，且保持了钢结构的优点而避免了其缺陷。
附图说明
[0027] 图1是框架局部立面结构示意图。
[0028] 图2是框架平面图结构示意图。
[0029] 图3是立柱实施例1横截面示意图。
[0030] 图4是立柱实施例2横截面示意图。
[0031 ] 图5是梁实施例1横截面示意图。
[0032] 图6是梁实施例2横截面示意图。
[0033] 图7是立柱与墙体连接结构横截面示意图。
[0034] 图8是梁、楼板与墙体连接结构竖向截面示意图。
[0035] 图9是梁与立柱连接结构竖截面示意图。
[0036] 图中:1.立柱，2.楼板，3.钢梁，4.围护板，5.基础梁，6.墙体单元，7.榫舌，8.榫槽，9.凹槽，10.实腹或格构式截面，11.混凝土，12.钢网，13.挑梁，14.垫块。
具体实施方式
[0037] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。
[0038] 实施例1.外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法
[0039] 本实施例1提供的外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，是采用以下方法制备外包混凝土的预制钢框架组合结构，该方法的步骤如下:
[0040] 第一步，预制立柱、钢梁、楼板和墙体单元，其中立柱的型钢柱侧面被混凝土包覆，钢梁的型钢柱底面和两侧面被混凝土包覆，在立柱与钢梁预设的连接点位置临时暴露出部分实腹或格构式截面，以便施工时立柱与钢梁对接；预设立柱的高度，使立柱的端部与钢梁连接处的上端距离为1.2m左右；在设定位置施工房屋基础；
[0041] 第二步，在基础预设位置铺设基础梁5，使基础梁的榫槽向上设置，在基础梁之上设置垫块14，使垫块的榫舌嵌于基础梁的榫槽内，调平垫块，在垫块之上吊装底层楼板2 ;吊装并固定底层立柱1，使立柱侧面的榫舌面对预设墙体单元的方向；
[0042] 第三步，在基础梁上方吊装墙体单元6，使墙体单元底面的榫舌与底层楼板的凹槽9相嵌套，从与立柱相邻的墙体单元开始安装，使墙体单元侧面的榫槽与立柱或相邻墙体单元的榫舌相嵌套，拼装完成底层的墙体；
[0043] 第四步，在墙体上方吊装钢梁3，使钢梁底面的榫舌与墙体顶面的榫槽相嵌套，在立柱与钢梁连接的位置固定钢梁端部；
[0044] 第五步，在钢梁3上方铺设楼板；吊装立柱，并与下层立柱对齐，与下层立柱固定连接；
[0045] 第六步，将楼板顶面的凹槽9竖向对齐于楼板的接缝处，该接缝处也竖向对齐钢梁3中部，在所述凹槽上方从立柱开始在同层依次拼装墙体单元，使墙体单元底部的榫舌嵌入楼板的凹槽内；
[0046] 第七步，顶层楼板铺设完成后，在楼板上方安装屋架或屋顶。
[0047] 上述工艺过程中，在墙体单元与钢梁、墙体单元与立柱、墙体单元与楼板、墙体单元与墙体单元拼装之后，使用连接浆料填补缝隙。
[0048] 上述工艺过程中，在立柱与钢梁固定连接后，表面补齐混凝土。
[0049] 由以上实施例可见，本发明技术方案提出了一种新的结构和施工方法，将钢框架外包混凝土并模块化，其有益效果是显著的；而现有的外包混凝土钢框架无法实现模块化预制，因而现有钢框架建筑的施工工程技术工艺复杂、耗时长、成本高。也无法从现有的预制混凝土模块中得到启示，因为混凝土结构的受力模型、承力结构和受力计算与钢结构完全不同，不能简单模仿。本发明技术方案使施工过程大为简化，降低了劳动强度，大幅加快了施工速度，且保持了钢结构的优点而避免了其缺陷。
[0050] 实施例2.外包混凝土的预制钢框架组合结构
[0051 ] 实施例1方法可以制备本实施例2提供的外包混凝土的预制钢框架组合结构。
[0052] 本实施例2提供的外包混凝土的预制钢框架组合结构，如图1和图2所示，其以预制的立柱1、钢梁3、楼板2和墙体单元6拼装而成。
[0053] 所述立柱I和钢梁3的结构如图3〜图6所示，其支撑结构由型钢柱制成，该型钢柱的截面为实腹或格构式截面10 ;所述型钢柱均设置有腹板，腹板间隔设有便于浆料贯穿流动的孔洞。在型钢柱之外侧面覆盖钢网12，在立柱I的钢网12外包覆有混凝土 11，在钢梁3的钢网12外的底面和两侧面包覆有混凝土 11。
[0054] 如图2、图8所示，在立柱I与墙体连接的侧面设有凸出的榫舌7，在墙体的底面设有凸出的榫舌7，在钢梁的底面设有凸出的榫舌7。对应的墙体单元6、楼板顶部、墙体单元顶部设有榫槽8，所述榫舌和榫槽的外轮廓为方形、梯形、楔形或圆弧形。在墙体单元6的左右端部连接处、墙体单元6的顶部与钢梁的连接处、以及墙体单元6的底部与楼板2的连接处，均设有与榫槽8配合的榫舌7，或者与榫舌7配合的榫槽8。
[0055] 如图8所示，所述钢梁3的顶部上方固定有楼板2，在楼板2上方对应钢梁3中部的位置设有凹槽9，用于定位放置墙体单元6的榫舌。在楼板2与所述墙体单元6的底部的连接处，设有与凹槽9配合嵌套的榫舌7。
[0056] 在底层的墙体单元6下方通过垫块14设有基础梁5，所述垫块和基础梁的顶面均设有榫槽8，对应榫槽8位置的墙体单元和垫块的底部均设有榫舌7。各构件之间以榫舌、榫槽嵌套连接，连接方便快速，且易于施工，榫舌与榫槽之间灌注浆料密封。
[0057] 如图2〜图8所示，所述立柱1、钢梁3和墙体单元6的中心均设有保温填料。有利于减轻重量，而且增强了保温节能的性能。
[0058] 如图9所示，所述立柱I在连接钢梁一侧侧面的对应钢梁高度位置与钢梁刚性连接；立柱I在钢梁顶面1.0-1.5m高的位置对接。

Claims (4)

1.一种外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，其特征在于采用以下方法制成外包混凝土的预制钢框架组合结构，该方法包括下述施工步骤: 1)预制立柱(I)、钢梁(3)、楼板(2)和墙体单元(6): 所述立柱(1)、钢梁(3)、楼板(2)和墙体单元¢)以型钢柱为支撑骨架，使立柱的型钢柱侧面被混凝土包覆，钢梁的型钢柱底面和两侧面被混凝土包覆； 所述立柱(I)和钢梁(3)的型钢柱为实腹或格构式截面(10)，型钢柱之外侧面覆盖钢网(12)，在立柱(I)的钢网(12)外包覆混凝土(11)，在钢梁(3)的钢网(12)外的底面和两侧面包覆混凝土(11)，在立柱与墙体连接的侧面设置凸出的榫舌(7)，在钢梁底面设置凸出的榫舌(7)； 在所述墙体单元(6)的左右端部连接处、墙体单元(6)的顶部与钢梁的连接处、以及墙体单元(6)的底部与楼板(2)的连接处设有与榫槽(8)配合的榫舌(7)，或者与榫舌(7)配合的榫槽⑶； 在楼板顶面的拼接处设有凹槽(9)，并使拼接后的楼板在拼接处形成拼合的榫槽，用于定位放置墙体单元出)的榫舌； 2)底层楼板安装: 在设定位置施工房屋基础，在基础预设位置铺设基础梁(5)，基础梁的顶部设置榫槽，在基础梁之上设置垫块(14)，垫块的下端设置榫舌，使垫块的榫舌嵌于基础梁的榫槽内，整体调平并固定垫块，跨设在垫块之上吊装底层楼板； 3)墙体拼装: 吊装并固定立柱(I)，使立柱侧面的榫舌面对预设墙体单元的方向；在对应基础梁上方位置吊装墙体单元¢)，使墙体单元底面的榫舌与楼板或底层楼板的凹槽(9)相嵌套；安装与立柱相邻的墙体单元，使墙体单元侧面的榫槽与立柱、或榫槽与相邻墙体单元的榫舌相嵌套，拼装完成墙体； 4)钢梁、楼板与立柱的安装: 在墙体上方吊装钢梁(3)，使钢梁底面的榫舌与墙体顶面的榫槽相嵌套；在钢梁的预设高度将钢梁的端部与立柱固定连接；吊装立柱，并与下层立柱对齐，与下层立柱固定连接；在钢梁上方的跨钢梁之间铺设楼板； 5)中间层墙体单元的安装: 将楼板顶面接缝处设置的凹槽(9)对齐钢梁中部，在所述凹槽上方拼装墙体单元，使墙体单元底部的榫舌嵌入楼板的凹槽内，同层的墙体单元从立柱开始依次安装； 6)在顶层楼板上方直接安装屋架或屋顶。
2.根据权利要求1所述的外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，其特征是在墙体单元(6)与钢梁(3)、墙体单元(6)与立柱(I)、墙体单元(6)与楼板(2)、墙体单元(6)与墙体单元(6)拼装之后，使用连接浆料填补缝隙；在立柱(I)与钢梁(3)固定连接后，表面补齐混凝土。
3.根据权利要求1所述的外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，其特征是，在钢梁、楼板与立柱的安装过程中，上下层之间的立柱在高出钢梁顶面Im〜1.4m高的位置对接。
4.根据权利要求1所述的外包混凝土的预制钢框架组合结构的施工方法，其特征是在立柱⑴与钢梁(3)、或立柱⑴与立柱⑴之间预设的连接点位置临时暴露出型钢柱，以便施工时立柱(I)与钢梁(3)、或立柱(I)与立柱(I)之间的焊接固定；所述立柱(1)、钢梁(3)和墙体单元¢)，其中心处均设置保温填料。
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