CN106149868A - 装配式房屋建筑结构体系及其装配方法 - Google Patents

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CN106149868A CN201510196550.XA CN201510196550A CN106149868A CN 106149868 A CN106149868 A CN 106149868A CN 201510196550 A CN201510196550 A CN 201510196550A CN 106149868 A CN106149868 A CN 106149868A
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黄靖宇
吴欣之
李�杰
王人鹏
曹强
陈恒
吴迪
陈善游
汪鹏
张龙
丁浩
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Shanghai Kaidun Engineering Technology Co Ltd
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Abstract

一种装配式房屋建筑结构体系及其装配方法,装配式房屋建筑结构包括构成房屋建筑结构的预制各单元:柱段、楼板和梁合一的一体式楼盖单元、屋盖、装配式剪力墙、各类支撑、其他抗侧力耗能结构和抗剪支撑构件。通过梁-板合一楼盖预制、现场就位、拼接、整体同步提升或者分区提升、节点快速安装的连续装配施工方法,克服了现有装配结构中采用楼、板分块拼装带来的装配率较低的局限,利用连接节点快速连接拼装,局部节点少量混凝土浇捣,无养护连续施工。大幅提高了工业化装配建筑的装配率;大幅提高施工效率,可以做到无湿作业,或很少的湿作业,并且许多施工工序可与装配式楼盖的提升安装平行进行,大幅度缩短施工周期。

Description

装配式房屋建筑结构体系及其装配方法
技术领域
本发明涉及房屋建筑,特别是一种装配式房屋建筑结构体系及其装配方法。
技术背景
目前国内大部分房屋建筑结构是通过现场浇筑建成的。现浇施工方法需支摸、绑扎钢筋、浇筑和养护等,现场湿作业量大,施工质量易受环境影响而不易保证,装配率较低,施工周期较长,工作条件恶劣,人力成本大,环境污染严重,综合建设造价较高。
随着制造技术和设计方法的进步,预制装配式或预制装配整体式建造方法已成趋势。目前国内较为成熟的房屋建筑结构装配体系主要有:
(1)装配整体式框架结构;
(2)装配整体式剪力墙结构;
(3)装配整体式框架-剪力墙结构;
(4)整体预应力装配式板柱结构;
(5)装配式大板结构,其中墙体、楼面及屋盖均为大型板材。
在上述等(1)至等(3)类房屋建筑结构装配体系中,柱为预制或现浇;梁为叠合或现浇;剪力墙为预制、叠合或现浇;楼板为叠合。由于梁、板的叠合导致大量的湿作业,且需要柱、梁、楼板、剪力墙具有一定强度后才能进行下一道工序,再加上混凝土养护等原因造成施工连续性中断,因此装配率和施工速度受到严重制约。在第(4)类房屋建筑结构装配体系中,楼板按柱网单元分块或整体预制,用预应力拼缝梁连接,需后浇混凝土和灌浆,不能连续施工。在第(5)类房屋建筑结构装配体系中,无柱无梁的大板体系主要适用于小开间的居住建筑,抗震性能欠佳,限制了该种体系的使用范围,基于开间尺度的板块安装,减缓了施工速度。
综上所述,现有的装配式或装配整体式房屋建筑结构,存在大量的现浇或叠合施工工序,尤其是楼盖结构体系,或叠合、或仅按柱网单元分块或全部预制拼装,导致装配率低,现场湿作业量较大,施工周期较长。因此有必要对楼盖结构体系的装配方法进行改进,减少现场湿作业工作量,实现楼盖整体提升,或者部分整体提升后的拼装,提高楼盖结构的装配速度,缩短施工工期。
发明内容
本发明的目的在于提出一种装配式房屋建筑结构体系及其装配方法,该方法通过对梁-板结合的一体式楼盖的预制、现场就位、拼接安装、整体或分块同步提升、节点安装的连续装配施工方法,利用快速连接件快速连接拼装,无养护连续施工。本发明大幅提高了工业化装配建筑的装配率和施工效率,大幅度缩短了施工周期。
本发明的技术解决方案如下:
一种装配式房屋建筑结构体系,包括构成房屋建筑结构的预制各单元:柱段、楼板、梁、屋盖、楼梯、内外墙体、电梯井、各类支撑构件,其特征在于:
所述的楼板和梁构成一体式楼盖单元;
支撑一体式楼盖单元的立柱是由多根柱段连接构成的,每根柱段具有一个以上的与一体式楼盖单元的梁连接的梁连接结构;
所述的一体式楼盖单元的梁的端部具有与所述的柱段连接处相连接的柱连接结构。
所述的柱段的梁连接结构是在所述的柱段的楼面高度处具有向外伸出的竖向的柱腹板和横向的柱翼缘板。
所述的一体式楼盖单元的梁端的柱连接结构是所述的一体式楼盖单元的梁端横向伸出的梁翼缘板和竖向伸出的梁腹板。
所述的一体式楼盖有明梁楼盖或有暗梁楼盖。
所述的一体式楼盖单元是根据设计要求将整个楼面按梁间区域灵活地分割而成的,其分割位置包括:
1)在梁中间分割的一体式楼盖单元;
2)在梁的边缘与楼板分割的一体式楼盖单元;
3)在楼板的中间部位分割的一体式楼盖单元,同时梁也被分割。
所述的装配式房屋建筑结构的装配方法,其特点在于该方法包括下列步骤:
第一步,根据装配式房屋建筑结构的整体设计,按照运输要求和现场拼接要求,根据柱段在每个楼面的位置、楼层高度确定柱段的数量和结构,根据每层楼面的一体式楼盖单元的分割确定每个一体式楼盖单元的结构和数量,根据墙体、楼梯和电梯井的设置确定墙体、楼梯和电梯井的结构和数量,通过工厂完成装配式房屋建筑结构各单元的预制;
第二步,将预制好的房屋建筑结构单元运送到施工现场;
第三步,完成建筑的基础施工并随后完成柱段与柱下基础的拼接安装,然后对首层楼地面施工,将施工好的地坪作为上一层楼面施工平台,如设有电梯,接着完成装配式电梯井的安装;
第四步,一体式楼盖单元的拼装,即进行一体式楼盖单元之间的梁梁连接,梁楼板连接,楼板与楼板连接;
第五步,楼面安装:采用顶升或提升或吊装工艺将所述的上一层楼面的各拼装的一体式楼盖单元提升至设计标高位置,完成提升的一体式楼盖单元的梁与柱段的装配连接,完成一体式楼盖单元之间的梁梁连接、梁楼板连接及楼板与楼板连接,直至完成整个楼面的拼装;
第六步,将完成拼装的整个楼面作为新的上一层楼面的施工安装平台,完成柱段的续接安装,完成装配式电梯井的续接安装,重复第五步的装配施工过程,完成新的上一层楼面的安装施工;
第七步,重复第六步,直至整幢建筑所有楼层和屋盖的安装完成,安装结束。
所述的楼面的一体式楼盖单元的拼装分为三种情况:
1)、将一个楼面的一体式楼盖单元先拼成整体;
2)、将一个楼面的一体式楼盖单元拼装成多个较大块的一体式楼盖单元;
3)、将一体式楼盖单元直接提升或吊装到楼盖设计标高位置,逐块地拼装连接成整个楼盖。
所述的一体式楼盖单元的连接分为:
1)对于梁中间分割的一体式楼盖单元的连接:采用将楼板上下部用锚固钢筋与角钢焊接固定并浇筑成型,连接时,两角钢之间上下焊接,在梁中部留下的空间中,先绑扎钢筋,再浇筑混凝土;
2)对于梁边缘与楼板分割的一体式楼盖单元的连接:采用将一体式楼盖单元的梁角部用锚固钢筋与角钢焊接固定并浇筑成型,楼板的连接端面采用锚固钢筋和槽钢焊接固定并浇筑成型,连接时,所述的角钢与所述的槽钢上下焊接固定;
3)对于在楼板的中间部位分割的一体式楼盖单元的连接:将楼板的锚固钢筋与槽钢焊接固定并与预制楼板浇筑成型,在连接时,两楼板的槽钢之间上下焊接;同时,梁与梁的连接:采用梁端的梁钢接头与钢筋焊接并浇筑成型,连接时,采用4块梁搭接板沿梁的四个面分别焊接。
所述的柱段具有不同的长度供选用,为避免柱续接接头位置处于同一楼层,其预制柱段根据运输和错层续接可采用不同的长度可根据实际需要选用。
所述的柱段梁连接部位的构造:采用钢结构梁柱连接件,该梁柱连接件由上下两块成十字形的钢板之间井字形钢板焊接构成,置于预制梁段的设计位置并使柱的主力钢筋穿过预留的钢筋孔,用混凝土将梁柱连接件与预制柱段其他部分一起浇筑成整体,所述的井字形钢板和十字形的钢板分别构成向外伸出的竖向的柱腹板和横向的柱翼缘板。
所述的柱段的底端为钢质四方形凸锥台接头,柱段的顶端为钢质四方形空锥凹槽接头,二者与柱段的主力钢筋相铆接或焊接;在柱与柱续接相连时,上柱段的底端的钢质四方形凸锥台接头与下柱段的顶端的钢质四方形空锥凹槽接头对准在上下柱对准,保证两根柱段竖直,安装到位后,再用四块柱搭接钢板在柱子连接处的四周焊接成整体。
所述的柱段与所述的一体式楼盖单元的连接是在将一体式楼盖提升至楼层高度后,使竖向伸出的柱腹板与竖向伸出的梁腹板对齐后用螺栓穿过螺孔连接,然后用梁柱搭接板将横向伸出的柱翼缘板与横向伸出的梁翼缘板搭接焊接,完成梁与柱的连接。
所述的第五步同时完成低一层楼层的装配式剪力墙、装配式内外墙、楼梯、各类支撑、其他抗侧力耗能结构部件和抗剪支撑的安装。
所述的装配式剪力墙是钢板剪力墙、钢板混凝土剪力墙、波纹钢板剪力墙或其它抗震耗能剪力墙,同时在高层房屋建筑结构中,为增加整体稳定性,剪力墙可先中部留空,待装配完成后浇筑混凝土增加结构整体性。
在高层建筑中,在整个楼面装配完成后,再浇一层混凝土形成叠合楼盖,后浇混凝土形成叠合楼盖的工序可与其他楼盖的装配施工平行进行,不影响主体结构施工进度。
所述的屋盖可以是平屋顶也可以是坡屋顶,吊装方法同吊装楼面层相同。
本发明的技术效果如下:
1、本发明与现有技术相比,可以按设计要求将整个楼面自由灵活地分割成较小的梁-板一体式楼盖单元,然后在安装现场拼成整体或部分整体;克服了现有装配结构中采用楼、板分块拼装带来的装配率较低的局限,本发明利用连接节点快速连接拼装,局部节点少量混凝土浇捣,无养护连续施工。
2、本发明基于一体式楼盖单元的创新结构体系,使楼盖整体和局部在提升或吊装过程中由于不再受到梁的阻碍,可以使楼盖结构自由通畅地沿柱段方向(垂直方向)上下移动;
3、通过对一体式楼盖的预制、现场就位、拼接安装、整体或分块同步提升、利用梁柱处连接结构与柱柱处的连接结构快速拼装的连续装配施工方法,无养护连续施工。通过本发明的结构体系和安装方法可大幅提高工业化装配建筑的装配率和施工效率,大幅度缩短施工周期。
附图说明
图1a是梁板合一一体式楼盖拼装图一
图1b是梁板合一一体式楼盖拼装图二
图1c是梁板合一一体式楼盖拼装图三
图1d是梁板合一一体式楼盖拼装图四
图2a是梁中间分割的一体式楼盖单元第一种拼装细部图
图2b是图2a角钢与板连接件图一
图2c是图2a角钢与板连接件图二
图3a是梁中间分割的一体式楼盖单元第二种拼装细部图
图3b是图3a角钢与板连接细部图一
图3c是图3a角钢与板连接细部图二
图4a是梁中间分割的一体式楼盖单元第三种拼装细部图
图4b是图4a角钢与板连接件图一
图4c是图4a角钢与板连接细部图二
图5a是梁中间分割的一体式楼盖单元第四种拼装细部图
图5b是图5a角钢与板连接件图一
图5c是图5a型角钢与板连接件图二
图6a是梁边缘与楼板分割的一体式楼盖单元拼装图
图6b是图6a型钢与板连接细部图一
图6c是图6a型钢与板连接细部图二
图7a是楼板的中间部位分割方式一体式楼盖单元的楼板拼装图
图7b是图7a槽钢连接件图一
图7c是图7a槽钢连接件图二
图8a是楼板的中间部位分割方式一体式楼盖单元的梁梁连接图一
图8b是楼板的中间部位分割方式一体式楼盖单元的梁梁连接图二
图8c是楼板的中间部位分割方式一体式楼盖单元的沿板分割梁板截面详图
图9a是梁柱节点连接部分示意图
图9b是梁柱节点的柱节点处内部结构图一
图9c是梁柱节点的柱节点处内部结构图二
图9d是梁柱节点的柱节点处外观示意图
图9e是梁柱节点的梁节点处板梁结构图
图9f是梁柱节点连接结构仰视示意图
图10a是柱柱连接示意图
图10b是柱柱节点上柱底端结构图
图10c是柱柱节点上柱底端结构透视图
图10d是柱柱节点下柱顶端结构示意图
图10e是柱柱节点下柱顶端结构透视图
图11是叠合式楼盖结构剖视示意图
图12是本发明房屋建筑结构梁柱连接节点、柱柱连接节点位置示意图
图13是一体式楼盖分区分割实施例示意图
图14是第一批预制柱安装示意图
图15是二层楼盖安装示意图
图16是第一批楼梯8安装图
图17是三层楼盖22安装示意图
图18是第二批楼梯82安装图
图19是第二批预制柱12安装图
图20是四层楼盖安装图
图21是第三批预制柱13安装图
图22是五、六层和屋面楼盖安装图
图23是整栋建筑安装完毕
图24是实施例2第一批预制柱安装图
图25是实施例2第一批电梯井安装图
图26是实施例2二层楼盖安装图
图27是实施例2第一批楼梯安装图
图28是实施例2三层楼盖安装图
图29是实施例2第一层支撑与第二批楼梯安装图
图30是实施例2第二批预制柱安装图
图31是实施例2四到十六层结构构件安装图
图32是实施例2整楼安装完毕示意图
图33是实施例3第一批预制柱安装图
图34是第一批核心筒(A)安装图
图35是二层楼盖安装图
图36是三层楼盖安装图
图37是二批预制柱安装图
图38是四层楼盖安装图
图39是第二批核心筒(A)安装图
图40是五层楼盖安装图
图41是三十层框架、核心筒(A)和楼盖安装图
图42是整栋建筑安装完毕
图中:
1—柱段;11—第一批预制柱;12—第二批预制柱;13—第三批预制柱;
2—楼板;21—第二层楼盖;22—第三层楼盖;23—第四层楼盖;24—第五层楼盖;25—第六层楼盖;26—屋盖;
3—梁;4—梁柱连接的柱腹板;5-梁柱连接的柱翼缘;6-梁柱连接梁腹板;7—一体式楼盖单元;8-楼梯;9-钢筋;10-剪力墙;A-核心筒(A);C-支撑;D-隔墙;E-基础;F-地坪;G-现浇混凝土;H-焊缝;I 1-角钢;I2-槽钢;J-柱柱连接位置;K-梁柱连接位置;M—柱柱连接处的搭接钢板;N-梁柱连接处的搭接钢板;O—梁梁连接处搭接钢板;R—梁梁连接的梁端钢接头;S—梁柱连接梁翼缘板;T—钢质四方形凸锥台接头;U—钢质四方形空锥凹槽接头;V-梁柱连接件;X-预制层;Y-叠合层;
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,但不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1:六层装配式房屋建筑结构
先请参阅图23、图22和图12,图23是实施例1六层装配式房屋建筑结构框架立体图,图22是实施例1六层装配式房屋建筑结构未装外墙的框架立体图,图12是实施例1六层装配式房屋建筑结构剖面图,图13是实施例1六层装配式房屋建筑结构楼盖单元分割示意图。本发明装配式房屋建筑结构的装配方法,包括下列步骤:
第一步,根据装配式房屋建筑结构的整体设计,如图23所示,按照运输要求和现场拼接要求,根据柱段1在每个楼面的位置、楼层高度确定柱段1的数量和结构,根据每层楼面的一体式楼盖单元7的分割确定每个一体式楼盖单元7的结构和数量,根据墙体、楼梯8的设置确定墙体、楼梯8的结构和数量,通过工厂完成装配式房屋建筑结构各单元的预制;
参见图13,经每层楼面分割出一体式楼盖单元7共8个,一体式楼盖单元7分割方式参见图1a、图1b、图1c、图1d,即梁中分割、梁边缘与楼板分割、楼板分割和梁分割,相应的一体式楼盖单元7之间的连接结构当然有多种形式,这里提供一种最佳的连接:
第二步,将预制好的房屋建筑结构单元运送到施工现场;
第三步,完成建筑的基础施工并随后完成柱段1与柱下基础E的拼接安装,然后对首层楼地面施工,将施工好的地坪F作为上一层楼面施工平台,如设有电梯,接着完成装配式电梯井的安装;
第四步,一体式楼盖单元7的拼装,即进行一体式楼盖单元7之间的梁梁连接,梁楼板连接,楼板与楼板连接;所述的梁梁连接如图2a图2b图2c、图3a、图3b、图3c、图4a、图4b、图4c、图5a、图5b、图5c,采用将楼板2上下部用锚固钢筋9与角钢I 1焊接固定并浇筑成型,连接时,两角钢I1之间上下焊接H,在梁中部留下的空间中,先绑扎钢筋9,再浇筑混凝土G。
梁与楼板连接如图6a、图6b、图6c,采用将一体式楼盖单元7的梁角部用锚固钢筋9与角钢I1焊接固定并浇筑成型,楼板2的连接端面采用锚固钢筋9和槽钢I2焊接固定并浇筑成型,连接时,所述的角钢I1与所述的槽钢I2上下焊接H固定;
对于在楼板的中间部位分割的一体式楼盖单元7的连接包括楼板与楼板连接和梁与梁的连接,所述的楼板与楼板连接是将楼板2的锚固钢筋9与槽钢I2焊接固定并与预制楼板浇筑成型,在连接时,两楼板的槽钢I2之间上下焊接H;如图7a、图7b和图7c;所述的梁与梁的连接是采用梁端的梁钢接头R与钢筋焊接并浇筑成型,连接时,采用4块梁搭接板O沿梁的四个面分别焊接,如图8a、图8b和图8c;
第五步,楼面安装:采用顶升或提升或吊装工艺将所述的上一层楼面的各拼装的一体式楼盖单元7提升至设计标高位置,完成提升的一体式楼盖单元7的梁3与柱段1的装配连接,完成一体式楼盖单元7之间的梁梁连接、梁楼板连接及楼板与楼板连接,直至完成整个楼面的拼装;所述的一体式楼盖单元的梁与柱段1的装配连接如图9a、图9b、图9c、图9d、图9e,所述的柱段1具有一个以上的梁柱连接结构,该梁柱连接结构包括一个梁柱连接件V(参见图9b),该梁柱连接件V由上下两块成十字形的钢板之间井字形钢板焊接构成,置于预制梁段的设计位置并使柱的主力钢筋9穿过预留的钢筋孔51(参见图9c),用混凝土将梁柱连接件与预制柱段其他部分一起浇筑成整体(参见图9d),所述的井字形钢板和十字形的钢板分别构成向外伸出的竖向的柱腹板4和横向的柱翼缘板5。在进行梁柱连接时是在将一体式楼盖提升至楼层高度后,使竖向伸出的柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓穿过螺孔连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接(参见图9a)。
第六步,将完成拼装的整个楼面作为新的上一层楼面的施工安装平台,完成柱段(1)的续接安装,完成装配式电梯井的续接安装,重复第五步的装配施工过程,完成新的上一层楼面的安装施工;
所述的柱段1续接安装,所述的柱段1的底端为钢质四方形凸锥台接头T如图10b图10c,柱段的顶端为钢质四方形空锥凹槽接头如图10d图10e,二者与柱段的主力钢筋9相铆接或焊接;图10a是柱与柱续接图,上柱段1的底端的钢质四方形凸锥台接头T与下柱段的顶端的钢质四方形空锥凹槽接口U内并保障上下柱对准,保证两根柱段竖直,安装到位后,再用四块柱搭接钢板M在柱子连接处的四周焊接成整体。
第七步,重复第六步,直至整幢建筑所有楼层和屋盖的安装完成,安装结束。
所述的楼面的一体式楼盖单元7的拼装分为三种情况:
1)、将一个楼面的一体式楼盖单元7先拼成整体;
2)、将一个楼面的一体式楼盖单元7拼装成多个较大块的一体式楼盖单元;
3)、将一体式楼盖单元7直接提升或吊装到楼盖设计标高位置,逐块地拼装连接成整个楼盖。
所述的柱段1具有不同的长度供选用,为避免柱续接接头位置处于同一楼层,其预制柱段根据运输和错层续接可采用不同的长度可根据实际需要选用。
所述的第五步同时完成低一层楼层的装配式剪力墙10、装配式内外墙、楼梯8、各类支撑C、其他抗侧力耗能结构部件和抗剪支撑的安装。
所述的装配式剪力墙10是钢板剪力墙、钢板混凝土剪力墙、螺纹钢板剪力墙或其它抗震耗能剪力墙,同时在高层房屋建筑结构中,为增加整体稳定性,剪力墙可先中部留空,待装配完成后浇筑混凝土增加结构整体性。
在高层建筑中,在整个楼面装配完成后,再浇一层混凝土形成叠合楼盖参见图11,图中X是预制层;Y是叠合层,后浇混凝土形成叠合楼盖的工序可与其他楼盖的装配施工平行进行,不影响主体结构施工进度。梁柱连接节点与柱柱连接节点位置见图12。梁-板合一楼盖按柱网单元分块预制,如图13所示,将整个楼盖划分为8块分块预制成梁-板合一楼盖单元,可以按实际情况利用权利要求6中所述的方法将分块楼盖连成区域或整层楼盖。
首先完成柱与墙装配,辅之工具式临时斜撑,再将区域或整层楼盖整体同步提升到楼层位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;即可使时变结构获得强度、刚度和稳定性以实现后续楼层连续装配施工。如此反复,直至整个结构装配完成。
本实施例装配式房屋建筑结构的装配方法,包括下列步骤:
在完成基础施工后,第一步以基础的楼地面作为施工平台(n=0)完成第一批柱的安装。
第二步,在n=0层施工平台上将工厂预制的若干小尺寸楼盖拼装成整体。拼装时,按权利要求4中所述连接方法进行连接,然后提升或吊装至设计规定的二层楼面的位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;对于第二步安装也可采用,在n=0层平台上将工厂预制的小块一体式楼盖先拼装连接成若较大的区域楼盖,分别提升或吊装到设计的标高位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;最后按上文中所述方法完成较大区域楼盖之间的连接。最后完成各小块楼盖之间的连接。
第三步,以安装施工好的二层楼面(n=1)为施工平台,开始工厂预制的三层楼盖的拼装,重复上述施工过程,即可完成第三层楼盖的安装。与此同时,可同步进行一、二层楼面之间的预制部件的装配施工,包括这两层楼面之间的装配式楼梯的安装、装配式外墙的安装和装配式内墙的安装,以及根据设计要求其他装配构件安装。当然这些内外墙等装配式构件的安装由于在装配的时空中与楼盖的施工不相冲突,因此根据施工工序统一安排装配。
第四步,将第二批柱提升到指定高度然后与第一批柱对接,用来承受剪力与轴力,最后通过连接钢板N在四周焊接成整体,用来承受弯矩。以安装施工好的三层楼面(n=2)为施工平台,按照前述装配过程完成第四层楼盖的安装,并可以进行第三、第四层楼面之间的装配式楼梯8、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第五步,以安装施工好的四层楼面(n=3)为施工平台,按照前述相同装配过程完成第五层楼盖的安装,并可以进行第四、第五层楼面之间的装配式楼梯8、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第六步,以安装施工好的五层楼面(n=4)为施工平台,按照前述相同的装配过程完成第六层楼盖的安装,并可以进行第五、第六层楼面之间的装配式楼梯8、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第七步,以安装施工好的六层楼面(n=5)为施工平台,按照前述相同的装配过程完成六层楼屋面的安装,并可以进行第六楼面、屋面之间的装配式楼梯8、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
完成整幢六层楼房的安装。
1)安装第一批预制柱11(设可拆卸临时支撑),见图14;
2)第二层楼盖21就位、拼装(见图15);
3)第一层楼梯8的就位、拼装(见图16);
4)第三层楼盖22就位、拼装(见图17);
5)第二层楼梯8的就位、拼装(见图18);
6)安装第二批预制柱12(设可拆卸式临时支撑)(见图19);
7)第四层楼盖23就位、拼装(见图20);
8)第三层楼梯8的就位、拼装;
9)安装第三批预制柱13(设可拆卸式临时支撑)(见图21);
10)第五层楼盖24就位、拼装;
11)第四层楼梯8的就位、拼装;
12)第六层楼盖25就位、拼装
13)第五层楼梯8的就位、拼装;
14)屋盖楼盖2)就位、拼装(见图22);
15)第六层楼梯8、装配式剪力墙10、内外墙的就位、拼装;
16)完成整栋房屋施工(见图23)。
所述的装配连接,采用快速连接件快速连接,且可以通过在梁-柱、梁-梁连接施加预应力构造的方式增加房屋建筑结构的整体性。
每一层楼面还要完成该楼层的装配式剪力墙10、各类支撑、其他抗侧力耗能结构部件和抗剪支撑的安装。
实施例2:16层装配式房屋建筑结构
在完成基础施工后,
第一步以基础的楼地面作为施工平台完成第一批柱的安装(见图24),并且完成第一批装配式电梯井的安装(见图25)。
第二步,在n=0层施工平台上将工厂预制的若干小尺寸楼盖拼装成整体。然后提升或吊装至设计规定的二层楼面的位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接。
对于第二步安装也可采用,在n=0层平台上将工厂预制的小块一体式楼盖先拼装连接成若较大的区域楼盖,分别提升或吊装到设计的标高位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;
最后完成较大区域楼盖之间的连接。对于第二步安装也可采用,在n=0层平台上将工厂预制的小块楼盖直接提升或吊装至设计标高的楼层位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接,最后完成各小块楼盖之间的连接。并且完成首层楼梯8的安装(见图27)。
第三步,以安装施工好的二层楼面为施工平台,开始工厂预制的三层楼盖的拼装,重复上述施工过程,即可完成第三层楼盖的安装。(图28)与此同时,可同步进行一、二层楼面之间的预制部件的装配施工,包括这两层楼面之间的装配式楼梯8的安装、装配式外墙的安装和装配式内墙的安装,以及根据设计要求(如有)抗侧向力支撑等抗震耗能构件安装。当然这些内外墙等装配式构件的安装由于在装配的时空中与楼盖的施工不相冲突,因此可根据施工工序统一安排装配。如图29即为安装完成二层装配式楼梯图。
第四步,在完成第二批柱的安装后(见图30),以安装施工好的三层楼面为施工平台,按照前述装配过程完成第四层楼盖的安装,并进行第三、第四层楼面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有)、耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第五步,以安装施工好的四层楼面为施工平台,按照前述相同装配过程完成第五层楼盖的安装,并进行第四、第五层楼面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有)、耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第六步,以安装施工好的五层楼面为施工平台,按照前述相同的装配过程完成第六层楼盖的安装,并进行第五、第六层楼面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有)、耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第七步至第十六步,按照前述方法,完成七层至十六层楼面的安装,以及各层间各类装配式构件的安装(见图31)。
第十七步,以安装施工好的十六层楼面为施工平台,按照前述相同的装配过程完成该十六层楼的屋面的安装,并进行第十六层楼面、屋面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有)、耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
完成整幢16层楼房的安装(见图32)。
实施例3:30层装配式框架核心筒(A)结构
在完成基础施工后,
第一步以基础的楼地面作为施工平台完成第一批柱与核心筒(A)的安装,并且完成第一批装配式电梯井的安装(见图33及图34)。
第二步,在楼地面层施工平台上将工厂预制的若干小尺寸楼盖拼装成整体。然后提升或吊装至设计规定的二层楼面的位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;
对于第二步安装也可采用,在楼地面层平台上将工厂预制的小块一体式楼盖先拼装连接成若较大的区域楼盖,分别提升或吊装到设计的标高位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;最后完成较大区域楼盖之间的连接。
对于第二步安装也可采用,在楼地面层平台上将工厂预制的小块楼盖直接提升或吊装至设计标高的楼层位置,使竖向伸出柱腹板4与竖向伸出的梁腹板6对齐后用螺栓连接,然后用梁柱搭接板N将横向伸出的柱翼缘板5与横向伸出的梁翼缘板S搭接焊接,完成梁与柱的连接;最后完成各小块楼盖之间的连接(见图35)。
第三步,以安装施工好的二层楼面(n=1)为施工平台,先完成上一层装配式电梯井的安装,开始工厂预制的三层楼盖的拼装,重复上述施工过程,即可完成第三层楼盖的安装(见图36)。与此同时,可同步进行一、二层楼面之间的预制部件的装配施工,包括这两层楼面之间的装配式楼梯8的安装、装配式外墙的安装和装配式内墙的安装,以及根据设计要求(如有)抗侧向力支撑等抗震耗能构件安装。当然这些内外墙等装配式构件的安装由于在装配的时空中与楼盖的施工不相冲突,因此也可根据施工工序统一安排装配。
第四步,在完成第二批柱及核心筒(A)的续接安装,并完成上一层装配式电梯井的安装后(见图37),以安装施工好的三层楼面(n=2)为施工平台,按照前述装配过程完成第四层楼盖的安装(见图38),并进行第三、第四层楼面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有)、耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装(见图39)。
第五步,以安装施工好的四层楼面(n=3)为施工平台,完成上一层装配式电梯井的安装后,按照前述相同装配过程完成第五层楼盖的安装,并进行第四、第五层楼面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有)、耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。(见图40)
第六步,以安装施工好的五层楼面(n=4)为施工平台,完成上一层装配式电梯井的安装后,按照前述相同的装配过程完成第六层楼盖的安装,并进行第五、第六层楼面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有,由设计确定)、抗震耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装。
第七步至第三十步,按照前述方法,完成七层至三十层楼面的安装,以及各层间各类装配式构件的安装。
第三十一步,以安装施工好的三十层楼面(n=29)为施工平台,完成上一层装配式电梯井的安装后,按照前述相同的装配过程完成该三十层楼的屋面的安装,并进行第三十层楼面、屋面之间的装配式楼梯8、装配式剪力墙10(如有,由设计确定)、抗震耗能支撑、装配式外墙、装配式内墙等装配式构件的安装(见图41)。
完成整幢30层楼房的安装(见图42)。
本发明大幅提高了工业化装配建筑的装配率,大幅提高施工效率,可以做到无湿作业,或很少的湿作业,并且许多施工工序可与每装配式楼盖的提升安装平行进行,可大幅度缩短施工周期。
以上所述施工实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对发明的保护的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (15)

1.一种装配式房屋建筑结构体系,包括构成房屋建筑结构的预制各单元:柱段(1)、楼板(2)、梁(3)、屋盖(26)、楼梯(8)、内外墙体、电梯井、各类支撑构件,其特征在于:
所述的楼板(2)和梁(3)构成一体式楼盖单元(7);
支撑一体式楼盖单元的立柱是由多根柱段(1)连接构成的,每根柱段(1)具有一个以上的与一体式楼盖单元(7)的梁连接的梁连接结构;
所述的一体式楼盖单元(7)的梁(3)的端部具有与所述的柱段(1)的梁连接结构相连接的柱连接结构。
2.根据权利要求1所述的装配式房屋建筑结构体系,其特征在于所述的柱段(1)的梁连接结构是在所述的柱段(1)的楼面高度处具有向外伸出的竖向的柱腹板(4)和横向的柱翼缘板(5)。
3.根据权利要求1所述的装配式房屋建筑结构体系,其特征在于所述的一体式楼盖单元(7)的梁端的柱连接结构是所述的一体式楼盖单元(7)的梁端横向伸出的梁翼缘板(S)和竖向伸出的梁腹板(6)。
4.根据权利要求1所述的装配式房屋建筑结构体系,其特征在于所述的一体式楼盖有明梁楼盖或有暗梁楼盖。
5.根据权利要求1所述的装配式房屋建筑结构,其特征在于所述的一体式楼盖单元(7)是根据设计要求将整个楼面按梁间区域灵活地分割而成的,其分割位置包括:
1)在梁(3)中间分割的一体式楼盖单元(7);
2)在梁的边缘与楼板分割的一体式楼盖单元(7);
3)在楼板的中间部位分割的一体式楼盖单元(7),同时梁也被分割。
6.权利要求1所述的装配式房屋建筑结构的装配方法,其特征在于该方法包括下列步骤:
第一步,根据装配式房屋建筑结构的整体设计,按照运输要求和现场拼接要求,根据柱段(1)在每个楼面的位置、楼层高度确定柱段(1)的数量和结构,根据每层楼面的一体式楼盖单元(7)的分割确定每个一体式楼盖单元(7)的结构和数量,根据墙体、楼梯(8)和电梯井的设置确定墙体、楼梯(8)和电梯井的结构和数量,通过工厂完成装配式房屋建筑结构各单元的预制;
第二步,将预制好的房屋建筑结构单元运送到施工现场;
第三步,完成建筑的基础施工并随后完成柱段(1)与柱下基础(E)的拼接安装,然后对首层楼地面施工,将施工好的地坪(F)作为上一层楼面施工平台,如设有电梯,接着完成装配式电梯井的安装;
第四步,一体式楼盖单元(7)的拼装,即进行一体式楼盖单元(7)之间的梁梁连接,梁楼板连接,楼板与楼板连接;
第五步,楼面安装:采用顶升或提升或吊装工艺将所述的上一层楼面的各拼装的一体式楼盖单元(7)提升至设计标高位置,完成提升的一体式楼盖单元(7)的梁(3)与柱段(1)的装配连接,完成一体式楼盖单元(7)之间的梁梁连接、梁楼板连接及楼板与楼板连接,直至完成整个楼面的拼装;
第六步,将完成拼装的整个楼面作为新的上一层楼面的施工安装平台,完成柱段(1)的续接安装,完成装配式电梯井的续接安装,重复第五步的装配施工过程,完成新的上一层楼面的安装施工;
第七步,重复第六步,直至整幢建筑所有楼层和屋盖的安装完成,安装结束。
7.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于所述的楼面的一体式楼盖单元(7)的拼装分为三种情况:
1)、将一个楼面的一体式楼盖单元(7)先拼成整体;
2)、将一个楼面的一体式楼盖单元(7)拼装成多个较大块的一体式楼盖单元;
3)、将一体式楼盖单元(7)直接提升或吊装到楼盖设计标高位置,逐块地拼装连接成整个楼盖。
8.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于所述的一体式楼盖单元(7)的连接分为:
1)对于梁中间分割的一体式楼盖单元(7)的连接:采用将楼板(2)上下部用锚固钢筋(9)与角钢(I1)焊接固定并浇筑成型,连接时,两角钢(I1)之间上下焊接,在梁中部留下的空间中,先绑扎钢筋(9),再浇筑混凝土(G);
2)对于梁边缘与楼板分割的一体式楼盖单元(7)的连接:采用将一体式楼盖单元(7)的梁角部用锚固钢筋(9)与角钢(I1)焊接固定并浇筑成型,楼板(2)的连接端面采用锚固钢筋(9)和槽钢(I2)焊接固定并浇筑成型,连接时,所述的角钢(I1)与所述的槽钢(I2)上下焊接固定;
3)对于在楼板的中间部位分割的一体式楼盖单元(7)的连接:将楼板的锚固钢筋(9)与槽钢(I2)焊接固定并与预制楼板浇筑成型,在连接时,两楼板的槽钢(I2)之间上下焊接;同时,梁与梁的连接:采用梁端的梁钢接头(R)与钢筋焊接并浇筑成型,连接时,采用4块梁搭接板(O)沿梁的四个面分别焊接。
9.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于:所述的柱段(1)具有不同的长度供选用,为避免柱续接接头位置处于同一楼层,其预制柱段根据运输和错层续接可采用不同的长度可根据实际需要选用。
10.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于所述的柱段(1)梁连接部位的构造:采用钢结构梁柱连接件(V),该梁柱连接件(V)由上下两块成十字形的钢板之间井字形钢板焊接构成,置于预制梁段的设计位置并使柱的主力钢筋(9)穿过预留的钢筋孔(51),用混凝土将梁柱连接件与预制柱段其他部分一起浇筑成整体,所述的井字形钢板和十字形的钢板分别构成向外伸出的竖向的柱腹板(4)和横向的柱翼缘板(5)。
11.根据权利要求6所述的装配方法,特征在于:
所述的柱段(1)的底端为钢质四方形凸锥台接头(T),柱段的顶端为钢质四方形空锥凹槽接头(U),二者与柱段的主力钢筋(9)相铆接或焊接;在柱与柱续接相连时,上柱段(1)的底端的钢质四方形凸锥台接头(T)与下柱段的顶端的钢质四方形空锥凹槽接口(U)对准在上下柱对准,保证两根柱段竖直,安装到位后,再用四块柱搭接钢板(M)在柱子连接处的四周焊接成整体。
12.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于所述的柱段(1)与所述的一体式楼盖单元(7)的连接是在将一体式楼盖提升至楼层高度后,使竖向伸出的柱腹板(4)与竖向伸出的梁腹板(6)对齐后用螺栓穿过螺孔连接,然后用梁柱搭接板(N)将横向伸出的柱翼缘板(5)与横向伸出的梁翼缘板(S)搭接焊接,完成梁与柱的连接。
13.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于所述的第五步同时完成低一层楼层的装配式剪力墙(10)、装配式内外墙、楼梯(8)、各类支撑(C)、其他抗侧力耗能结构部件和抗剪支撑的安装。
14.根据权利要求13所述的装配方法,其特征在于所述的装配式剪力墙(10)是钢板剪力墙、钢板混凝土剪力墙、波纹钢板剪力墙或其它抗震耗能剪力墙,同时在高层房屋建筑结构中,为增加整体稳定性,剪力墙可先中部留空,待装配完成后浇筑混凝土增加结构整体性。
15.根据权利要求6至14任一项所述的装配方法,其特征在于在高层建筑中,在整个楼面装配完成后,再浇一层混凝土形成叠合楼盖,后浇混凝土形成叠合楼盖的工序可与其他楼盖的装配施工平行进行,不影响主体结构施工进度。
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