CN106499249A - 一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，属于结构工程领域。该抗侧力体系包括U形截面冷弯薄壁型钢梁、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑、C形截面冷弯薄壁墙架柱、自钻自攻螺钉。所述U形截面冷弯薄壁型钢梁、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑通过自钻自攻螺钉拼接在一起，形成抗侧支撑框架；所述C形截面冷弯薄壁墙架柱通过自钻自攻螺钉连接U形截面冷弯薄壁型钢梁与冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑。该发明提供了一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，可用于多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系，能够提高结构的抗震能力，便于装配化施工，具有广阔的应用前景。

Description

一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系
技术领域
本发明涉及结构工程领域，特别涉及抗震结构体系领域。
背景技术
冷弯薄壁型钢结构住宅体系是一种新兴多层住宅的结构体系，由于具有加工安装方便，施工周期短，钢材可以回收利用，经济效益良好等特点，逐渐成为多层木结构、砖混结构住宅的的一种替代品。目前这种体系已经成为美国、日本、澳大利亚等发达国家住宅建筑的重要形式，并在设计、制造和安装方便已经非常完善，其专用设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价，在制作上也实现了高度的标准化和产业化。国外的经验表明，冷弯薄壁型钢结构住宅体系具有很好的应用前景。
从冷弯薄壁型钢结构住宅体系的组成和构造可以看出，冷弯薄壁型钢住宅具有以下特点：(1)节能，冷弯薄壁型钢结构住宅方便敷设内外保温材料，保温隔热和隔声效果良好，能够增加住宅居住的舒适性。(2)节地。采用复合墙体减小了粘土砖的使用。(3)节材。冷弯薄壁型钢构件的截面形式优化，钢材可以回收再利用。(4)环保。冷弯薄壁型钢住宅采用新型建筑材料，防腐蚀、防霉变、防蛀虫、不助燃，居住环境卫生健康，施工简单，污染小。(5)有利于住宅产业化。(5)结构自重轻。(7)施工周期短。(8)综合效益好。冷弯薄壁型钢住宅具有独特的优点和良好的综合效益，它摒弃了中国延续了两千年的“秦砖汉瓦”传统建筑理念，改变了住宅建筑传统的建造模式，其推广应用可以节约日益匮乏的土地资源，保护越来越脆弱的自然环境，符合国家发展循环经济、建设节约型社会的可持续发展战略，对促进建造行业科技进步，推动住宅产业化发展具有重大意义。
在冷弯薄壁型钢体系住宅中，结构抗震性能成为重要的研究目标。采用矩形冷弯薄壁型钢与混凝土结合形成的抗侧力框架结构具有更高的侧向刚度和竖向承载力，在地震作用下具有更好的延性性能。为进一步提高框架的侧向刚度，在斜向增加矩形冷弯薄壁型钢斜撑，并在内部浇筑混凝土以提高受压承载力，防止钢管整体和局部屈曲。同时，为了便于安装组合墙板，在竖向设置了C形截面冷弯薄壁墙架柱，并与斜撑及横梁通过节点连接。在整个框架的安装过程中均采用自钻自攻螺钉进行连接，简化安装过程，便于装配式施工。
冷弯薄壁型钢体系住宅可以推广到多层住宅中，对结构的抗侧性能提出更高要求。在结构体系中通过本发明提供的方式可以形成一榀具有较大刚度的侧向框架，便于冷弯薄壁型钢住宅的推广应用。
发明内容
为解决冷弯薄壁型钢结构住宅体系的在地震作用下的抗侧刚度问题，本发明提供了一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，可以为结构提供较大的竖向承载力和抗侧刚度，各部件采用装配式施工，无现场焊接工作量，采用自钻自攻螺钉进行构件连接，施工速度较快。
本发明的技术方案如下：
一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，其特征在于：其抗侧力体系包括U形截面冷弯薄壁型钢梁、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑、C形截面冷弯薄壁墙架柱、自钻自攻螺钉。采用自钻自攻螺钉连接U形截面冷弯薄壁型钢梁与冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱，可以形成平面框架；在斜向用自钻自攻螺钉连接冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑，形成抗侧支撑框架体系。冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱与冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑由矩形冷弯薄壁型钢内浇筑混凝土形成，混凝土为现场浇筑养护。C形截面冷弯薄壁墙架柱通过自钻自攻螺钉连接U形截面冷弯薄壁型钢梁与冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑。
本发明具有以下有效效果：
1.解决冷弯薄壁型钢结构住宅体系的在地震作用下的抗侧向刚度问题；
2.采用矩形冷弯薄壁型钢与混凝土结合形成的框架结构具有更高的侧向刚度和竖向承载力，在地震作用下具有更好的延性性能；
3.框架体系的的冷弯薄壁钢结构部件采用预制装配式施工，所有构件均可在工厂预制并在施工现场采用自钻自攻螺钉直接拼装，无现场焊接工作量，施工速度快；
4.在斜向增加矩形冷弯薄壁型钢斜撑以提高框架的侧向刚度高，并在内部浇筑混凝土提高受压承载力，防止钢管整体和局部屈曲；
5.在竖向设置了C形截面冷弯薄壁墙架柱，并与斜撑及横梁通自钻自攻螺钉连接，便于安装组合墙板。
该装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系抗侧向刚度大、设计施工方便，可用于多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系，能够提高结构的抗震能力，便于装配化施工，施工方便快捷。
附图说明
图1为本发明的抗侧力体系示意图。
图2为本发明的框架结构立面图。
图3为本发明的A-A、B-B、C-C剖面图。
图中：1—U形截面冷弯薄壁型钢梁、2—冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱、3—冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑、4—C形截面冷弯薄壁墙架柱、5—自钻自攻螺钉。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明进一步详细描述。
如附图所示，本发明是一种配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，由U形截面冷弯薄壁型钢梁、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑、C形截面冷弯薄壁墙架柱、自攻自钻螺丝。其装配程序如下：
工厂预制：
a.在工厂中预制框架的各个部件：U形截面冷弯薄壁型钢梁1、C形截面冷弯薄壁墙架柱4、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2和冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3中的矩形冷弯薄壁钢管；
b.在各个部件在预定开孔的位置开孔。
现场装配：
c.基础施工完成后，安装底部U形截面冷弯薄壁型钢梁1，并与基础构件连接；
c.使用自钻自攻螺钉5将冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2中的矩形冷弯薄壁钢管连接到下部U形截面冷弯薄壁型钢梁1；
d.使用自钻自攻螺钉5安装冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3，使用自钻自攻螺钉5安装C形截面冷弯薄壁墙架柱4；
e.安装顶部U形截面冷弯薄壁型钢梁1。
f.向冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2及冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3的钢管内浇筑混凝土并养护。
本发明提供了一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，抗侧向性能优越、设计施工方便，可用于多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系，能够提高结构的抗震能力，便于装配化施工，具有广阔的应用前景。

Claims (5)

1.一种装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，其特征在于：其抗侧力体系包括U形截面冷弯薄壁型钢梁1、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3、C形截面冷弯薄壁墙架柱4、自钻自攻螺钉5。采用自钻自攻螺钉5连接U形截面冷弯薄壁型钢梁1与冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2，可以形成平面框架；在斜向用自钻自攻螺钉5连接冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3，形成抗侧支撑框架体系。冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2与冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3由矩形冷弯薄壁型钢内浇筑混凝土形成，混凝土为现场浇筑养护。C形截面冷弯薄壁墙架柱4通过自钻自攻螺钉5连接U形截面冷弯薄壁型钢梁1与冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3。
2.根据权利要求1所述的装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，其特征在于：所述自钻自攻螺钉5连接U形截面冷弯薄壁型钢梁1、冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3形成抗侧力体系。
3.根据权利要求1所述的装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，其特征在于：所述冷弯薄壁矩形钢管混凝土柱2、冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3由矩形冷弯薄壁型钢内浇筑混凝土形成的钢管混凝土柱构成，具有较高的抗侧刚度和承载力，防止斜撑在受压时发生整体或局部屈曲。
4.根据权利要求1所述的装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，其特征在于：所述框架抗侧力体系的连接方式采用自钻自攻螺钉5，便于装配化施工。
5.根据权利要求1所述的装配式冷弯薄壁型钢框架抗侧力体系，其特征在于：所述C形截面冷弯薄壁墙架柱4中间开口与冷弯薄壁矩形钢管混凝土斜撑3通过自钻自攻螺钉5连接。
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