CN107100267A - 一种用于装配式建筑的拼梁结构体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑技术领域，特指一种用于装配式建筑的拼梁结构体系,包括有两个构件组，所述构件组由构件(16)和连接件(19)组成，所述构件(16)之间通过连接件(19)连接，所述构件(16)包括有第一构件(1)、第二构件(2)、第三构件(3)和第四构件(4)，所述第四构件(4)在第二节点(6)处分别与第一构件(1)、第二构件(2)连接，并与第三构件(3)垂直连接；所述第一构件(1)、第二构件(2)和第三构件(3)连接后形成三角形状的基本单元。本发明根据拉压杆的特性，所有的构件都能成为受压或受拉的构件，使整个结构处于一个稳定的状态，不同的建筑构件均成为建筑的受力构件，第一个构件组和第二构件组以拼梁的方式并列连接起来，使第一个构件组和第二个构件组相互承担荷载。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特指一种用于装配式建筑的拼梁结构体系。
背景技术
现有技术的建筑中，尤其是在房屋建筑结构体系中，最为重要的建筑受力构件就是梁和柱，一般都是使用梁和柱等建筑构件搭建起框架，然后在浇灌水泥等加固，所有建筑构件都是在独立地承担荷载，一旦一个构件出现问题，整个建筑体系就会出现多米诺骨牌效应，都会一个跟着一个的倒下来。
而随着建筑技术的日益发展，有的建筑采用了新的钢结构体系，用薄壁型钢作为主要的受力构件，但是薄壁型钢无法独立承担荷载，若把薄壁型钢以不同的结构组装在一起，能够使得每个构件都成为受力构件。但是现有技术中存在一些不足，第一，若将薄壁型钢构件直接焊接在钢框梁翼缘面上，不仅会容易把薄壁型钢构件烧穿，还容易使薄壁型钢构件变型；第二，根据建筑的需要，有可能需要在房顶或高空进行房屋的装配。
在专利申请号为201610580522.2的发明专利申请中公开了一种装配式轻钢住宅建筑体系，该发明专利申请中的组合立柱通过梁柱T形节点与横梁固定连接，斜梁的一端通过梁柱斜节点与组合立柱固定连接，另一端通过梁梁斜节点与另一个斜梁的一端固定连接，梁、柱均为两个采用背靠背方式固定连接的冷弯薄壁C型钢。
但是，发明专利申请所公开的建筑体系只能用于住宅的建筑，不能把该结构体系仅用于高空的搭建，同时，该发明专利申请在各个节点的位置必须设置垫板或加劲板以加大节点处的连接强度，因此在生产的过程中还必须增加装配的人力物力来对垫板或加劲板进行裁切，同时，用对比文件中所述的冷弯薄壁C型钢抗弯，在建筑力学上存在不合理的地方，每个抗弯节点都需要使用质量要求很高的节点连接。
发明内容
本发明的发明目的在于：为了解决现有技术中所存在的不能仅在高空搭建、可以将新的结构体系用于不同的建筑上及在装配的时候必须使用垫板或加劲板加强节点处的连接前强度的问题，本发明提供了一种用于装配式建筑的拼梁结构体系。
本发明为了解决现有技术中所存在的问题，才采用的技术方案如下：
一种用于装配式建筑的拼梁结构体系，包括有构件组，所述构件组由基本单元环形连接而成，所述基本单元由构件和连接件组成，所述构件之间通过连接件连接，所述构件包括有第一构件、第二构件、第三构件和第四构件，所述第一构件的左端在第一节点处与第三构件的左端连接，第一构件的右端在第二节点处与第二构件的左端连接，第三构件的右端在第三节点处与第二构件的右端连接，所述第四构件在第二节点处分别与第一构件、第二构件连接，并与第三构件垂直连接；所述第一构件、第二构件和第三构件连接后形成三角形状的基本单元；所述拼梁结构体系包括有第一构件组和第二构件组，所述第一构件组和第二构件组并列连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述第一构件与第三构件在第一节点处通过第一连接件连接，所述第一构件与第二构件在第二节点处通过第二连接件连接，所述第二构件与第三构件在第三节点处通过第三连接件连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述连接件均为第一钢板和第二钢板拼接而成的连接件，且所述第一钢板和第二钢板的夹角为90°。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述第一钢板与所述构件的翼缘连接，所述第二钢板与所述构件的腹板连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述连接件与腹板的连接处还设置有第五构件，所述第五构件的两侧翼缘通过角钢与所述连接件连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述构件上均设置有通孔，所述构件之间通过螺栓连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述连接件上均设置有通孔，所述连接件与所述构件之间通过螺栓连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述第一构件的左端还通过第四连接件与基础连接。
作为本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系的技术方案的一种改进，所述基础上设置有预埋板，所述预埋板上设置有预埋螺杆。
本发明的有益效果在于：
本发明的构件组把第一构件、第二构件和第三构件连接后呈三角形状，形成一个稳定的结构，第四构件通过第二节点分别与第一构件、第二构件连接，并垂直于第三构件，根据拉压杆的特性，所有的构件都能成为受压或受拉的构件，使整个结构处于一个稳定的状态，不同的建筑构件均成为建筑的受力构件。
在本发明中，建筑体系构件使用拉压杆式结构，在建筑力学上是合理的，用简单的拉压杆连接节点，及用薄壁型钢构件与简单的自攻螺钉去替换质量要求很高的单个骨架节点连接，既分散了构件和连接节点失效风险，同时又由于减少了构件和节点类型数量，使工程设计和施工更为简单，减少出错的可能。
同时，把构件组作为基础结构，以环形的方式把所述基础结构连接起来，使在整个结构体系中的所有构件都成为的受力构件，同时，设置有第二个构件组，与第一个构件组以拼梁的方式并列连接起来，使第一个构件组和第二个构件组相互承担荷载。以薄壁型钢作为受力构件的结构体系特点主要有二个，第一个是荷载共享，所有的构件在建筑中都是受力构件，整体承担荷载，即使某个构件发生变形甚至断裂，其无法承担荷载，而在这个时候，在整个新的钢结构体系中，其他构件会把该变形或断裂的构件所应该承担的荷载分散承担，使整个新的钢结构体系的稳定性不受影响，不会轻易发生建筑物倒塌。
本发明用于装配式建筑的拼梁结构体系是一种对传统建筑结构体系的新的改进，由于在装配建筑物的时候，会预先根据建筑物的需要生产构件，按照所需的尺寸制造出构件，把构件运输到装配现场进行构件装配，装配工人们能在装配现场装配，不仅在不影响装配质量的前提下提高了装配工作的效率，还能方便在高空施工，能最大限度保障装配工人们的安全，能实现高度工业化生产。
附图说明
图1为本发明第一构件组的结构示意图。
图2为本发明第二构件组的结构示意图。
图3为本发明第一构件组和第二构件组结合的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为图3的左视图。
图6为本发明奇数节点的放大图。
图7为本发明构件的结构示意图。
图8为本发明连接件的结构示意图。
图9为本发明连接件的俯视图。
图10为本发明角码的结构示意图。
图11为本发明的奇数节点的A-A截面图。
图12为本发明的偶数节点的B-B截面图。
图13为本发明第一实施例的结构示意图。
图14为本发明第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1-6所示，一种用于装配式建筑的拼梁结构体系，包括有构件组，所述拼梁结构体系包括有第一构件组24和第二构件组25，第一构件组24的节点与第二构件组25的节点相间设置，即在拼梁结构体系中，在第a个节点以第一构件组的构件为主要受力构件，而在第a+1个节点，则以第二构件组的构件为主要受力构件，所述第一构件组24和第二构件组25并列连接，使第一构件组24和第二构件组25相互承担荷载。
所述构件组由基本单元环形连接而成，所述基本单元由构件16和连接件19组成，所述构件16包括有第一构件1、第二构件2、第三构件3和第四构件4，所述第一构件1的左端在第一节点5处与第三构件3的左端连接，第一构件1的右端在第二节点6处与第二构件2的左端连接，第三构件3的右端在第三节点7处与第二构件2的右端连接，所述第一构件1、第二构件2和第三构件3连接后形成三角形状的基本单元，特别是当第一构件1和第二构件2的长度一样的情况下，第一构件1、第二构件2和第三构件3连接后呈等边三角形状，能加强整个建筑结构的稳定性。在第二节点6处设置有第四构件4，所述第四构件4分别与第一构件1、第二构件2相连接，并从连接点处向第三构件3伸出，与所述第三构件3垂直连接，根据拉压杆的特性，整个结构体系中的构件16都能成为受压或受拉的构件，使整个结构处于一个稳定的状态，处在不同位置的建筑构件均成为该建筑的受力构件。
所述构件16之间通过连接件19连接；所述第一构件1与第三构件3在第一节点5处通过第一连接件8连接，所述第一构件1与第二构件2在第二节点6处通过第二连接件9连接，所述第二构件2与第三构件3在第三节点7处通过第三连接件10连接。
本发明适用于不同材质的构件的建筑搭建，如薄壁型钢、高强度铝合金或镁合金等材质，若以薄壁型钢作为构件16，通过焊接的方式把薄壁型钢连接起来，容易把构件16烧穿或使构件16变形，故所述构件16及连接件19上均设置有通孔17，所述构件16与构件16之间、构件16与连接件19之间均通过通孔17螺栓18连接。
所述构件组中在任意一个节点的位置，第一构件1的左端还可以通过第四连接件20与基础21连接，所述基础21上设置有预埋板22，所述预埋板22上设置有预埋螺杆23，所述预埋螺杆23设置在所述预埋板22的四个角落，通过预埋螺杆23及预埋板22的设置，可以把整个用于装配式拼梁结构与基础21相连接，可使整个拼梁结构体系不仅仅可用于高空搭建，也可从基础开始搭建，完成建筑物的全部搭建。
由于所述构件组由多个三角形状的基本单元环形连接而成，且第一构件组24和第二构件组25以拼梁的方式并列连接起来，所述第二构件组25与第一构件组24通过连接件并列连接。如此类推，根据建筑物的需要，以第一构件组24为例，把多个三角形状的基本单元环形连接，第一个基本单元的第三节点7与第二个基本单元的第一节点5相重合，第一基本单元中的第三构件3则与第二构件组25的第一构件1并列连接，第二构件组25的第一构件1为第一构件组24在第三节点7处的位置承担荷载，根据拼梁结构的特性，在第一构件组24中受力较弱的地方，用第二构件组25为其共同承担荷载，继而根据构件16的不同长度及构件16在装配时的角度的不同，装配搭建成不同高度及不同宽度的建筑物。
如图7-10所示，所述连接件19均为第一钢板11和第二钢板12拼接而成的连接件，且所述第一钢板11和第二钢板12的夹角为90°；所述第一钢板11与所述构件16的翼缘12连接，所述第二钢板14与所述构件16的腹板13连接。所述连接件19与腹板13的连接处还设置有第五构件26，所述第五构件26的两侧翼缘12通过角钢15与所述连接件19连接，使整个建筑结构可以根据建筑的需要，从前往后搭建出不同长度的建筑物。
如图11、12所示，由于所述连接件19的第一钢板11与所述构件16的翼缘连接，所述连接件19的第二钢板14与所述构件16的腹板13连接，在搭建的时候，把同一节点位置的第一构件组24与第二轻构件组25并列放置后，使第一钢板11与第一构件组24的构件16的左翼缘12或第二构件组25的右翼缘12连接，第二钢板14分别与第一构件组24的构件16的腹板13及第二构件组25的构件16的腹板13连接。
由于所述第一构件组24和第二构件组25并列连接，当第一构件组24的构件16与第二构件组25的构件16并列放置之后，在奇数节点的位置，所述连接件19的第一钢板11与所述第一构件组24的构件16的左翼缘12螺栓18连接；在偶数节点的位置，所述连接件19的第二钢板14与所述第二构件组25的构件16的右翼缘12螺栓连接。
本发明所述的构件16、连接件19、角钢15、预埋板22、预埋螺杆23等装配件均可以在生产的时候根据建筑物的需要而确定大小、角度及长度，在建筑物装配的时候，只需要装配的工人使用普通小型电钻把构件16、连接件19、角钢15、预埋板22、预埋螺杆23等装配物用螺栓18连接起来，完成建筑的程序。
第一个实施例
如图13所示，使用本发明装配桥梁或建筑物的顶部，当客户确定好设计方案之后，把设计方案用设计图画出，并确定好建筑物的尺寸，然后在工厂模块化生产构件、连接件等装配物，把装配物运输至装配现场，由装配工人使用普通小型电钻把装配物装配搭建，完成建筑的程序。
本发明在使用的时候，根据客户的需要，装配出一个圆弧形的房顶或桥梁，房顶和桥梁与地面连接的地方通过预埋板、预埋螺杆把建筑物固定在基础上。
第二个实施例
如图14所示，使用本发明装配通廊，所述通廊的由本发明的构件及连接件围成一个圆状的通廊体，并在所述通廊体的下部平行于地面的地方设置有可行人的通道，在所述通道的两侧设置有可进入所述通廊的楼梯。
Claims (9)
1.一种用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：包括有构件组，所述构件组由基本单元环形连接而成，所述基本单元由构件（16）和连接件（19）组成，所述构件（16）之间通过连接件（19）连接，所述构件（16）包括有第一构件（1）、第二构件（2）、第三构件（3）和第四构件（4），所述第一构件（1）的左端在第一节点（5）处与第三构件（3）的左端连接，第一构件（1）的右端在第二节点（6）处与第二构件（2）的左端连接，第三构件（3）的右端在第三节点（7）处与第二构件（2）的右端连接，所述第四构件（4）在第二节点（6）处分别与第一构件（1）、第二构件（2）连接，并与第三构件（3）垂直连接；所述第一构件（1）、第二构件（2）和第三构件（3）连接后形成三角形状的基本单元；所述拼梁结构体系包括有第一构件组（24）和第二构件组（25），所述第一构件组（24）和第二构件组（25）并列连接。
2.根据权利要求1所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述第一构件（1）与第三构件（3）在第一节点（5）处通过第一连接件（8）连接，所述第一构件（1）与第二构件（2）在第二节点（6）处通过第二连接件（9）连接，所述第二构件（2）与第三构件（3）在第三节点（7）处通过第三连接件（10）连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述连接件（19）均为第一钢板（11）和第二钢板（14）拼接而成的连接件，且所述第一钢板（11）和第二钢板（14）的夹角为90°。
4.根据权利要求3所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述第一钢板（11）与所述构件（16）的翼缘（12）连接，所述第二钢板（14）与所述构件（16）的腹板（13）连接。
5.根据权利要求4所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述连接件（19）与腹板（13）的连接处还设置有第五构件（26），所述第五构件（26）的两侧翼缘（12）通过角钢（15）与所述连接件（19）连接。
6.根据权利要求1、2、4、5任意一项所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述构件（16）上均设置有通孔（17），所述构件（16）之间通过螺栓（18）连接。
7.根据权利要求1、2、5任意一项所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述连接件（19）上均设置有通孔（17），所述连接件（19）与所述构件（16）之间通过螺栓（18）连接。
8.根据权利要求1所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述第一构件（1）的左端还通过第四连接件（20）与基础（21）连接。
9.根据权利要求8所述的用于装配式建筑的拼梁结构体系，其特征在于：所述基础上（21）设置有预埋板（22），所述预埋板（22）上设置有预埋螺杆（23）。
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