CN108442510A - 一种钢结构抗震框架结构和建筑 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢结构抗震框架结构和建筑,属于建筑领域,本发明中的钢结构抗震框架结构中,钢梁和钢柱连接形成框架形式,具有较好的抗震性能,并且“T”字形的弹性支撑组件支撑于钢梁的上部支撑板和下部支撑板之间,提高了钢梁的竖向承载能力,在支撑块对钢梁的上部支撑板和下部支撑板进行支撑时,横块与钢梁的接触为面接触,可以有效的减小应力集中,从而提升钢梁的结构强度,另外,钢结构装配式抗震建筑的结构容易实现装配式施工方式,施工效率高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域,具体而言,涉及一种钢结构抗震框架结构和建筑。
背景技术
装配式建筑是指以在工厂先生产的预制构件为主要部件,通过现场装配、锚固而迅速构成的结构类建筑物,这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力,并可提高建筑质量。在目前建筑行业实际生产中,装配式建筑是使用最为广泛的建筑方式,在装配式建筑大量应用的国家,许多高质量要求的建筑已逐渐选用预制装配式结构来建造。
钢结构装配式建筑是指由在工厂预制的钢构件作为基础结构构件,附加内墙板和外挂式墙板,同现浇楼板在现场完成组装的住宅结构。钢结构装配式住宅具有强度高,质量轻,工期短,抗震性能好,工业化程度高等明显优势,采用预制钢结构的装配式建筑,无论从功能还是从性价比、舒适性,安全性上,都将优于现在的钢筋混凝土房屋。钢结构装配式建筑是未来装配式建筑的理想发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢结构抗震框架结构,以改善现有技术中的框架结构在用于钢结构装配式抗震建筑时存在抗震效果不够好的问题。
本发明的目的在于提供一种建筑,以改善现有技术中的框架结构在用于钢结构装配式抗震建筑时存在抗震效果不够好的问题。
本发明是这样实现的:
基于上述的第一目的,本发明提供了一种钢结构抗震框架结构,
所述钢结构抗震框架结构包括基础底板、多个彼此间隔的竖立连接于所述基础底板之上的钢柱;相邻的所述钢柱之间通过沿水平方向的钢梁连接;多个所述钢柱和多个所述钢梁相互连接形成钢结构框架形式;
所述钢梁包括工字钢形的梁体,所述梁体包括上部支撑板、下部支撑板及连接于所述上部支撑板和下部支撑板之间的腹板;
所述腹板的两侧分别设有支撑于所述上部支撑板和所述下部支撑板之间的弹性支撑组件;所述弹性支撑组件包括多个支撑块和多个弹性件,所述支撑块呈“T”字形,所述支撑块包括横块和立块,所述横块和所述立块垂直设置,多个所述支撑块沿所述腹板的长度方向依次设置,相邻的所述支撑块的所述立块相对设置,相邻的两个所述支撑块的两个所述横块分别支撑于所述上部支撑板和所述下部支撑板,所述弹性件的两端分别与相邻的两个所述横块连接,所述弹性件令相邻的两个所述支撑块具有相互远离的趋势,形成对所述上部支撑板和所述下部支撑板的弹性支撑;
所述梁体的两端可滑动的连接有固定连接头,所述固定连接头沿所述腹板的长度方向相对于所述梁体滑动,所述固定连接头抵接于位于边侧的所述支撑块;
所述钢柱的侧面上设置有支撑牛腿结构,所述梁体的两端的下部支撑板的底面分别支撑于对应钢柱上的所述支撑牛腿结构之上;所述固定连接头的外侧与对应的所述钢柱的侧面连接。
在本实施例的一种实施方式中:所述上部支撑板靠近所述下部支撑板的表面设有两条沿所述梁体长向的第一凹槽,两条所述第一凹槽分别位于所述腹板的两侧;
所述下部支撑板靠近所述上部支撑板的表面设有与两条所述第一凹槽分别相对的两条第二凹槽;
相对设置的多个所述横块分别位于所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
在本实施例的一种实施方式中:位于所述第一凹槽内且相邻的两个所述横块之间的距离与所述立块的宽度相同,位于所述第二凹槽内且相邻的两个所述横块之间的距离与所述立块的宽度相同。
在本实施例的一种实施方式中:所述第一凹槽的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面;所述第二凹槽的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面。
在本实施例的一种实施方式中:所述横块上设置有两个卡槽和两个定位杆,两个所述卡槽分别位于所述立块的两侧,两个所述定位杆分别安装于两个所述卡槽,所述定位杆与所述立块平行设置,所述定位杆的长度小于所述立块高度的一半,所述弹性件安装于所述卡槽内,且所述弹性件套设于所述定位杆。
在本实施例的一种实施方式中:所述固定连接头为开口朝向所述梁体两端的U形板件,其包括两个侧板和一个底板,所述两个侧板分别与位于所述腹板两侧的所述立块抵接,所述底板外侧具有被构造用于连接所述钢柱侧面的连接杆。
在本实施例的一种实施方式中:所述钢柱上设置有通孔,所述通孔的轴心线与所述钢梁的长度方向平行,所述通孔的横截面呈矩形,所述通孔的一个侧壁上设置有多个第一卡接块,多个所述第一卡接块沿所述通孔的轴心线方向依次设置,所述第一卡接块设置有第一斜面,所述第一斜面沿所述通孔朝向所述钢梁的方向向外倾斜;
所述连接杆的横截面呈矩形,所述连接杆上设置有第二卡接块,所述第二卡接块设置有第二斜面,所述第二斜面沿所述连接杆朝向所述钢梁的方向向外倾斜,所述第二卡接块卡接于所述第一卡接块。
在本实施例的一种实施方式中:所述侧板的宽度小于所述腹板的宽度,且所述侧板与所述上部支撑板之间的距离大于所述横块的厚度,所述侧板与所述下部支撑板之间的距离大于所述横块的厚度。
在本实施例的一种实施方式中:所述支撑牛腿结构的上端面为开口向上的槽形结构,所述梁体的下部支撑板配合于所述支撑牛腿结构上端的开口中。
基于上述的第二目的,本发明还提供了一种建筑,包括如上所述的钢结构抗震框架结构。
与现有技术相比,本发明实现的有益效果是:
本发明中的钢结构抗震框架结构中,钢梁和钢柱连接形成框架形式,具有较好的抗震性能,并且“T”字形的弹性支撑组件支撑于钢梁的上部支撑板和下部支撑板之间,提高了钢梁的竖向承载能力,在支撑块对钢梁的上部支撑板和下部支撑板进行支撑时,横块与钢梁的接触为面接触,可以有效的减小应力集中,从而提升钢梁的结构强度,另外,钢结构装配式抗震建筑的结构容易实现装配式施工方式,施工效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例1提供的钢结构抗震框架结构的示意图;
图2示出了本发明实施例1提供的钢梁的示意图;
图3示出了本发明实施例1提供的钢梁在第一视角的剖视图;
图4示出了本发明实施例1提供的钢梁在第二视角的剖视图;
图5示出了本发明实施例1提供的支撑块的剖视图;
图6示出了本发明实施例1提供的固定连接头与钢柱的连接剖视图;
图7示出了本发明实施例1提供的钢柱的剖视图;
图8示出了本发明实施例1提供的固定连接头的剖视图。
图中:101-基础底板;102-钢柱;103-钢梁;104-弹性支撑组件;105-固定连接头;106-支撑块;107-弹性件;108-上部支撑板;109-下部支撑板;110-第一凹槽;111-第二凹槽;112-腹板;113-横块;114-立块;115-卡槽;116-定位杆;117-通孔;118-第一卡接块;119-第一斜面;120-侧板;121-底板;122-连接杆;123-第二卡接块;124-第二斜面。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,上面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
参照图1至图8,本实施例提供了一种钢结构抗震框架结构,
钢结构抗震框架结构包括基础底板101、多个彼此间隔的竖立连接于基础底板101之上的钢柱102;相邻的钢柱102之间通过沿水平方向的钢梁103连接;多个钢柱102和多个钢梁103相互连接形成钢结构框架形式;
钢梁103包括工字钢形的梁体,梁体包括上部支撑板108、下部支撑板109及连接于上部支撑板108和下部支撑板109之间的腹板112;
腹板112的两侧分别设有支撑于上部支撑板108和下部支撑板109之间的弹性支撑组件104;弹性支撑组件104包括多个支撑块106和多个弹性件107,支撑块106呈“T”字形,支撑块106包括横块113和立块114,横块113和立块114垂直设置,多个支撑块106沿腹板112的长度方向依次设置,相邻的支撑块106的立块114相对设置,相邻的两个支撑块106的两个横块113分别支撑于上部支撑板108和下部支撑板109,弹性件107的两端分别与相邻的两个横块113连接,弹性件107令相邻的两个支撑块106具有相互远离的趋势,形成对上部支撑板108和下部支撑板109的弹性支撑;
梁体的两端可滑动的连接有固定连接头105,固定连接头105沿腹板112的长度方向相对于梁体滑动,固定连接头105抵接于位于边侧的支撑块106;
钢柱102的侧面上设置有支撑牛腿结构,梁体的两端的下部支撑板109的底面分别支撑于对应钢柱102上的支撑牛腿结构之上;固定连接头105的外侧与对应的钢柱102的侧面连接。
本实施例中的钢结构抗震框架结构中,钢梁103和钢柱102连接形成框架形式,具有较好的抗震性能,并且“T”字形的弹性支撑组件104支撑于钢梁103的上部支撑板108和下部支撑板109之间,提高了钢梁103的竖向承载能力,在支撑块106对钢梁103的上部支撑板108和下部支撑板109进行支撑时,横块113与钢梁103的接触为面接触,可以有效的减小应力集中,从而提升钢梁103的结构强度,另外,钢结构装配式抗震建筑的结构容易实现装配式施工方式,施工效率高。
上部支撑板108靠近下部支撑板109的表面设有两条沿梁体长向的第一凹槽110,两条第一凹槽110分别位于腹板112的两侧;下部支撑板109靠近上部支撑板108的表面设有与两条第一凹槽110分别相对的两条第二凹槽111;相对设置的多个横块113分别位于第一凹槽110和第二凹槽111内。将横块113分别卡接在第一凹槽110和第二凹槽111内,可以避免横块113沿钢梁103的宽度方向移动,在安装钢梁103和弹性支撑组件104时,先将一个支撑块106的横块113卡入第二凹槽111内,然后将倒放的第二个支撑块106的横块113卡入第一凹槽110内,推动第二个支撑块106,由第二个支撑块106将第一个支撑块106推到钢梁103内部,依次完成安装。
位于第一凹槽110内且相邻的两个横块113之间的距离与立块114的宽度相同,位于第二凹槽111内且相邻的两个横块113之间的距离与立块114的宽度相同。这样在对多个支撑块106进行固定时,多个支撑块106固定后的位置恰好让弹性件107位于最佳角度,避免弹性件107偏移。
为减小弹性支撑组件104和梁体之间的摩擦,可以让第一凹槽110的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面,让第二凹槽111的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面,这样可以方便安装。
横块113上设置有两个卡槽115和两个定位杆116,两个卡槽115分别位于立块114的两侧,两个定位杆116分别安装于两个卡槽115,定位杆116与立块114平行设置,定位杆116的长度小于立块114高度的一半,弹性件107安装于卡槽115内,且弹性件107套设于定位杆116。在本实施中,弹性件107可以是呈压缩状态的弹簧,在安装弹性件107时,卡槽115和定位块可以对弹性件107进行定位,在将弹性支撑组件104放入钢梁103时,相邻的两个支撑块106可以通过弹性件107来连接,而弹性件107在相邻的两个支撑块106上定位杆116的作用下也不会脱落。
固定连接头105为开口朝向梁体两端的U形板件,其包括两个侧板120和一个底板121,两个侧板120分别与位于腹板112两侧的立块114抵接,底板121外侧具有被构造用于连接钢柱102侧面的连接杆122,其中连接杆122和底板121可以是采用螺接的方式连接在一起,这样可以方便安装。利用固定连接头105对弹性支撑组件104进行固定,可以避免对钢梁103的结构强度造成影响。
钢柱102上设置有通孔117,通孔117的轴心线与钢梁103的长度方向平行,通孔117的横截面呈矩形,通孔117的一个侧壁上设置有多个第一卡接块118,多个第一卡接块118沿通孔117的轴心线方向依次设置,第一卡接块118设置有第一斜面119,第一斜面119沿通孔117朝向钢梁103的方向向外倾斜;连接杆122的横截面呈矩形,连接杆122上设置有第二卡接块123,第二卡接块123设置有第二斜面124,第二斜面124沿连接杆122朝向钢梁103的方向向外倾斜,第一斜面119和第二斜面124可以是平行设置,第二卡接块123卡接于第一卡接块118。在将弹性支撑组件104安装完成后,需要利用固定连接头105对弹性支撑组件104进行固定,首先将连接杆122插入通孔117内,然后敲击连接杆122远离钢梁103的一端,让连接杆122的另一端伸出通孔117,此时,将底板121与连接杆122螺接在一起,然后在敲击连接杆122远离钢梁103的一端,直至侧板120将支撑块106抵紧,完后安装后,规定连接头在第一卡接块118和第二卡接块123的作用下不会松动,从而保证建筑整体的稳定性,和安全性。
侧板120的宽度小于腹板112的宽度,且侧板120与上部支撑板108之间的距离大于横块113的厚度,侧板120与下部支撑板109之间的距离大于横块113的厚度。在侧板120与支撑块106接触时,侧板120直接抵在立块114上,这样对支撑块106的压力更加的均匀。
支撑牛腿结构的上端面为开口向上的槽形结构,梁体的下部支撑板109配合于支撑牛腿结构上端的开口中。
实施例2
本实施例提供了一种建筑,包括如上的钢结构抗震框架结构。
本实施例提供的建筑利用在钢梁103内增设弹性支撑组件104,可以有效的提升钢梁103的竖向承载能力,且具有较好的抗震性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢结构抗震框架结构,其特征在于,
所述钢结构抗震框架结构包括基础底板、多个彼此间隔的竖立连接于所述基础底板之上的钢柱;相邻的所述钢柱之间通过沿水平方向的钢梁连接;多个所述钢柱和多个所述钢梁相互连接形成钢结构框架形式;
所述钢梁包括工字钢形的梁体,所述梁体包括上部支撑板、下部支撑板及连接于所述上部支撑板和下部支撑板之间的腹板;
所述腹板的两侧分别设有支撑于所述上部支撑板和所述下部支撑板之间的弹性支撑组件;所述弹性支撑组件包括多个支撑块和多个弹性件,所述支撑块呈“T”字形,所述支撑块包括横块和立块,所述横块和所述立块垂直设置,多个所述支撑块沿所述腹板的长度方向依次设置,相邻的所述支撑块的所述立块相对设置,相邻的两个所述支撑块的两个所述横块分别支撑于所述上部支撑板和所述下部支撑板,所述弹性件的两端分别与相邻的两个所述横块连接,所述弹性件令相邻的两个所述支撑块具有相互远离的趋势,形成对所述上部支撑板和所述下部支撑板的弹性支撑;
所述梁体的两端可滑动的连接有固定连接头,所述固定连接头沿所述腹板的长度方向相对于所述梁体滑动,所述固定连接头抵接于位于边侧的所述支撑块;
所述钢柱的侧面上设置有支撑牛腿结构,所述梁体的两端的下部支撑板的底面分别支撑于对应钢柱上的所述支撑牛腿结构之上;所述固定连接头的外侧与对应的所述钢柱的侧面连接。
2.根据权利要求1所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述上部支撑板靠近所述下部支撑板的表面设有两条沿所述梁体长向的第一凹槽,两条所述第一凹槽分别位于所述腹板的两侧;
所述下部支撑板靠近所述上部支撑板的表面设有与两条所述第一凹槽分别相对的两条第二凹槽;
相对设置的多个所述横块分别位于所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
3.根据权利要求2所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,位于所述第一凹槽内且相邻的两个所述横块之间的距离与所述立块的宽度相同,位于所述第二凹槽内且相邻的两个所述横块之间的距离与所述立块的宽度相同。
4.根据权利要求2所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述第一凹槽的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面;所述第二凹槽的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面。
5.根据权利要求2所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述横块上设置有两个卡槽和两个定位杆,两个所述卡槽分别位于所述立块的两侧,两个所述定位杆分别安装于两个所述卡槽,所述定位杆与所述立块平行设置,所述定位杆的长度小于所述立块高度的一半,所述弹性件安装于所述卡槽内,且所述弹性件套设于所述定位杆。
6.根据权利要求2所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述固定连接头为开口朝向所述梁体两端的U形板件,其包括两个侧板和一个底板,所述两个侧板分别与位于所述腹板两侧的所述立块抵接,所述底板外侧具有被构造用于连接所述钢柱侧面的连接杆。
7.根据权利要求6所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述钢柱上设置有通孔,所述通孔的轴心线与所述钢梁的长度方向平行,所述通孔的横截面呈矩形,所述通孔的一个侧壁上设置有多个第一卡接块,多个所述第一卡接块沿所述通孔的轴心线方向依次设置,所述第一卡接块设置有第一斜面,所述第一斜面沿所述通孔朝向所述钢梁的方向向外倾斜;
所述连接杆的横截面呈矩形,所述连接杆上设置有第二卡接块,所述第二卡接块设置有第二斜面,所述第二斜面沿所述连接杆朝向所述钢梁的方向向外倾斜,所述第二卡接块卡接于所述第一卡接块。
8.根据权利要求7所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述侧板的宽度小于所述腹板的宽度,且所述侧板与所述上部支撑板之间的距离大于所述横块的厚度,所述侧板与所述下部支撑板之间的距离大于所述横块的厚度。
9.根据权利要求1至8任一项所述的钢结构抗震框架结构,其特征在于,所述支撑牛腿结构的上端面为开口向上的槽形结构,所述梁体的下部支撑板配合于所述支撑牛腿结构上端的开口中。
10.一种建筑,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的钢结构抗震框架结构。
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