CN109162356A - 一种装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装配式钢结构建筑结构，尤其是一种免浇筑混凝土的装配式钢结构建筑结构，属于建筑结构设计技术领域。一种装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，所述建筑结构包括：多个竖直置于硬质地基上的预制钢柱基础；多个固定于预制钢柱基础上的立柱；预制外墙板；预制屋面板；预制内墙板；电梯间。本发明具有如下优点：1、在施工过程中，由于本发明体系全工厂化生产，现浇组装，大大提高了施工进度，减少环境的污染和噪音。2、发挥了钢材在抗压、抗剪、抗扭、耐久等方面的优点，使用寿命较砼结构提高5‑10倍，同时由于钢结构体系强度大，也提高了对抗自然灾害能力。3、适用于各类房屋建筑、土木工程、市政工程、机场建设、海岛建设、水利工程等一切建设工程。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式钢结构建筑结构，尤其是一种免浇筑混凝土的装配式钢结构建筑结构，属于建筑结构设计技术领域。
背景技术
装配式建筑已列入我国建筑节能体系。众所周知，钢筋混凝土结构体系，因原材料中的水泥生产过程需耗费大量的电，从矿石开采到球磨成粉生产工艺流程，会产生大量的粉尘，氧化硫等有害气体。生产好的水泥与砂石水等经搅拌注入模内形成砼，又再次产生大量的粉尘及噪音，严重的破坏了生态环境和空气的纯洁。砼在使用寿命上也受到严重制约，据有关研究表明，目前超高强砼最高使用年限也仅百年。砼到了使用年限，又是人类的一个灾难性的问题，仅我国每年新建的房屋高达20亿平方米，新建房屋占全球一半以上，为了不给后人带来灾难，研究一种装配式建筑物免浇筑混凝土建筑结构体系，势在必行。这种结构体系充分发挥了钢材的特性，在抗压、抗剪、抗扭、耐久等方面的优点，使用寿命较砼结构提高5-10倍，高达上千年。由于钢结构体系强度大，使用寿命长，对抗自然灾害能力也大大提高，如飓风、地震、水灾等灾害和防火性能，都有较砼不可相比拟的优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用寿命长、能够提高施工进度，减少环境污染和噪音的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，所述建筑结构包括：多个竖直置于硬质地基上的预制钢柱基础；多个固定于预制钢柱基础上的立柱，上下立柱之间通过竹节型套箍连接固定，沿立柱的径向设置有容纳主梁穿过的通孔；在主梁上设置有容纳次梁穿过的通孔；主梁与主梁、次梁与次梁之间通过U型竹节型套箍连接固定；多个立柱和多个主梁、次梁连接形成钢结构框架形式；预制外墙板，封闭立柱与主梁、次梁连接形成的钢结构框架的周向；预制屋面板，设置于主梁、次梁连接形成的钢结构框架之上，与立柱的径向同向；预制内墙板，与立柱轴向同向，用于隔断立柱与主梁、次梁连接形成的钢结构框架空间；电梯间，设置于立柱与主梁连接形成的钢结构框架内。
优选的，所述预制钢柱基础包括重力式箱型独立基础和钢柱，钢柱置于重力式箱型独立基础内。
优选的，在钢柱与重力式箱型独立基础顶部之间设置有加强肋。
优选的，在钢柱、立柱和主梁的内部均设置有抗扭剪内肋。
优选的，所述预制外墙板包括彩铝塑板、C型钢骨架，彩铝塑板覆盖于C型钢骨架的内侧面、外侧面，内侧面尺寸与C型钢骨架的尺寸一致，外侧面尺寸大于内侧面尺寸；在彩铝塑板与C型钢骨架形成的空间内填充有保温隔热层。
优选的，所述预制屋面板包括C型钢骨架、分别覆盖于C型钢骨架两侧面的槽钢板和铝塑板，在C型钢骨架的左右两端留有与主梁连接固定的自由端；在C型钢骨架与槽钢板、铝塑板形成的空间内填充有保温隔热层。
优选的，所述预制内墙板包括彩铝塑板、C型钢骨架，彩铝塑板覆盖于C型钢骨架的内侧面、外侧面，彩铝塑板的顶端高于C型钢骨架的顶端；在彩铝塑板与C型钢骨架形成的空间内填充有保温隔热层。
优选的，所述保温隔热层为泡沫玻璃。
优选的，所述电梯间包括钢柱、工字钢横梁、工字钢竖梁及工字钢剪刀撑；工字钢横梁焊接于同一水平面内的钢柱之间；工字钢竖梁通过连接板与上下钢柱连接固定；工字钢剪刀撑交叉焊接于钢柱上。
优选的，在两两工字钢剪刀撑形成的夹角之间焊接有T形加强肋。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、在施工过程中，由于本发明体系全工厂化生产，现浇组装，大大提高了施工进度，减少环境的污染和噪音。
2、发挥了钢材在抗压、抗剪、抗扭、耐久等方面的优点，使用寿命较砼结构提高5-10倍，同时由于钢结构体系强度大，也提高了对抗自然灾害能力。
3、适用于各类房屋建筑、土木工程、市政工程、机场建设、海岛建设、水利工程等一切建设工程。
附图说明
图1是本发明实施例中预制钢柱基础结构示意图；
图2是本发明实施例中梁柱节点大样图；
图3是本发明实施例中主次梁节点大样图；
图4是本发明实施例中上立柱结构示意图；
图5是本发明实施例中上立柱节点大样图；
图6是本发明实施例中下立柱结构示意图；
图7是本发明实施例中下柱梁节点大样图；
图8是本发明实施例中预制外墙板结构示意图；
图9是图8的C-C视图；
图10是本发明实施例中预制屋面板结构示意图；
图11是图10的C-C视图；
图12本发明实施例中预制内墙板结构示意图；
图13是图12的d-d视图；
图14是本发明实施例中电梯间结构示意图；
图15是图14的C-C剖面图；
图中，1、预制钢柱基础；2-1、上立柱；2-2、下立柱；3、主梁；4、次梁；5、预制外墙板；6、预制屋面板；7、预制内墙板；8、电梯间； 10、重力式箱型独立基础；11、钢柱；12、加强肋；13、抗扭剪内肋；20、抗扭剪内肋；30、抗扭剪内肋；31、梁挂板；40、连接板；50、彩铝塑板；51、C型钢骨架；52、泡沫玻璃；53、自攻螺丝； 60、C型钢骨架；61、槽钢板；62、铝塑板；63、泡沫玻璃；64、平头自攻螺丝；70、彩铝塑板；71、C型钢骨架；72、泡沫玻璃；73、平头自攻螺丝；80、钢柱；81、工字钢横梁；82、工字钢竖梁；83、工字钢剪刀撑；84、T形加强肋；85、剪式加强肋；86、T型剪刀撑加强肋；87、高强螺栓；88、双面连接板；100、竹节型套箍；200、U型竹节型套箍。
具体实施方式
需要说明的是，本实施例中的方位词“左右上下”等均是依照附图所示进行描述，不构成对本发明的限制。
下面结合附图1-15对本发明做进一步详述：一种装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，所述建筑结构包括：预制钢柱基础1、上立柱2-1、下立柱2-2、主梁3、次梁4、预制外墙板5、预制屋面板6、预制内墙板7和电梯间8。
如图1所示，多个竖直置于硬质地基上的预制钢柱基础1，预制钢柱基础包括重力式箱型独立基础10和钢柱11，钢柱11置于重力式箱型独立基础10内；为了重力式箱型独立基础10和钢柱11之间连接的更稳固，在重力式箱型独立基础10的顶部和钢柱11之间焊接有加强肋12；为了增加钢柱11的抗扭、抗剪力，在钢柱内焊接抗扭剪内肋13。
如图2所示，多个立柱的底部通过竹节型套箍100固定在钢柱11的端部，上下立柱之间通过竹节型套箍100连接固定，沿立柱的径向设置有容纳主梁3穿过的通孔，主梁与主梁通过U型竹节型套箍200连接固定；为了增加立柱的抗扭、抗剪力，在上下立柱内焊接抗扭剪内肋20。
如图3所示，在主梁3上设置有容纳次梁4穿过的通孔，主梁3与次梁4之间采用焊接的连接方式，次梁与次梁之间通过U型竹节型套300连接固定；为了增加主梁3的抗扭、抗剪力，在主梁3内焊接抗扭剪内肋30；在主梁的端部焊接梁挂板31，梁挂板用于增强主梁与主梁连接的抗扭能力。
多个立柱和多个主梁3、次梁4连接形成钢结构框架形式。
如图4、5所示，上立柱2-1的底端开设十字型槽，在十字型槽上焊接连接板40，在连接板上设置有通孔，十字型槽的槽深为两个连接板40的厚度。
如图6-7所示，下立柱2-2的顶端开设十字型槽，十字交叉的主梁3焊接在十字型槽上，主梁3的截面呈U字型，其底部与十字型槽的槽口焊接，其顶部靠近中心的位置焊接十字交叉的连接板40，连接板40上设置有通孔；十字型槽的槽深为主梁的高度，主梁3的端部开设有通孔，连接时螺栓穿过通孔，然后再焊接加固。
当上下立柱之间固定有主梁时，上立柱与下立柱通过穿过连接板40上通孔的螺栓固定，由于上下立柱外形及外径相同，且上立柱2-1上的十字型槽深为两个连接板40的厚度，使得上下立柱实现无缝对接。
如图8-9所示，预制外墙板5封闭立柱2与主梁3、次梁4连接形成的钢结构框架的周向，包括彩铝塑板50、C型钢骨架51，彩铝塑板50覆盖于C型钢骨架的内侧面、外侧面，并通过自攻螺丝53与C型钢骨架固定，内侧面尺寸与C型钢骨架的尺寸一致，外侧面尺寸大于内侧面尺寸；在彩铝塑板与C型钢骨架形成的空间内填充有泡沫玻璃52作为保温隔热层。
如图10-11所示，预制屋面板6设置于主梁、次梁连接形成的钢结构框架之上，与立柱的径向同向，包括C型钢骨架60、分别覆盖于C型钢骨架两侧面的槽钢板61和铝塑板62，并通过平头自攻螺丝64与C型钢骨架固定，槽钢板和铝塑板与C形钢骨架的尺寸一致；在C型钢骨架的左右两端留有与主梁连接固定的自由端；在C型钢骨架与槽钢板、铝塑板形成的空间内填充有泡沫玻璃63作为保温隔热层。
如图12-13所示，预制内墙板7与立柱轴向同向，用于隔断立柱与主梁、次梁连接形成的钢结构框架空间，包括彩铝塑板70、C型钢骨架71，彩铝塑板70覆盖于C型钢骨架的内侧面、外侧面，并通过平头自攻螺丝73与C型钢骨架固定，彩铝塑板的顶端高于C型钢骨架的顶端；在彩铝塑板与C型钢骨架形成的空间内填充有泡沫玻璃72作为保温隔热层。
如图14-15所示，电梯间8设置于立柱与主梁连接形成的钢结构框架内，包括钢柱80、工字钢横梁81、工字钢竖梁82及工字钢剪刀撑83；工字钢横梁81焊接于同一水平面内的钢柱80之间；工字钢竖梁82通过双面连接板88、高强螺栓87与上下钢柱80连接固定；工字钢剪刀撑83交叉焊接于钢柱80上；在两两工字钢剪刀撑83形成的夹角之间焊接有T形加强肋84；为了提高钢柱80、工字钢横梁81、工字钢竖梁82抗剪抗扭的特性，在钢柱80内焊接有剪式加强肋85，在工字钢横梁81、工字钢竖梁82内焊接T型剪刀撑加强肋86。
在施工过程中，由于本发明结构体系全工厂化生产，在现浇组装，大大提高了施工进度，减少环境的污染和噪音，是一种经济型生态工艺，是造福人类的千年大计，该研究的适用于各类房屋建筑、土木工程、市政工程、机场建设、海岛建设、水利工程等一切建设工程。
上述实施例仅仅是对本发明的进一步详述，不构成对本发明的限制。在本发明的基础上所作的任何修改、引申均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述建筑结构包括：
多个竖直置于硬质地基上的预制钢柱基础；
多个固定于预制钢柱基础上的立柱，上下立柱之间通过竹节型套箍连接固定，沿立柱的径向设置有容纳主梁穿过的通孔；在主梁上设置有容纳次梁穿过的通孔；主梁与主梁、次梁与次梁之间通过U型竹节型套箍连接固定；多个立柱和多个主梁、次梁连接形成钢结构框架形式；
预制外墙板，封闭立柱与主梁、次梁连接形成的钢结构框架的周向；
预制屋面板，设置于主梁、次梁连接形成的钢结构框架之上，与立柱的径向同向；
预制内墙板，与立柱轴向同向，用于隔断立柱与主梁、次梁连接形成的钢结构框架空间；
电梯间，设置于立柱与主梁连接形成的钢结构框架内。
2.根据权利要求1所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述预制钢柱基础包括重力式箱型独立基础和钢柱，钢柱置于重力式箱型独立基础内。
3.根据权利要求2所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：在钢柱与重力式箱型独立基础顶部之间设置有加强肋。
4.根据权利要求1所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：在钢柱、立柱和主梁的内部均设置有抗扭剪内肋。
5.根据权利要求1所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述预制外墙板包括彩铝塑板、C型钢骨架，彩铝塑板覆盖于C型钢骨架的内侧面、外侧面，内侧面侧面层尺寸与C型钢骨架的尺寸一致，外侧面尺寸大于内侧面尺寸；在彩铝塑板与C型钢骨架形成的空间内填充有保温隔热层。
6.根据权利要求1所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述预制屋面板包括C型钢骨架、分别覆盖于C型钢骨架两侧面的槽钢板和铝塑板，在C型钢骨架的左右两端留有与主梁连接固定的自由端；在C型钢骨架与槽钢板、铝塑板形成的空间内填充有保温隔热层。
7.根据权利要求1所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述预制内墙板包括彩铝塑板、C型钢骨架，彩铝塑板覆盖于C型钢骨架的内侧面、外侧面，彩铝塑板的顶端高于C型钢骨架的顶端；在彩铝塑板与C型钢骨架形成的空间内填充有保温隔热层。
8.根据权利要求5-7中任一权利要求所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述保温隔热层为泡沫玻璃。
9.根据权利要求1所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：所述电梯间包括钢柱、工字钢横梁、工字钢竖梁及工字钢剪刀撑；工字钢横梁焊接于同一水平面内的钢柱之间；工字钢竖梁通过连接板与上下钢柱连接固定；工字钢剪刀撑交叉焊接于钢柱上。
10.根据权利要求9所述的装配式钢结构免浇筑混凝土建筑结构，其特征在于：在两两工字钢剪刀撑形成的夹角之间焊接有T形加强肋。
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