CN110306664B - 装配式低层住宅结构体系及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装配式低层住宅结构体系及其建造方法，通过在钢框架的角部及/或转角处设置预制混凝土角柱，使角柱和钢框架组成能够共同抵抗结构荷载的装配式低层住宅结构体系，本发明解决了低层住宅中钢框架体系用钢量较大和侧向支撑处墙体不便处理的技术问题，实现钢框架不用于抗侧，钢柱截面小，隐藏于墙体中，以及利用角柱具有较大的抗侧刚度，使房屋不需要布置侧向支撑等而减少用钢量等目的。

Description

装配式低层住宅结构体系及其建造方法

技术领域

本发明涉及建筑建造技术领域，具体来说涉及装配式低层住宅结构体系及其建造方法。

背景技术

随着城镇化、农业现代化的推进，目前我国各省、市、自治区直辖市农村地方农房建设逐年增加，但普遍存在建筑质量差、缺乏设计、不方便和不舒适等问题，亟待解决。

装配式低层住宅结构体系一般采用钢结构体系或者是混凝土墙板体系。装配式住宅是在工厂生产、现场装配的房子，节能效果好，工程质量可控性强。此外，还可以根据需求进行个性化、柔性化、差异化的设计，不仅提高了居住质量，还能更好得满足生产和生活需求。可以说，发展农村装配式低层住宅是改善农村居住环境的重要手段。

值得注意的是，现有的低层装配式住宅结构体系存在钢结构体系截面大而影响使用空间，室内露梁露柱，或者带支撑的钢结构体系在支撑处墙体不好处理影响墙体安装，此外，还存在混凝土大板体系构件重量重，安装麻烦速度缓慢且造价高昂等缺点，有待进一步改进。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种装配式低层住宅结构体系及其建造方法，通过在钢框架的角部及/或转角处设置预制混凝土角柱，使角柱和钢框架组成能够共同抵抗结构荷载的装配式低层住宅结构体系，本发明解决了低层住宅中钢框架体系用钢量较大和侧向支撑处墙体不便处理的技术问题，实现钢框架不用于抗侧，钢柱截面小，隐藏于墙体中，以及利用角柱具有较大的抗侧刚度，使房屋不需要布置侧向支撑等而减少用钢量等目的，并进一步实现安装十分方便，只需要将角柱安装完毕后，整个结构就形成了稳定体系，不需要任何临时支撑，施工快速安全等效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种装配式低层住宅结构体系，包括：钢框架，包括竖向设置的钢柱构件和横向设置的钢梁构件；所述钢柱构件及所述钢梁构件连接构成住宅的角部和转角处；若干预制混凝土角柱，各所述预制混凝土角柱具有L形横向截面，各所述预制混凝土角柱成形有第一支板部及第二支板部；令所述预制混凝土角柱布置于所述住宅的角部及/或转角处，各所述预制混凝土角柱通过其第一支板部与第二支板部和所述钢梁构件的端部连接。

本发明装配式低层住宅结构体系的进一步改进在于，所述预制混凝土角柱为二层以上通高预制混凝土构件。

本发明装配式低层住宅结构体系的进一步改进在于，定义布置于住宅角部的预制混凝土角柱为角部角柱，所述角部角柱的第一支板部及第二支板部分别于板部延伸末端沿竖向布置若干预埋端板；定义与所述角部角柱连接的钢梁构件为外框钢梁，所述外框钢梁的两端分别设有连接端板；令相邻二角部角柱上等高布置的二预埋端板通过高强度螺栓与所述外框钢梁两端的连接端板贯穿连接。

本发明装配式低层住宅结构体系的更进一步改进在于，所述预埋端板包括呈T形连接的板件及锚固件，所述锚固件焊接在所述板件贴紧角柱侧的板面上；所述板件上开设有若干安装孔；所述连接端板包括呈T形连接的板件及加劲肋，所述加劲肋焊接在所述板件贴紧钢梁侧的板面上；所述板件上开设有若干安装孔；所述预制混凝土角柱与所述钢梁构件之间通过所述高强度螺栓穿置所述安装孔而锁固连接所述预埋端板与所述连接端板。

本发明装配式低层住宅结构体系的更进一步改进在于，所述预制混凝土角柱的厚度小于住宅墙体中砌体或墙板的厚度。

本发明装配式低层住宅结构体系的更进一步改进在于，所述钢梁构件与所述预制混凝土角柱共同界定形成所述住宅的楼层位置；所述体系还包括楼板构件，所述楼板构件铺设于楼层位置并跨设于平行的所述钢梁构件上。

本发明装配式低层住宅结构体系的更进一步改进在于，所述预制混凝土角柱的内侧在所述楼层位置处预埋有角钢；令设于所述住宅角部处的楼板构件受所述钢梁构件及所述角钢支撑。

另外，本发明还提供一种装配式低层住宅结构体系的建造方法，其方法步骤包括：

构件预制步骤：利用钢筋混凝土制成预制混凝土角柱；利用型钢预制形成钢柱构件及钢梁构件；

钢框架布置步骤：将钢柱构件竖向布置，将钢梁构件横向布置，经于施工现场螺栓连接所述钢柱构件及所述钢梁构件，以构成住宅结构中的钢框架；

角柱布置步骤：将所述预制混凝土角柱布置于所述钢框架对应所述住宅的角部及/或转角处；

构件连接步骤：在施工现场采用高强度螺栓连接所述钢框架及所述预制混凝土角柱，以构成所述低层住宅结构体系。

本发明装配式低层住宅结构体系的建造方法的进一步改进在于，所述方法还包括在所述构件连接步骤之后进行楼板铺设步骤，其中：

所述构件预制步骤：利用钢筋混凝土制成预制楼板构件；

所述楼板铺设步骤：在所述钢梁构件与所述预制混凝土角柱共同界定形成的住宅楼层位置上铺设所述预制楼板构件。

本发明装配式低层住宅结构体系的建造方法的更进一步改进在于：

所述角柱布置步骤：在所述预制混凝土角柱的内侧且对应所述楼层位置处预埋角钢；

所述楼板铺设步骤：将位于所述住宅角部处的楼板构件铺设于钢梁构件及所述角钢上；将位于所述住宅中间处的楼板构件铺设于平行的二钢梁构件之间。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)所述预制混凝土角柱具有良好的自身稳定性，安装时无需设置脚手架和临时支撑，施工速度快。

(2)所述钢框架不用于抗侧，钢柱构件可以采用较小的截面，用钢量低，降低造价。

(3)所述预制混凝土角柱的墙体薄，方便处理墙体。

(4)所述预制混凝土角柱采用钢筋混凝土制作，具有较大抗侧刚度，故本发明结构体系中不需要另外设置侧向支撑，并且避免了支撑处墙体处理的麻烦。

(5)所述预制混凝土角柱为两层或三层通高，没有传统装配式建筑楼层水平缝，降低了漏水隐患，且安装更加迅速。

(6)所述预制混凝土角柱的标准化程度高，可以用于大多数的户型中。

(7)本发明的结构体系中全部构件均可在工厂预制，施工现场主要采用螺栓连接，提升安装速度，符合国家提倡的绿色建筑的要求。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明装配式低层住宅结构体系的平面结构示意图。

图2是本发明图1的住宅角部处局部结构放大示意图。

图3是本发明图1的住宅转角处局部结构放大示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

钢框架10；钢柱构件11；钢梁构件12；外框钢梁12a；内部钢梁12b；预制混凝土角柱20；角部角柱201；转角角柱202；第一支板部21；第二支板部22；角钢23；预埋端板30；板件31；锚固件32；安装孔33；连接端板40；板件41；加劲肋42；安装孔43；高强度螺栓50；楼板构件60。

具体实施方式

在这里将公开本发明的详细的具体实施方案。然而应当理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的典型例子，并且本发明可以通过多种备选形式来实施。因此，这里所公开的具体结构和功能细节不是限制性的，仅是以权利要求为原则，作为向本领域技术人员说明不同实施方式的代表性原则。

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

请参阅图1至图3，本发明提供一种装配式低层住宅结构体系及其建造方法，其中，所述装配式低层住宅结构体系是一个混凝土浇筑与钢结构联合的混合结构体系；具体地，所述装配式低层住宅结构体系包括钢框架10、若干预制混凝土角柱20以及用于连接所述钢框架10和预制混凝土角柱20的预埋端板30、连接端板40及高强度螺栓50，所述钢框架10及预制混凝土角柱20上还铺设有楼板构件60。

如图1所示，所述钢框架10包括竖向设置的钢柱构件11和横向设置的钢梁构件12；所述钢柱构件11及所述钢梁构件12连接构成住宅的角部和转角处；各所述预制混凝土角柱20具有L形横向截面，各所述预制混凝土角柱20成形有第一支板部21及第二支板部22；借此，令所述预制混凝土角柱20布置于所述住宅的角部及/或转角处，各所述预制混凝土角柱20通过其第一支板部21与第二支板部22和所述钢梁构件12的端部连接。

于本发明实施例中，所述钢柱构件11可采用方钢管截面的型钢制作而成。其中，由于本发明中的钢柱构件11无需抵抗侧向力，故横向截面尺寸不大于住宅墙体中的砌体厚度。所述钢梁构件12可采用H型截面的型钢制作而成。

于本发明实施例中，所述预制混凝土角柱20为二层以上通高预制混凝土构件。较佳地，所述预制混凝土角柱20的高度为二到三层通高。具体地，所述预制混凝土角柱20为内部埋设有钢筋的预制钢筋混凝土构件，所述预制混凝土角柱20可采用一般的钢筋混凝土在工厂预制而成，借此，所述预制混凝土角柱20由于采用混凝土制作，其抗侧承载力和刚度足以满足低层建筑的要求，从而使本发明装配式低层住宅结构体系中不需要设置侧向支撑。此外，所述预制混凝土角柱20的厚度小于住宅墙体中砌体或墙板的厚度。

于本发明实施例中，所述钢柱构件11和钢梁构件12是普通的型钢制作而成。安装时，所述钢柱构件11在楼层处断开，所述钢梁构件12贯通楼层；进一步地，所述钢柱构件11可采用上下铰接，所述钢柱构件11于本发明实施例中仅承受竖向力。

如图1、图2所示，定义布置于住宅角部的预制混凝土角柱20为角部角柱201，定义与所述角部角柱201连接的钢梁构件12为外框钢梁12a；所述角部角柱201的第一支板部21及第二支板部22分别于板部延伸末端沿竖向布置若干预埋端板30；所述外框钢梁12a的两端分别设有连接端板40；令相邻二角部角柱201上等高布置的二预埋端板30通过高强度螺栓50与所述外框钢梁12a两端的连接端板40贯穿连接。

于本发明实施例中，所述预制混凝土角柱20与所述钢梁构件12之间通过端板式的高强度螺栓50实现固定连接。具体地，如图2所示，所述预埋端板30包括呈T形连接的板件31及锚固件32，所述锚固件32焊接在所述板件31贴紧角柱侧的板面上；所述板件31上开设有若干安装孔33；所述连接端板40包括呈T形连接的板件41及加劲肋42，所述加劲肋42焊接在所述板件41贴紧钢梁侧的板面上；所述板件41上开设有若干安装孔43；所述预制混凝土角柱20与所述钢梁构件12之间通过所述高强度螺栓50穿置所述安装孔33、43而锁固连接所述预埋端板30与所述连接端板40。

较佳地，所述高强度螺栓50从所述连接端板40朝向所述预埋端板30进行锁结，借此，所述安装孔33可成形为带有螺纹的螺孔，所述安装孔43可成形为圆滑孔壁的穿孔。

于本发明实施例中，所述安装孔33、43的位置和数量可分别根据预埋端板30和连接端板40连接处需要传力的大小计算确定。

如图1、图3所示，定义与所述转角角柱202连接的钢梁构件12为内部钢梁12b，所述内部钢梁12b的两端分别设有连接端板40；所述内部钢梁12b通过所述连接端板40与所述外框钢梁12a的中段部分固定连接。其中，外框钢梁12a与内部钢梁12b之间可采用焊接实现固接，具体地，所述内部钢梁12b两端的连接端板40分别包括呈T形连接的板件41及加劲肋42，所述加劲肋42焊接在所述板件41贴紧钢梁侧的板面上；所述内部钢梁12b通过所述连接端板40的板件41与所述外框钢梁12a的板面焊接固定。

另需说明的是，于本发明实施例中，所述预埋端板30的板件31与锚固件32呈T形连接，是指锚固件32成形为杆状，一端扩张埋设在预制混凝土角柱20内，另一端与板件31的板面中央位置焊接；所述连接端板40的板件41与加劲肋42呈T形连接，是指加劲肋42成形为杆状，所述加劲肋42的杆身一侧与所述钢梁构件12焊接，杆身末端与板件31的板面中央位置焊接。

如图1所示，所述钢梁构件12与所述预制混凝土角柱20共同界定形成所述住宅的楼层位置；所述楼板构件60铺设于楼层位置并跨设于平行的所述钢梁构件12上。于本发明实施例中，所述楼板构件60为混凝土预制构件。进一步地，所述预制混凝土角柱20的内侧在所述楼层位置处预埋有角钢23；令设于所述住宅角部处的楼板构件60受所述钢梁构件12及所述角钢23支撑。于本发明实施例中，所述角钢23的两肢长度小于或等于所述预制混凝土角柱20的两肢长度。

以上说明了本发明装配式低层住宅结构体系的具体实施方式，以下请配合参阅图1至图3，说明本发明装配式低层住宅结构体系的建造方法。

本发明装配式低层住宅结构体系的建造方法的步骤包括：

构件预制步骤：利用钢筋混凝土制成预制混凝土角柱20；利用型钢预制形成钢柱构件11及钢梁构件12；其中，所述楼板构件60可利用钢筋混凝土制成；

角柱布置步骤：将所述预制混凝土角柱20布置于所述钢框架10对应所述住宅的角部及/或转角处；

钢框架布置步骤：将钢柱构件11竖向布置，将钢梁构件12横向布置，经于施工现场螺栓连接所述钢柱构件11及所述钢梁构件12，以构成住宅结构中的钢框架10；

构件连接步骤：在施工现场采用高强度螺栓50连接所述钢框架10及所述预制混凝土角柱20，以构成所述低层住宅结构体系；

楼板铺设步骤：在所述钢梁构件12与所述预制混凝土角柱20共同界定形成的住宅楼层位置上铺设所述预制楼板构件60。

进一步地，所述楼板铺设步骤可预先在所述预制混凝土角柱20的内侧且对应所述楼层位置处预埋角钢23；以将位于所述住宅角部处的楼板构件60铺设于钢梁构件12及所述角钢23上；并将位于所述住宅中间处的楼板构件60铺设于平行的二钢梁构件12之间。

于本发明实施例中，所述装配式低层住宅结构体系较佳先安装所述预制混凝土角柱20，借此，所述预制混凝土角柱20安装完毕后，本发明住宅结构就具备了抗侧力能力，实现住宅结构本身都无需临时支撑。此外，本发明住宅结构的所有连接均可采用螺栓连接，无需焊接，形成全装配式连接。

以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种装配式低层住宅结构体系，其特征在于，包括：

钢框架，包括竖向设置的钢柱构件和横向设置的钢梁构件；所述钢柱构件及所述钢梁构件连接构成住宅的角部和转角处；

若干预制混凝土角柱，各所述预制混凝土角柱具有L形横向截面，各所述预制混凝土角柱成形有第一支板部及第二支板部；

令所述预制混凝土角柱布置于所述住宅的角部及/或转角处，各所述预制混凝土角柱通过其第一支板部与第二支板部和所述钢梁构件的端部连接；其中，所述预制混凝土角柱为二层以上通高预制混凝土构件；

定义布置于住宅角部的预制混凝土角柱为角部角柱，所述角部角柱的第一支板部及第二支板部分别于板部延伸末端沿竖向布置若干预埋端板；定义与所述角部角柱连接的钢梁构件为外框钢梁，所述外框钢梁的两端分别设有连接端板；令相邻二角部角柱上等高布置的二预埋端板通过高强度螺栓与所述外框钢梁两端的连接端板贯穿连接；

所述预埋端板包括呈T形连接的板件及锚固件，所述锚固件焊接在所述板件贴紧角柱侧的板面上；所述板件上开设有若干安装孔；所述连接端板包括呈T形连接的板件及加劲肋，所述加劲肋焊接在所述板件贴紧钢梁侧的板面上；所述板件上开设有若干安装孔；所述预制混凝土角柱与所述钢梁构件之间通过所述高强度螺栓穿置所述安装孔而锁固连接所述预埋端板与所述连接端板。

2.根据权利要求1所述的装配式低层住宅结构体系，其特征在于：

所述预制混凝土角柱的厚度小于住宅墙体中砌体或墙板的厚度。

3.根据权利要求1所述的装配式低层住宅结构体系，其特征在于：

所述钢梁构件与所述预制混凝土角柱共同界定形成所述住宅的楼层位置；所述体系还包括楼板构件，所述楼板构件铺设于楼层位置并跨设于平行的所述钢梁构件上。

4.根据权利要求3所述的装配式低层住宅结构体系，其特征在于：

所述预制混凝土角柱的内侧在所述楼层位置处预埋有角钢；令设于所述住宅角部处的楼板构件受所述钢梁构件及所述角钢支撑。

5.一种装配式低层住宅结构体系的建造方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

构件预制步骤：利用钢筋混凝土制成预制混凝土角柱；利用型钢预制形成钢柱构件及钢梁构件；

钢框架布置步骤：将钢柱构件竖向布置，将钢梁构件横向布置，经于施工现场螺栓连接所述钢柱构件及所述钢梁构件，以构成住宅结构中的钢框架；

角柱布置步骤：将所述预制混凝土角柱布置于所述钢框架对应所述住宅的角部及/或转角处；

构件连接步骤：在施工现场采用高强度螺栓连接所述钢框架及所述预制混凝土角柱，以构成所述低层住宅结构体系。

6.根据权利要求5所述的装配式低层住宅结构体系的建造方法，其特征在于，所述方法还包括在所述构件连接步骤之后进行楼板铺设步骤，其中：

所述构件预制步骤：利用钢筋混凝土制成预制楼板构件；

所述楼板铺设步骤：在所述钢梁构件与所述预制混凝土角柱共同界定形成的住宅楼层位置上铺设所述预制楼板构件。

7.根据权利要求6所述的装配式低层住宅结构体系的建造方法，其特征在于：

所述角柱布置步骤：在所述预制混凝土角柱的内侧且对应所述楼层位置处预埋角钢；

所述楼板铺设步骤：将位于所述住宅角部处的楼板构件铺设于钢梁构件及所述角钢上；将位于所述住宅中间处的楼板构件铺设于平行的二钢梁构件之间。