CN110359558B - 一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系 - Google Patents

一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系，下柱模块包括下柱，每个下柱上安装有第一托板、外伸板和内插板；上柱模块包括上柱，每个上柱上安装有第二托板，上柱对应插入下柱的内插板上且通过螺栓连接；梁模块包括主梁和次梁，主梁和次梁的腹板上预留过线孔；主梁腹板、外伸板与夹板之间、主梁下翼缘与第一托板之间、主梁上翼缘与第二托板之间均通过螺栓实现各模块的连接。本发明的梁柱可采用全螺栓现场装配，装配速度快，缩短施工工期。带肋托板对梁起定位作用，承担部分弯矩。内插板便于上下柱的安装，降低吊装难度。设置带肋托板和夹板，实现塑性铰外移。管线与主体结构分离，便于检修，提升净空。

Description

一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系
技术领域
本发明属于结构工程技术领域，涉及一种管线分离的装配式建筑体系，具体涉及一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系。
背景技术
传统的建筑施工方式包括支模、现场绑扎钢筋、浇筑混凝土等过程，施工步骤多且不利于人员的综合调配，施工人员专业化水准低，现场施工的质量难以检测并且施工质量难以保证。同时，在施工过程中，需要大量的一次性耗材，造成了材料的极大浪费；并且，施工的工期长，人员工资的开销大。上述问题促成了装配式钢结构体系的发展。
装配式钢结构具有标准化设计、工厂化制造、装配化施工、装修一体化和信息化管理等特点，能够有效降低施工现场的劳动强度，缩短施工工期，属于全寿命周期的绿色建筑；同时，施工场地内没有湿作业，可以显著减少建筑粉尘、扬尘的情况，从而显著降低由施工所导致的污染。发展装配式钢结构建筑既可以最大程度降低对环境的污染，减少对物质资源等的消耗；又能够减少对施工时间的消耗；所以，装配式钢结构建筑体系的应用显得越发的重要。
发明内容
针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系，本发明的梁柱可采用全螺栓进行现场装配，装配速度快，缩短施工工期，节约成本，消耗过剩的钢铁产能，具有良好的经济效益和社会效益，并且保证了工程质量；在梁的上下翼缘处设置带肋的托板，在腹板处设置夹板连接，提升了节点的刚度和承载力，将破坏部位外移至节点域以外，进而起到了保护节点的作用，实现抗震规范中“强节点，弱构件”的设计理念。管线与主体结构分离，便于检修，维护和升级，提升净空和空间使用率。
本发明公开了一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系，包括：下柱模块A、上柱模块B、梁模块C和板模块D；
所述下柱模块A包括多个下柱2，每个所述下柱2上安装有第一托板5、外伸板8和内插板7；
所述上柱模块B包括多个上柱1，所述上柱1上安装有第二托板6，所述上柱1对应插入所述下柱2的内插板7上且通过螺栓10连接；
所述梁模块C包括主梁3和次梁4，所述主梁3和次梁4的腹板上预留过线孔14；所述主梁3腹板与外伸板8端面对齐，且所述主梁3腹板与外伸板8的两侧设有夹板15；所述主梁3腹板、外伸板8与夹板15之间、所述主梁3下翼缘与所述第一托板5之间、所述主梁3上翼缘与所述第二托板6之间均通过螺栓10实现所述下柱模块A、上柱模块B与梁模块C的连接；
所述板模块D包括填充板11，所述填充板11安装在所述梁模块C上且所述填充板11的上表面低于所述过线孔14，用于管线穿过所述过线孔14铺设在所述填充板11上。
作为本发明的进一步改进，所述下柱模块A、上柱模块B、梁模块C和板模块D在工厂预制成形，在现场进行装配。
作为本发明的进一步改进，所述下柱模块A包括四个下柱2；
所述下柱2的一侧焊接有所述第一托板5，所述第一托板5上开有螺栓孔；所述第一托板5上焊接有所述外伸板8，所述外伸板8上开有螺栓孔；
所述下柱2的顶部焊接有所述内插板7，所述内插板7上半部分开有螺栓孔。
作为本发明的进一步改进，所述上柱模块B包括四个上柱1；
所述上柱1的一侧焊接有所述第二托板6，所述第二托板6上开有螺栓孔；
所述上柱1的底部侧壁上开有螺栓孔。
作为本发明的进一步改进，三根所述次梁4焊接固定在两根所述主梁3上；
所述主梁3端部的腹板、下翼缘、上翼缘上开有螺栓孔。
作为本发明的进一步改进，所述梁模块C还包括多个冷弯薄壁C型钢9和C型钢连接板12；
多个所述C型钢连接板12焊接固定在两根所述主梁3的腹板上，多个所述冷弯薄壁C型钢9通过螺栓10平行安装在所述C型钢连接板12上；
所述冷弯薄壁C型钢9的腹板上预留过线孔14，所述冷弯薄壁C型钢9与所述次梁4平行设置。
作为本发明的进一步改进，所述主梁3和次梁4的上翼缘上表面处于同一水平面，所述主梁3和次梁4的下翼缘下表面处于同一水平面；
所述冷弯薄壁C型钢9的上翼缘上表面高于所述主梁3或次梁4的上翼缘上表面，所述冷弯薄壁C型钢9下翼缘下表面和填充板11的上表面处于同一水平面，所述填充板11的下表面与所述主梁3或次梁4的下翼缘下表面处于同一水平面。
作为本发明的进一步改进，所述主梁3的下翼缘下表面与所述第一托板5的上表面处于同一水平面，所述主梁3的上翼缘上表面与所述第二托板6的下表面处于同一水平面。
作为本发明的进一步改进，现场施工时，在主梁3和次梁4上部浇筑混凝土13包裹冷弯薄壁C型钢9的上表面形成现浇楼板。
作为本发明的进一步改进，所述现浇楼板与所述填充板11之间构成架空层，所述架空层内用于铺设管线；
所述第一托板5、第二托板6为带肋托板，所述填充板11为石膏板或者水泥纤维板。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的梁柱连接采用全螺栓连接，现场无焊接作业，便于施工，工人操作方便，装配速度快，质量易保证，达到工厂化模块化生产，现场快速装配；
2、本发明的带肋托板在装配时起到对梁的精确定位的作用，而且承担部分梁端弯矩提升节点的承载力，防止梁的上下翼缘发生局部屈曲；
3、本发明的内插板便于上下柱模块的安装，降低了吊装时的难度，提升螺栓孔的精准度，并且内插板能够保证梁柱协同工作的性能；
4、本发明通过设置带肋托板和夹板，将破坏部位外移至节点域以外，进而起到了保护节点的作用，实现抗震规范中“强节点，弱构件”的设计理念；
5、本发明通过将梁腹板开孔，焊接薄壁冷弯C型钢防止腹板开孔部位的局部屈曲，提升钢制骨架的整体刚度，在填充板和现浇楼板的架空层铺设水电管线，与主体结构分离，便于检修和维护；
6、本发明的钢梁不外露，包裹在填充板内，起到了美观整洁的作用，无需吊顶，提升了结构的净高和整体使用空间。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系的结构示意图；
图2为在图1中的增加现浇楼板的结构示意图；
图3为图1中省去上柱模块的结构示意图；
图4为图1中下柱模块的结构示意图；
图5为图1中上柱模块的结构示意图；
图6为图1中梁模块的结构示意图；
图7为图6中主梁的结构示意图；
图8为图6中次梁的结构示意图；
图9为图6中冷弯薄壁C型钢的结构示意图。
图中：
A、下柱模块；B、上柱模块；C、梁模块；D、板模块；
1、上柱；2、下柱；3、主梁；4、次梁；5、托板；6、第二托板； 7、内插板；8、外伸板；9、冷弯薄壁C型钢；10、螺栓；11、填充板；12、C型钢连接板；13、混凝土；14、过线孔；15、夹板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
如图1-3所示，本发明提供一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系，包括：下柱模块A、上柱模块B、梁模块C和板模块D；下柱模块A、上柱模块B、梁模块C和板模块D在工厂预制成型，在现场进行装配。现场装配时，将梁模块C的主梁腹板与下柱模块A的外伸板通过夹板、螺栓连接，将梁模块C的主梁下翼缘与下柱模块A的带肋托板通过螺栓连接，将梁模块C的主梁上翼缘与上柱模块B的带肋托板通过螺栓连接，将上柱模块B和下柱模块A通过内插板并采用螺栓连接。在梁模块C的主梁、次梁和C型钢预留孔洞铺设管道，在其上表面绑扎浇筑混凝土13包裹冷弯薄壁C型钢9的上表面形成现浇楼板。本发明的梁柱采用全螺栓连接，装配速度快，质量易保证；管线与主体结构分离，便于检修和维护，提升净空和空间使用率；带肋托板对梁起定位作用，而且承担部分弯矩；内插板便于上下柱的安装，降低吊装难度；设置带肋托板和夹板，实现塑性铰外移。
具体的：
如图1、3、4所示，本发明的下柱模块A包括下柱2、第一托板5、内插板7和外伸板8，第一托板5为带肋托板；其中，每个下柱2的一侧焊接有第一托板5，第一托板5上开有螺栓孔，供螺栓10穿过连接主梁3的下翼缘；第一托板5上焊接有外伸板8，外伸板8上开有螺栓孔，供螺栓10穿过并通过两侧的夹板15连接主梁3的腹板，即主梁3的腹板上设有螺栓孔，外伸板上设有螺栓孔，两侧的夹板15上均设有螺栓孔；主梁3腹板与外伸板8端面对齐，通过螺栓10穿过夹板15、主梁3腹板或外伸板上的螺栓孔，实现主梁3腹板与外伸板8的连接；下柱2的顶部焊接有内插板7，内插板7上半部分开有螺栓孔，供螺栓10穿过连接上柱1；即，内插板7下半部分和下柱2内表面三面围焊，上半部分开螺栓孔。
如图5所示，本发明的上柱模块B包括上柱1和第二托板6，第二托板6为带肋托板；每个上柱1的一侧焊接有第二托板6，第二托板6上开有螺栓孔，供螺栓10穿过连接主梁3的上翼缘。
如图6-9所示，本发明的梁模块C包括两根主梁3、三根次梁4、多根冷弯薄壁C型钢9和C型钢连接板12；主梁3端部的腹板、下翼缘、上翼缘上开有螺栓孔，供螺栓10穿过连接夹板15、外伸板8、第一托板5和第二托板6，从而通过螺栓10实现下柱模块A、上柱模块B与梁模块C的连接。其中，本发明的三根次梁4焊接固定在两根主梁3上；多个C型钢连接板12焊接固定在两根主梁3的腹板上，多个冷弯薄壁C型钢9通过螺栓10平行安装在C型钢连接板12上，冷弯薄壁C型钢9与次梁4平行设置。本发明在主梁3、次梁4和冷弯薄壁C型钢9的腹板上预留过线孔14，用于铺设管线。
进一步，本发明的主梁3和次梁4的上翼缘上表面处于同一水平面，主梁3和次梁4的下翼缘下表面处于同一水平面；冷弯薄壁C型钢9的上翼缘上表面高于主梁3或次梁4的上翼缘上表面，高出的部分作为混凝土13的钢筋部分，冷弯薄壁C型钢9下翼缘下表面和填充板11的上表面处于同一水平面，填充板11的下表面与主梁3或次梁4的下翼缘下表面处于同一水平面。
进一步，本发明的主梁3的下翼缘下表面与第一托板5的上表面处于同一水平面，主梁3的上翼缘上表面与第二托板6的下表面处于同一水平面。
如图2所示，本发明的板模块D包括填充板11，即石膏板或者水泥纤维板；填充板11安装在梁模块C上且填充板11的上表面低于过线孔14，用于管线穿过过线孔14铺设在填充板11上。
本发明在现场施工时：
通过螺栓10将下柱模块A、上柱模块B、带板模块D的梁模块C进行安装，安装完成后，在主梁3、次梁4和冷弯薄壁C型钢9的过线孔14位置铺设管线；然后，在主梁3和次梁4上部浇筑混凝土13包裹冷弯薄壁C型钢9的上表面形成现浇楼板，现浇楼板与填充板11之间构成架空层。
以上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 (4)

1.一种基于内插板、夹板连接梁柱节点的装配式建筑体系，其特征在于，包括：下柱模块(A)、上柱模块(B)、梁模块(C)和板模块(D)；
所述下柱模块(A)包括多个下柱(2)，每个所述下柱(2)上安装有第一托板(5)、外伸板(8)和内插板(7)；所述下柱(2)的一侧焊接有所述第一托板(5)，所述第一托板(5)上开有螺栓孔；所述第一托板(5)上焊接有所述外伸板(8)，所述外伸板(8)上开有螺栓孔；
所述下柱(2)的顶部焊接有所述内插板(7)，所述内插板(7)上半部分开有螺栓孔；所述内插板(7)下半部分和所述下柱(2)内表面三面围焊；
所述上柱模块(B)包括多个上柱(1)，所述上柱(1)上安装有第二托板(6)；所述上柱(1)的一侧焊接有所述第二托板(6)，所述第二托板(6)上开有螺栓孔；所述上柱(1)的底部侧壁上开有螺栓孔；所述上柱(1)对应插入所述下柱(2)的内插板(7)上且通过螺栓(10)连接；
所述梁模块(C)包括主梁(3)和次梁(4)，三根所述次梁(4)焊接固定在两根所述主梁(3)上；所述主梁(3)和次梁(4)的腹板上预留过线孔(14)；所述主梁(3)腹板与外伸板(8)端面对齐，且所述主梁(3)腹板与外伸板(8)的两侧设有夹板(15)；所述主梁(3)端部的腹板、下翼缘、上翼缘上开有螺栓孔；所述主梁(3)腹板、外伸板(8)与夹板(15)之间、所述主梁(3)下翼缘与所述第一托板(5)之间、所述主梁(3)上翼缘与所述第二托板(6)之间均通过螺栓(10)实现所述下柱模块(A)、上柱模块(B)与梁模块(C)的连接；所述梁模块(C)还包括多个冷弯薄壁C型钢(9)和C型钢连接板(12)；多个所述C型钢连接板(12)焊接固定在两根所述主梁(3)的腹板上，多个所述冷弯薄壁C型钢(9)通过螺栓(10)平行安装在所述C型钢连接板(12)上；所述冷弯薄壁C型钢(9)的腹板上预留过线孔(14)，所述冷弯薄壁C型钢(9)与所述次梁(4)平行设置；
所述板模块(D)包括填充板(11)，所述填充板(11)安装在所述梁模块(C)上且所述填充板(11)的上表面低于所述过线孔(14)，用于管线穿过所述过线孔(14)铺设在所述填充板(11)上。
2.如权利要求1所述的装配式建筑体系，其特征在于，所述下柱模块(A)、上柱模块(B)、梁模块(C)和板模块(D)在工厂预制成形，在现场进行装配；装配完毕后，在主梁(3)和次梁(4)上部浇筑混凝土(13)包裹冷弯薄壁C型钢(9)的上表面形成现浇楼板。
3.如权利要求1所述的装配式建筑体系，其特征在于，所述主梁(3)和次梁(4)的上翼缘上表面处于同一水平面，所述主梁(3)和次梁(4)的下翼缘下表面处于同一水平面；
所述冷弯薄壁C型钢(9)的上翼缘上表面高于所述主梁(3)或次梁(4)的上翼缘上表面，所述冷弯薄壁C型钢(9)下翼缘下表面和填充板(11)的上表面处于同一水平面，所述填充板(11)的下表面与所述主梁(3)或次梁(4)的下翼缘下表面处于同一水平面；所述主梁(3)的下翼缘下表面与所述第一托板(5)的上表面处于同一水平面，所述主梁(3)的上翼缘上表面与所述第二托板(6)的下表面处于同一水平面。
4.如权利要求2所述的装配式建筑体系，其特征在于，所述现浇楼板与所述填充板(11)之间构成架空层，所述架空层内用于铺设管线；
所述第一托板(5)、第二托板(6)为带肋托板，所述填充板(11)为石膏板或者水泥纤维板。
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