CN110468993A - 一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系 - Google Patents

一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙‑板‑柱减震结构体系,属于结构工程减震技术领域;本发明的目的在于保证装配式冷弯型钢墙‑板‑柱减震结构体系的生产及施工模块化、工厂化和装配化的基础上,包括带铅剪切型阻尼器的耗能墙、组合楼板模块、单孔方形柱、双孔矩形柱、独立基础、楼板与柱的连接方式、楼板与基础的连接方式和耗能墙与楼板的连接方式;利用新型隔舱式法兰连接方式实现柱间的刚性连接,增设铅剪切型阻尼器耗能墙以提高结构体系的抗震性能,进而使装配式冷弯型钢墙‑板‑柱减震结构体系可以向多高层发展,提高该结构体系的建造高度。

Description

一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构 体系
技术领域
本发明涉及一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,属于结构工程减震技术领域,特别是指带铅剪切型阻尼器的耗能墙模块、组合楼板模块、装配式轻钢柱模块、独立基础模块的生产制作方法,和耗能墙与楼板的连接方式、楼板与柱的连接方式、楼板与基础的连接方式及其安装工序。
背景技术
装配式建筑是建筑业的一场进化,更是一场革命,不但可以推进建筑工业化及行业规模化,提高施工质量和建筑品质,加快工程进度,调节供给关系,而且有利于文明施工、安全管理、环境保护和节约资源。装配式房屋是采用工厂预制的标准化部件,进行现场安装。
现有的装配式轻钢房屋大多采用钢框结构、板柱结构、墙板结构及冷弯薄壁型钢结构体系等,上述结构体系装配化程度较低且仅适用于低层房屋,对于多层房屋,则面临抗侧力不足,抗震性能差等缺陷。法兰连接是方钢管柱或圆钢管柱通过螺栓连接的一种连接形式,具有替代现场焊接提高连接施工效率的优点,然而,法兰节点的刚度较低且受力时容易滑移,工程设计中仅视其为铰接,难以达到柱间刚性连接的要求。
综上,基于传统板柱结构,发明一种铅剪切型阻尼器耗能墙与新型隔舱式法兰连接方式,从而形成一种传力清晰、抗侧力大和耗能能力强的结构体系。该结构体系不仅易于实现工业化生产、便于机械安装、装配率高、施工现场连接快捷、显著缩短施工周期、便于拆卸异地重建,而且可实现柱间的刚性连接、提高结构体系抗震性能,减小构件截面尺寸,降低成本,对装配式冷弯薄壁型钢结构在我国多高层建筑的应用具有较大的实际工程意义。
发明内容
本发明提出了一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其目的在于保证装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系的生产及施工模块化、工厂化和装配化的基础上,利用新型隔舱式法兰连接方式实现柱间的刚性连接,增设阻尼器耗能墙以提高结构体系的抗震性能,进而使装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系可以向多高层发展,提高该结构体系的建造高度。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下,一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,该装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系包括带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)、组合楼板模块(2)、单孔方形柱(3)、双孔矩形柱(4)、独立基础(5)、楼板与柱的连接方式、楼板与基础的连接方式(8)和耗能墙与楼板的连接方式(9)。
底层的组合楼板模块(2)与独立基础(5)通过楼板与基础的连接方式(8)进行连接,带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)的底部在底层的组合楼板模块(2)上进行安装,带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)的顶部铺设上层的组合楼板模块(2),相邻层的组合楼板模块(2)之间通过单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)进行竖向支撑,支撑连接点处采用楼板与柱的连接方式进行连接;耗能墙与楼板的连接方式(9)为带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)与组合楼板模块(2)之间的连接结构。独立基础(5)设置在底层的组合楼板模块(2)底部的节点连接支撑处,单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)分别设置在组合楼板模块(2)的底部节点连接支撑处。
所述的带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)为按建筑模数在工厂预制加工且增设阻尼器的剪力墙,带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)为为抗侧力及耗能构件。带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)包括钢导轨(1a)、组合边立柱(1b)、中立柱(1c)、墙面板(1d)和铅剪切型阻尼器(1e);钢导轨(1a)为U型钢,组合边立柱(1b)为背靠背对拼连接的C型钢,中立柱(1c)为C型钢,钢导轨(1a)、组合边立柱(1b)和中立柱(1c)三者构成墙体的主体骨架,墙面板(1d)是波纹钢板、平钢板、OSB板、水泥纤维板、硅酸钙板或石膏板等;钢导轨(1a)与组合边立柱(1b),钢导轨(1a)与中立柱(1c),主体骨架与墙面板(1d)通过连接件连接,连接件是铆钉、自攻螺钉、拉铆钉、射钉或无铆铆钉等,组合边立柱(1b)与墙面板(1d)间的连接件间距不大于150mm,中立柱(1c)与墙面板(1d)间的连接件间距不大于300mm;铅剪切型阻尼器(1e)包括移动支座(1e-1)、铅块(1e-2)、固定支座(1e-3)、长螺杆(1e-4)和高强螺栓(1e-5),移动支座(1e-1)是两侧预留与铅块(1e-2)同等大小凹槽的厚钢块,同时在底部预留螺纹孔洞,铅块(1e-2)的尺寸根据结构设计计算确定,固定支座(1e-3)是单侧预留与铅块(1e-2)同等大小凹槽的厚钢板,同时预留螺栓孔,用于铅剪切型阻尼器(1e)与墙体的组合边立柱(1b)连接,长螺杆(1e-4)在连接区段带有螺纹,移动支座(1e-1)与固定支座(1e-3)通过高强螺栓(1e-5)连接,然后再与长螺杆(1e-4)通过螺纹套筒连接,长螺杆(1e-4)与桁架梁(2a)通过垫片(1f)、螺母(1h)连接,固定支座(1e-3)与组合边立柱(1b)通过高强螺栓(1e-5)连接。
所述的组合楼板模块(2)为按建筑模数在工厂预制的楼板,作为整体结构的水平承重构件。组合楼板模块(2)包括主梁(2a)、次梁(2b)、组合板(2c)和角部短柱(2d);角部短柱(2d)由方形短钢管(2d-1)、水平矩形连接件(2d-2)和短柱法兰连接板(2d-3)组成,方形短钢管(2d-1)为外径比单孔方形柱(3)的内径小1.0mm-2.0mm的方形钢管,端部四面预留孔,水平矩形连接件(2d-2)用宽度比单孔方形柱(3)的外径小10.0mm-20.0mm的箱型钢管,保证主梁(2a)与方形短钢管(2d-1)的刚接,短柱法兰连接板(2d-3)为带有预留孔的多边钢板,分为短柱四边法兰连接板(6a)和短柱三边法兰连接板(7a)两种类型,水平矩形连接件(2d-2)与方形短钢管(2d-1)通过双面焊接,短柱法兰连接板(2d-3)与方形短钢管(2d-1)通过双面焊接;四根主梁(2a)垂直连接在角部短柱(2d)的侧面上,其中两根主梁(2a)上下平行安装在角部短柱(2d)的一个侧面上,另外两根主梁(2a)上下平行安装在角部短柱(2d)的一个相邻侧面上。
所述的单孔方形柱(3)为工厂预制的轻钢方形空心柱,单孔方形柱(3)为竖向承重构件。单孔方形柱(3)包括单孔方钢管(3a)、单舱法兰连接板(3b);单孔方钢管(3a)为端部四面标记连接位置的轻钢方形钢管,壁厚为3.0-6.0mm;单舱法兰连接板(3b)为带有预留孔的环形钢板,其与单孔方钢管(3a)熔透焊接后用来与角部短柱(2d)的短柱四边法兰连接板(6a)通过高强螺栓连接;单孔方钢管(3a)与角部短柱(2d)的侧向连接,是单边螺栓或拉铆钉等方式。
所述的双孔矩形柱(4)为工厂预制的轻钢矩形空心柱,作为整体结构的竖向承重构件,双孔矩形柱(4)的尺寸以单孔方形柱(3)的外径尺寸为模数确定。双孔矩形柱(4)包括矩形钢管(4a)和双舱法兰连接板(4b);矩形钢管(4a)为端部四面标记连接位置的轻钢矩形钢管,壁厚为3.0-6.0mm;双舱法兰连接板(4b)为隔舱式法兰连接板,双舱法兰连接板(4b)为带有预留孔的环形钢板,且将法兰连接板分为两舱,双舱法兰连接板(4b)与矩形钢管(4a)熔透焊接后用来与角部短柱(2d)的短柱三边法兰连接板(7a)通过高强螺栓连接;矩形钢管(4a)与角部短柱(2d)的侧向连接,是单边螺栓或拉铆钉等方式。
所述的楼板与柱的连接方式为分为L型节点(6)和T型节点(7),楼板与柱的连接方式为隔舱式法兰连接,L型节点(6)和T型节点(7)为预制装配式梁柱节点,保证了上层、下层支撑柱间的刚性连接。隔舱式法兰连接分为隔舱式法兰连接板与短柱法兰连接板(2d-3)之间的连接和支撑柱端部侧壁与楼板角部短柱(2d)之间的连接两部分。隔舱式法兰连接板与短柱法兰连接板(2d-3)之间的连接通过高强螺栓连接,连接类型分为单舱、双舱和多舱连接。支撑柱端部侧壁与楼板角部短柱(2d)之间的连接通过连接件连接,连接件是自攻螺钉、螺栓、拉铆钉或射钉等。楼板与柱的连接方式为:楼板角部短柱(2d)下端的方形短钢管(2d-1)插入下层支撑柱上端的小方形腔中,上层支撑柱下端的小方形腔套入角部短柱(2d)上端的方形短钢管(2d-1)中,角部短柱(2d)的法兰连接板和支撑柱的隔舱式法兰连接板在对应的预留孔处用高强螺栓连接,方形短钢管(2d-1)与支撑柱端部的侧面通过连接件连接。
所述的楼板与基础的连接方式(8)为隔舱式法兰连接,基础顶预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管。
所述的耗能墙与楼板的连接方式(9)为耗能墙的上部钢导轨(1a)与主梁(2a)的下弦杆通过螺杆(1g)、螺母(1h)、垫片(1f)连接,耗能墙的下部钢导轨(1a)与主梁(2a)的上弦杆通过螺杆(1g)、螺母(1h)和垫片(1f)连接。
楼板与柱的连接方式、楼板与基础的连接方式(8)和耗能墙与楼板的连接方式(9)作为竖向承重构件与水平承重构件连接方式。
一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系的施工方法,包括如下步骤:
步骤1:按照建筑设计要求,进行独立基础(5)施工,并预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管;
步骤2:吊装组合楼板模块(2)与独立基础的预埋短钢管连接,并作为底板,吊装过程中将组合楼板模块(2)下侧的四个角部短柱(2d)中心与独立基础的预埋短钢管中心对准,利用重力将角部短柱(2d)插入在预埋短钢管中,并用新型隔舱式法兰连接方式连接,完成底板的安装;
步骤3:将第一层的单孔方形柱(3)、双孔矩形柱(4)按设计编号套入底层组合楼板模块(2)上侧的角部短柱(2d)中,用新型隔舱式法兰连接方式固定形成楼板与柱的连接方式,完成一层支撑柱的装配;
步骤4:将墙体模块按设计位置吊装就位并校准,完成普通组合墙体与柱模块以及组合墙体之间的连接,完成首层普通组合墙体的装配;
步骤5:将组合楼板模块(2)吊装就位,利用重力将组合楼板模块(2)下侧的四个角部短柱(2d)插入单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)中,用新型隔舱式法兰连接方式固定形成楼板与柱的连接方式,完成第二层组合楼板模块(2)的装配;
步骤6:依次重复并完成步骤3、步骤4、步骤5的工序,组成多层结构。之后,安装带铅剪切型阻尼器的耗能墙,完成多层建筑主体结构的装配。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、提出一种新型隔舱式法兰连接方式优化装配式楼板模块与柱模块以及基础与柱模块的连接,提高节点可靠性与刚度,而且可实现柱间的刚性连接,便于机械安装。
2、提出一种带铅剪切型阻尼器的耗能墙,通过增设带铅剪切型阻尼器的耗能墙,大大提高了结构体系的抗侧力和耗能能力,有助于推动装配式冷弯薄壁型钢结构在我国多高层建筑中的应用。
3、结构体系整体为新型的装配式冷弯薄壁型钢耗能体系,解决装配式板柱结构体系抗侧力不足,多高层抗震性能差等问题。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系;
图2是本发明的带铅剪切型阻尼器的耗能墙示意图;
图3是本发明的带铅剪切型阻尼器的耗能墙分解示意图
图4是本发明的铅剪切型阻尼器的示意图;
图5是本发明的组合楼板模块示意图;
图6是本发明的柱模块的示意图;(a)柱模块(b)隔舱式法兰连接板;
图7是本发明的楼板与耗能墙的连接示意图;
图8是本发明的楼板与柱连接示意图;
图9是本发明的楼板与基础连接示意图。
图中:1、带铅剪切型阻尼器的耗能墙,1a、钢导轨,1b、组合边立柱,1c、中立柱,1d、墙面板,1e、铅剪切型阻尼器,1e-1、移动支座,1e-2、铅块,1e-3、固定支座,1e-4、长螺杆,1e-5、高强螺栓,1f、垫片,1g、螺杆,1h、螺母,2、组合楼板模块,2a、主梁,2b、次梁,2c、组合板,2d、角部短柱,2d-1、方形短钢管,2d-2、水平矩形连接件,2d-3、短柱法兰连接板,3、单孔方形柱,3a、单孔方钢管,3b、单舱法兰连接板,4、双孔矩形柱,4a、矩形钢管,4b、双舱法兰连接板,5、独立基础、6、L型节点,6a、短柱四边法兰连接板,7、T型节点,7a、短柱三边法兰连接板,8、楼板与基础的连接,9、楼板与耗能墙的连接。
具体实施方式
下面结合说明书附图和技术方案对本发明的技术方案做进一步详细说明:
带铅剪切型阻尼器的耗能墙模块的生产制作方法:
步骤1:在工厂按照图纸设计尺寸,参照附图2、3,下料并加工好钢导轨(1a)所需的U型钢、组合边立柱(1b)所需的C型钢、中立柱(1c)所需的C型钢和墙面板(1d);
步骤2:根据设计技术方案,将背靠背的C型钢按照设计的连接方式(可为铆钉、自攻螺钉、拉铆钉、射钉、无铆铆钉等连接方式)加工成组合边立柱(1b),并通过工厂流水线,按照设计的连接方式(可为铆钉、自攻螺钉、拉铆钉、射钉、无铆铆钉等连接方式)将钢导轨(1a)、组合边立柱(1b)、中立柱(1c)和墙面板(1d)进行拼装,完成耗能墙的主体框架;
步骤3:按照图纸设计尺寸,参照附图4,下料并加工好铅剪切型阻尼器(1e)中移动支座(1e-1)所需的预留凹槽与螺纹孔洞的厚钢块、设计大小的铅块(1e-2)、固定支座(1e-3)所需的预留凹槽的厚钢板和带螺纹的长螺杆(1e-4);
步骤4:将下料加工好的零件按照设计的连接方式(移动支座与固定支座通过高强螺栓连接,与长螺杆通过螺纹套筒连接),通过工厂流水线,完成铅剪切型阻尼器(1e)的制作;
步骤5:参照附图3、7,将铅剪切型阻尼器(1e)与耗能墙的组合边立柱(1b)通过高强螺栓(1e-5)连接,完成耗能墙的生产制作。
组合楼板模块的生产制作方法:
步骤1:在工厂按照图纸设计尺寸,参照附图5,下料并加工好主梁(1a)所需的卷边U型钢和C型钢、次梁(2b)所需的U型钢、组合板(2c)所需的压型钢板和钢筋网以及角部短柱(2d)所需的方形钢管和法兰连接板;
步骤2:根据设计技术方案,将下料后的构件按照设计的连接方式(可为铆钉、自攻螺钉、拉铆钉、射钉、无铆铆钉等连接方式)完成主梁(2a)、次梁(2b)和角部短柱(2d)的拼装,并将三者按照设计的连接方式(可为自攻螺钉、拉铆钉、射钉等连接方式)进行拼接,完成组合楼板的主体部分;
步骤3:将组合板(2c)中的压型钢板、钢丝网依次铺在次梁(2b)上,并通过自攻螺钉、拉铆钉、射钉等连接方式与主梁(2a)和次梁(2b)进行连接后浇筑轻质混凝土,完成组合楼板的制作。
装配式轻钢柱模块的生产制作方法:
步骤1:在工厂按照图纸设计尺寸,参照附图6,按照模数下料并加工好单孔方形柱(3)所需的单孔方钢管(3a)和单舱法兰连接板(3b)、双孔矩形柱(4)所需的矩形钢管(4a)和双舱法兰连接板(4b);
步骤2:按照设计技术方案,将单孔方钢管(3a)与单舱法兰连接板(3b)通过熔透焊接的方式进行连接,将矩形钢管(4a)与双舱法兰连接板(4b)通过熔透焊接的方式进行连接,完成单孔方形柱(3)与双孔矩形柱(4)的制作。
独立基础模块的生产制作方法:
在施工现场,按照设计图纸,通过挖基坑土方、支基础模板、现浇混凝土,并预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管,后续按照混凝土标准试块同条件养护强度,决定拆模时间,完成独立基础的制作。
一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系的安装工序,包括如下步骤:
步骤1:按照建筑设计要求,进行独立基础(5)施工,并预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管;
步骤2:吊装组合楼板模块(2)与独立基础的预埋短钢管连接,并作为底板,吊装过程中将组合楼板模块(2)下侧的四个角部短柱(2d)中心与独立基础的预埋短钢管中心对准,利用重力将角部短柱(2d)插入在预埋短钢管中,并用新型隔舱式法兰连接方式连接,完成底板的安装;
步骤3:将第一层的单孔方形柱(3)、双孔矩形柱(4)按设计编号套入底层组合楼板模块(2)上侧的角部短柱(2d)中,用新型隔舱式法兰连接方式固定形成楼板与柱的连接方式(6、7),完成一层支撑柱的装配;
步骤4:将墙体模块按设计位置吊装就位并校准,完成普通组合墙体与柱模块以及组合墙体之间的连接,完成首层普通组合墙体的装配;
步骤5:将组合楼板模块(2)吊装就位,利用重力将组合楼板模块(2)下侧的四个角部短柱(2d)插入单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)中,用新型隔舱式法兰连接方式固定形成楼板与柱的连接方式(6、7),完成第二层组合楼板模块(2)的装配;
步骤6:依次重复并完成步骤3、4、5的工序,可以组成多层结构。之后,安装带铅剪切型阻尼器的耗能墙,完成多层建筑主体结构的装配。

Claims (10)

1.一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:该装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系包括带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)、组合楼板模块(2)、单孔方形柱(3)、双孔矩形柱(4)、独立基础(5)、楼板与柱的连接方式、楼板与基础的连接方式(8)和耗能墙与楼板的连接方式(9);
底层的组合楼板模块(2)与独立基础(5)通过楼板与基础的连接方式(8)进行连接,带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)的底部在底层的组合楼板模块(2)上进行安装,带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)的顶部铺设上层的组合楼板模块(2),相邻层的组合楼板模块(2)之间通过单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)进行竖向支撑,支撑连接点处采用楼板与柱的连接方式进行连接;耗能墙与楼板的连接方式(9)为带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)与组合楼板模块(2)之间的连接结构;独立基础(5)设置在底层的组合楼板模块(2)底部的节点连接支撑处,单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)分别设置在组合楼板模块(2)的底部节点连接支撑处。
2.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)为按建筑模数在工厂预制加工且增设阻尼器的剪力墙,带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)为为抗侧力及耗能构件;带铅剪切型阻尼器的耗能墙(1)包括钢导轨(1a)、组合边立柱(1b)、中立柱(1c)、墙面板(1d)和铅剪切型阻尼器(1e);钢导轨(1a)为U型钢,组合边立柱(1b)为背靠背对拼连接的C型钢,中立柱(1c)为C型钢,钢导轨(1a)、组合边立柱(1b)和中立柱(1c)三者构成墙体的主体骨架,墙面板(1d)是波纹钢板、平钢板、OSB板、水泥纤维板、硅酸钙板或石膏板;钢导轨(1a)与组合边立柱(1b),钢导轨(1a)与中立柱(1c),主体骨架与墙面板(1d)通过连接件连接,连接件是铆钉、自攻螺钉、拉铆钉、射钉或无铆铆钉,组合边立柱(1b)与墙面板(1d)间的连接件间距不大于150mm,中立柱(1c)与墙面板(1d)间的连接件间距不大于300mm;铅剪切型阻尼器(1e)包括移动支座(1e-1)、铅块(1e-2)、固定支座(1e-3)、长螺杆(1e-4)和高强螺栓(1e-5),移动支座(1e-1)是两侧预留与铅块(1e-2)同等大小凹槽的厚钢块,同时在底部预留螺纹孔洞,铅块(1e-2)的尺寸根据结构设计计算确定,固定支座(1e-3)是单侧预留与铅块(1e-2)同等大小凹槽的厚钢板,同时预留螺栓孔,用于铅剪切型阻尼器(1e)与墙体的组合边立柱(1b)连接,长螺杆(1e-4)在连接区段带有螺纹,移动支座(1e-1)与固定支座(1e-3)通过高强螺栓(1e-5)连接,然后再与长螺杆(1e-4)通过螺纹套筒连接,长螺杆(1e-4)与桁架梁(2a)通过垫片(1f)、螺母(1h)连接,固定支座(1e-3)与组合边立柱(1b)通过高强螺栓(1e-5)连接。
3.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的组合楼板模块(2)为按建筑模数在工厂预制的楼板,作为整体结构的水平承重构件;组合楼板模块(2)包括主梁(2a)、次梁(2b)、组合板(2c)和角部短柱(2d);角部短柱(2d)由方形短钢管(2d-1)、水平矩形连接件(2d-2)和短柱法兰连接板(2d-3)组成,方形短钢管(2d-1)为外径比单孔方形柱(3)的内径小1.0mm-2.0mm的方形钢管,端部四面预留孔,水平矩形连接件(2d-2)用宽度比单孔方形柱(3)的外径小10.0mm-20.0mm的箱型钢管,保证主梁(2a)与方形短钢管(2d-1)的刚接,短柱法兰连接板(2d-3)为带有预留孔的多边钢板,分为短柱四边法兰连接板(6a)和短柱三边法兰连接板(7a)两种类型,水平矩形连接件(2d-2)与方形短钢管(2d-1)通过双面焊接,短柱法兰连接板(2d-3)与方形短钢管(2d-1)通过双面焊接;四根主梁(2a)垂直连接在角部短柱(2d)的侧面上,其中两根主梁(2a)上下平行安装在角部短柱(2d)的一个侧面上,另外两根主梁(2a)上下平行安装在角部短柱(2d)的一个相邻侧面上。
4.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的单孔方形柱(3)为工厂预制的轻钢方形空心柱,单孔方形柱(3)为竖向承重构件;单孔方形柱(3)包括单孔方钢管(3a)、单舱法兰连接板(3b);单孔方钢管(3a)为端部四面标记连接位置的轻钢方形钢管,壁厚为3.0-6.0mm;单舱法兰连接板(3b)为带有预留孔的环形钢板,其与单孔方钢管(3a)熔透焊接后用来与角部短柱(2d)的短柱四边法兰连接板(6a)通过高强螺栓连接;单孔方钢管(3a)与角部短柱(2d)的侧向连接,是单边螺栓或拉铆钉方式。
5.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的双孔矩形柱(4)为工厂预制的轻钢矩形空心柱,作为整体结构的竖向承重构件,双孔矩形柱(4)的尺寸以单孔方形柱(3)的外径尺寸为模数确定;双孔矩形柱(4)包括矩形钢管(4a)和双舱法兰连接板(4b);矩形钢管(4a)为端部四面标记连接位置的轻钢矩形钢管,壁厚为3.0-6.0mm;双舱法兰连接板(4b)为隔舱式法兰连接板,双舱法兰连接板(4b)为带有预留孔的环形钢板,且将法兰连接板分为两舱,双舱法兰连接板(4b)与矩形钢管(4a)熔透焊接后用来与角部短柱(2d)的短柱三边法兰连接板(7a)通过高强螺栓连接;矩形钢管(4a)与角部短柱(2d)的侧向连接,是单边螺栓或拉铆钉方式。
6.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的楼板与柱的连接方式为分为L型节点(6)和T型节点(7),楼板与柱的连接方式为隔舱式法兰连接,L型节点(6)和T型节点(7)为预制装配式梁柱节点,保证了上层、下层支撑柱间的刚性连接;隔舱式法兰连接分为隔舱式法兰连接板与短柱法兰连接板(2d-3)之间的连接和支撑柱端部侧壁与楼板角部短柱(2d)之间的连接两部分;隔舱式法兰连接板与短柱法兰连接板(2d-3)之间的连接通过高强螺栓连接,连接类型分为单舱、双舱和多舱连接;支撑柱端部侧壁与楼板角部短柱(2d)之间的连接通过连接件连接,连接件是自攻螺钉、螺栓、拉铆钉或射钉;楼板与柱的连接方式为:楼板角部短柱(2d)下端的方形短钢管(2d-1)插入下层支撑柱上端的小方形腔中,上层支撑柱下端的小方形腔套入角部短柱(2d)上端的方形短钢管(2d-1)中,角部短柱(2d)的法兰连接板和支撑柱的隔舱式法兰连接板在对应的预留孔处用高强螺栓连接,方形短钢管(2d-1)与支撑柱端部的侧面通过连接件连接。
7.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的楼板与基础的连接方式(8)为隔舱式法兰连接,基础顶预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管。
8.根据权利要求1所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系,其特征在于:所述的耗能墙与楼板的连接方式(9)为耗能墙的上部钢导轨(1a)与主梁(2a)的下弦杆通过螺杆(1g)、螺母(1h)、垫片(1f)连接,耗能墙的下部钢导轨(1a)与主梁(2a)的上弦杆通过螺杆(1g)、螺母(1h)和垫片(1f)连接;
楼板与柱的连接方式、楼板与基础的连接方式(8)和耗能墙与楼板的连接方式(9)作为竖向承重构件与水平承重构件连接方式。
9.利用权利要求1所述装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系进行的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系施工方法,其特征在于,该方法包括如下步骤,
步骤1:按照建筑设计要求,进行独立基础(5)施工,并预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管;
步骤2:吊装组合楼板模块(2)与独立基础的预埋短钢管连接,并作为底板,吊装过程中将组合楼板模块(2)下侧的四个角部短柱(2d)中心与独立基础的预埋短钢管中心对准,利用重力将角部短柱(2d)插入在预埋短钢管中,并用新型隔舱式法兰连接方式连接,完成底板的安装;
步骤3:将第一层的单孔方形柱(3)、双孔矩形柱(4)按设计编号套入底层组合楼板模块(2)上侧的角部短柱(2d)中,用新型隔舱式法兰连接方式固定形成楼板与柱的连接方式,完成一层支撑柱的装配;
步骤4:将墙体模块按设计位置吊装就位并校准,完成普通组合墙体与柱模块以及组合墙体之间的连接,完成首层普通组合墙体的装配;
步骤5:将组合楼板模块(2)吊装就位,利用重力将组合楼板模块(2)下侧的四个角部短柱(2d)插入单孔方形柱(3)和双孔矩形柱(4)中,用新型隔舱式法兰连接方式固定形成楼板与柱的连接方式,完成第二层组合楼板模块(2)的装配;
步骤6:依次重复并完成步骤3、步骤4、步骤5的工序,组成多层结构;之后,安装带铅剪切型阻尼器的耗能墙,完成多层建筑主体结构的装配。
10.根据权利要求9所述的一种带铅剪切型阻尼器的装配式冷弯型钢墙-板-柱减震结构体系施工方法,其特征在于:带铅剪切型阻尼器的耗能墙模块的生产制作方法:
步骤1:在工厂按照图纸设计尺寸,下料并加工好钢导轨(1a)所需的U型钢、组合边立柱(1b)所需的C型钢、中立柱(1c)所需的C型钢和墙面板(1d);
步骤2:根据设计技术方案,将背靠背的C型钢按照设计的连接方式加工成组合边立柱(1b),并通过工厂流水线,按照设计的连接方式将钢导轨(1a)、组合边立柱(1b)、中立柱(1c)和墙面板(1d)进行拼装,完成耗能墙的主体框架;
步骤3:按照图纸设计尺寸,下料并加工好铅剪切型阻尼器(1e)中移动支座(1e-1)所需的预留凹槽与螺纹孔洞的厚钢块、设计大小的铅块(1e-2)、固定支座(1e-3)所需的预留凹槽的厚钢板和带螺纹的长螺杆(1e-4);
步骤4:将下料加工好的零件按照设计的连接方式,通过工厂流水线,完成铅剪切型阻尼器(1e)的制作;
步骤5:将铅剪切型阻尼器(1e)与耗能墙的组合边立柱(1b)通过高强螺栓(1e-5)连接,完成耗能墙的生产制作;
组合楼板模块的生产制作方法:
步骤1:在工厂按照图纸设计尺寸,下料并加工好主梁(1a)所需的卷边U型钢和C型钢、次梁(2b)所需的U型钢、组合板(2c)所需的压型钢板和钢筋网以及角部短柱(2d)所需的方形钢管和法兰连接板;
步骤2:根据设计技术方案,将下料后的构件按照设计的连接方式完成主梁(2a)、次梁(2b)和角部短柱(2d)的拼装,并将三者按照设计的连接方式进行拼接,完成组合楼板的主体部分;
步骤3:将组合板(2c)中的压型钢板、钢丝网依次铺在次梁(2b)上,并通过自攻螺钉、拉铆钉、射钉与主梁(2a)和次梁(2b)进行连接后浇筑轻质混凝土,完成组合楼板的制作;
装配式轻钢柱模块的生产制作方法:
步骤1:在工厂按照图纸设计尺寸,按照模数下料并加工好单孔方形柱(3)所需的单孔方钢管(3a)和单舱法兰连接板(3b)、双孔矩形柱(4)所需的矩形钢管(4a)和双舱法兰连接板(4b);
步骤2:按照设计技术方案,将单孔方钢管(3a)与单舱法兰连接板(3b)通过熔透焊接的方式进行连接,将矩形钢管(4a)与双舱法兰连接板(4b)通过熔透焊接的方式进行连接,完成单孔方形柱(3)与双孔矩形柱(4)的制作;
独立基础模块的生产制作方法:
在施工现场,按照设计图纸,通过挖基坑土方、支基础模板、现浇混凝土,并预埋与支撑柱尺寸相同的短钢管,后续按照混凝土标准试块同条件养护强度,决定拆模时间,完成独立基础的制作。
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