CN110700409A - 一种装配式建筑用钢结构及装配方法 - Google Patents

一种装配式建筑用钢结构及装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种装配式建筑用钢结构，包括多个竖立连接于底板上的边角预制钢柱，边角预制钢柱上设有多个拼接头；且相邻两个边角预制钢柱相对的拼接头相互正对，相邻两个边角预制钢柱之间通过拼接头连接有可折叠的墙面支撑组件；墙面支撑组件包括若干相互平行的长度可调节的水平钢柱组件以及垂直于水平钢柱组件的若干竖直钢柱，水平钢柱组件和竖直钢柱的交接部位通过转动枢相互铰接；水平钢柱组件和竖立的竖直钢柱之间形成填充格构，填充格构内分别设置有预制填充墙板；其装配方法包括步骤：外框架安装、墙面框架安装、墙面板组装以及面板安装，本发明装配效率高，体积可调，具备较大的竖向承载和水平变形能力。

Description

一种装配式建筑用钢结构及装配方法
技术领域
本发明实施例涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种装配式建筑用钢结构及装配方法。
背景技术
钢结构住宅建筑体系以其采用的钢结构形式作为建筑体系分类的依据，成为建筑体系中的一个分支。通常所说的钢结构住宅是指以工厂生产的经济钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。
钢结构装配式建筑与传统的建筑形式相比，具有重量轻、强度高；工业化程度高，符合产业化要求；施工周期短；抗震性能好；符合建筑节能发展方向等特点。因此，钢结构装配式建筑产业化是钢结构住宅发展的趋势。
如专利申请号为201721656577.3，专利名称为“一种装配式钢结构框架及装配式钢结构住宅”的专利，其利用装配式钢结构框架就地组装钢结构的墙板，并且在装配式钢结构框架的内部填充若干预制钢结构网架板形成稳定的支撑结构，并且预制钢结构网架板的横向与装配式钢结构框架的侧边框架留有缝隙，以便对抗横向预应力。
但是，这种装配式钢结构住宅存在以下缺陷：
(1)构成装配式钢结构框架的部件一般采用运送至现场进行拼装的建造方法，由于部件的数量多，就地安装拆卸过程费时费力，如果提前安装好墙板结构框架，又由于体积庞大不便于运输，因此影响钢结构的装配效率；
(2)由于实际生产活动的中需要不同大小规格的刚结构建筑，但是现有的装配式钢结构的部件一般都是按照规格提前预制好的，因此一套构建难以满足对不同规格钢结构建筑的需求。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种装配式建筑用钢结构及装配方法，以解决现有技术中钢结构安装拆卸繁琐，并且一套钢结构不适用于不同体积规格建筑的需求的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种装配式建筑用钢结构，包括多个竖立连接于底板上的边角预制钢柱，所述边角预制钢柱上设有多个侧向水平伸出的拼接头；多个所述拼接头沿所述边角预制钢柱的高向间隔分布；且相邻两个所述边角预制钢柱相对的所述拼接头相互正对，相邻两个所述边角预制钢柱之间通过拼接头连接有可折叠的墙面支撑组件；
所述墙面支撑组件包括若干相互平行的长度可调节的水平钢柱组件以及垂直于所述水平钢柱组件的若干竖直钢柱，所述水平钢柱组件和竖直钢柱的交接部位通过转动枢相互铰接；多个所述水平钢柱组件和竖立的竖直钢柱之间形成填充格构，所述填充格构内分别设置有预制填充墙板。
本发明实施例的特征还在于，所述水平钢柱组件包括若干位于水平钢柱组件上相邻的两个所述转动枢之间的伸缩单元，所述伸缩单元均包括水平套筒钢柱以及一端部分活动套装在水平套筒钢柱内部的水平套接钢柱，所述水平套筒钢柱的内部设置有防止所述水平套接钢柱整根滑出水平套筒钢柱的限位件。
本发明实施例的特征还在于，所述水平套接钢柱套装在水平套筒钢柱内部的长度不小于水平套筒钢柱长度的三分之一。
本发明实施例的特征还在于，位于相邻两个所述伸缩单元彼此相邻的所述水平套筒钢柱和水平套接钢柱一体成型，形成拼装横杆，所述拼装横杆和竖直钢柱相互铰接；所述拼装横杆的一端的水平套接钢柱套装在相邻拼装横杆的水平套筒钢柱中，且位于水平钢柱组件两端的拼装横杆分别与对应水平高度的拼接头连接。
本发明实施例的特征还在于，所述预制填充墙板包括具有弹性性能的变形空心板，所述变形空心板的内部填充有发泡保温填充层，所述变形空心板镶嵌在所述填充格构内。
本发明实施例的特征还在于，所述水平套筒钢柱和水平套接钢柱以及竖直钢柱均为相互配合的工型钢结构，毗邻一个填充格构的所述工型钢的开口均朝向同一个填充格构，以便形成围合变形空心板的限位框槽。
本发明实施例的特征还在于，位于铰接部位的所述拼装横杆和竖直钢柱上分别设置有用于锁定拼装横杆和竖直钢柱相互垂直状态的垂直限位组件。
本发明实施例的特征还在于，所述垂直限位组件包括设置在竖直钢柱上可沿竖直钢柱长度方向滑动的限位滑块，所述限位滑块上设置有限位导向槽，所述拼装横杆上设置有垂直于拼装横杆延伸方向的限位导向条，所述限位导向条可套装在所述限位导向槽的内部。
一种装配式建筑用钢结构的装配方法，包括如下步骤：
S100：外框架安装：先设置底板，并在底板上将位于钢结构转折拐角的边角预制钢柱安装好，边角预制钢柱形成钢结构的外框架以及内部的分隔框架；
S200：墙面框架安装：将预制而成的可进行折叠和横向伸缩的墙面支撑组件安装在两根边角预制钢柱之间形成钢结构的内墙面框架和外墙面框架，且组成墙面支撑组件的相互铰接纵横杆之间形成若干填充格构；
S300:墙面板组装：将预制填充墙板安装在墙面支撑组件分隔成的若干填充格构中，并且预制填充墙板的大小可以随填充格构调节；
S400：面板安装：在钢结构的内墙和外墙的两面分别组装内墙板和外墙板。
本发明实施例的特征还在于，所述S200包括如下步骤：
S201、调节墙面支撑组件的相互铰接的纵横杆，使纵横杆之间保持相互垂直；
S202、水平拉伸若干填充格构对应的横杆，使墙面支撑组件的长度可以适应钢结构一个墙面外框架对应的两个边角预制钢柱之间的距离，并且将横杆的两端分别固定在两个边角预制钢柱对应高度的拼接头上；
S203、将墙面支撑组件的纵杆固定在底板上。
本发明实施例具有如下优点：
(1)本发明具备装配效率高：相邻两个边角预制钢柱之间通过拼接头连接有可折叠的墙面支撑组件，折叠后的墙面支撑组件方便运输，并且墙面支撑组件可以快速展开形成钢结构的内部框架，一体式结构，减少了若干内墙框架组件的装配时间，提高工程效率；
(2)本发明装配式建筑体积可以根据需要调节：拼装墙面支撑组件的水平钢柱组件采用若干水平的伸缩单元可以调节的形式，不但可以调整刚结构长度，而且使得整体具备较大的竖向承载能力和水平变形能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例的侧面结构示意图；
图3为本发明实施例的墙面支撑组件折叠时的结构示意图；
图4为本发明实施例的预制填充墙板的结构示意图；
图5为本发明实施例的填充格构的结构示意图；
图6为本发明实施例图5中填充格构的局部结构示意图；
图7为本发明实施例的限位滑块的结构示意图；
图8为本发明装配方法的流程图。
图中：
1-底板；2-边角预制钢柱；3-拼接头；4-墙面支撑组件；5-填充格构；6-预制填充墙板；7-限位框槽；8-垂直限位组件；
401-水平钢柱组件；402-竖直钢柱；403-转动枢；404-伸缩单元；405-水平套筒钢柱；406-水平套接钢柱；407-拼装横杆；
601-变形空心板；602-发泡保温填充层；
801-限位滑块；802-限位导向槽；803-限位导向条。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。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。
装配式建筑用钢结构一般具有较多数量的安装部件，这些部件无论是就地安装还是拆卸都是一个大工程，影响施工效率。
为此，如图1至图7所示，本发明提供一种装配式建筑用钢结构，旨在提供一种安装拆卸快捷，运输方便的钢结构，以便加快施工进度。
具体的：
实施例1：
该建筑用钢结构包括多个竖立连接于底板1上的边角预制钢柱2，边角预制钢柱2上设有多个侧向水平伸出的拼接头3。拼接头3具有多个安装头(图中未画出)，较为常见的是两个或者三个安装头，以便完成多个角度构建的安装拼接。并且拼接头3上两个相邻安装头之间的夹角可调节，以便满足不规则钢结构装配的需要。
多个拼接头3沿边角预制钢柱2的高向间隔分布。且相邻两个边角预制钢柱2相对的拼接头3相互正对。边角预制钢柱2构成定义装配式建筑的边角的外框结构。
本发明的特征在于：相邻两个边角预制钢柱2之间通过拼接头3连接有可折叠的墙面支撑组件4，折叠后的墙面支撑组件4方便运输，并且墙面支撑组件4可以快速展开形成钢结构的内部框架，一体式结构，减少了若干内墙框架组件的装配时间，提高工程效率。具体的：
其墙面支撑组件4包括若干相互平行的长度可调节的水平钢柱组件401以及垂直于水平钢柱组件401的若干竖直钢柱402，水平钢柱组件401和竖直钢柱402的交接部位通过转动枢403相互铰接。多个水平钢柱组件401和竖立的竖直钢柱402之间形成填充格构5，提高钢架构的承重能力。该结构类似于折叠式晾衣架或者常见的伸缩门。展开方便，不使用时可以快速紧缩成有限的占地面积，方便运输携带。
现有装配式建筑技术中装配单元模块存在自重大、装配度低、集成度低、装配节点需要现场焊，装配式钢结构的部件一般都是按照规格提前预制好的，因此一套构建难以满足对不同规格钢结构建筑的需求。
本发明利用可以水平反向变换长度的墙面支撑组件4有效的解决了上述问题。并且极大的提高了装配效率。具体的：
水平钢柱组件401包括若干位于水平钢柱组件401上相邻的两个转动枢403之间的伸缩单元404，伸缩单元404均包括水平套筒钢柱405以及一端部分活动套装在水平套筒钢柱405内部的水平套接钢柱406，水平套筒钢柱405的内部设置有防止水平套接钢柱406整根滑出水平套筒钢柱405的限位件。
需要不同长宽比的装配式建筑时，只需要调节改变水平套筒钢柱405套接在水平套筒钢柱405内的长度即可。一套设备可以随机搭建多种规模的钢结构建筑，极大地增强了装配式建筑的适用性。而且还可以缓冲钢结构的横向受力，避免受力崩断。
为了保证钢结构具有足够的刚度，避免水平套筒钢柱405和水平套接钢柱406的连接部分发生断裂，优选的：水平套接钢柱406套装在水平套筒钢柱405内部的长度不小于水平套筒钢柱405长度的三分之一。
同时考虑到尽量减少墙面支撑组件4的装配组件，位于相邻两个伸缩单元404彼此相邻的水平套筒钢柱405和水平套接钢柱406一体成型，形成拼装横杆407，拼装横杆407和竖直钢柱402相互铰接。拼装横杆407的一端的水平套接钢柱406套装在相邻拼装横杆407的水平套筒钢柱405中。即若干拼装横杆407挨个首末连接。位于水平钢柱组件401两端的拼装横杆407分别与对应水平高度的拼接头3连接，实现水平钢柱组件401在两根边角预制钢柱2上的高度固定。
墙面支撑组件4的水平钢柱组件401和竖直钢柱402调整相互垂直后，铰接的部位受力可以难以维持两者之间的垂直状态。所以，位于铰接部位的拼装横杆407和竖直钢柱402上分别设置有用于锁定拼装横杆407和竖直钢柱402相互垂直状态的垂直限位组件8。
作为一种优选的实施方式：垂直限位组件8包括设置在竖直钢柱402上可沿竖直钢柱402长度方向滑动的限位滑块801，限位滑块801上设置有限位导向槽802，拼装横杆407上设置有垂直于拼装横杆407延伸方向的限位导向条803，限位导向条803可套装在限位导向槽802的内部。
将水平钢柱组件401和竖直钢柱402调整相互垂直后，限位滑块801上的限位导向槽802和限位导向条803位于同一条直线上。推进限位滑块801，将限位导向条803卡合在限位导向槽802的内部，水平钢柱组件401和竖直钢柱402的垂直关系将被锁定。
本发明的特征还在于：填充格构5内分别设置有预制填充墙板6。预制填充墙板6为四周具有弹性的材质，以便镶嵌进入槽内。具体的：
预制填充墙板6包括具有弹性性能的变形空心板601，变形空心板601镶嵌在填充格构5内。变形空心板601的边缘具有伸缩弹性，相较于硬质板材，能够填补填充格构5与变形空心板601之间的狭小缝隙，提高隔热、保温和降低噪音等性能。变形空心板601的内部填充有发泡保温填充层602，进一步提高预制填充墙板6的防护性能。
作为优选的实施例：水平套筒钢柱405和水平套接钢柱406以及竖直钢柱402均为相互配合的工型钢结构。不但可以提高钢结构建筑的刚度，而且工型钢结构形成的开口槽可以为预制填充墙板6提供限位空间。具体的：毗邻一个填充格构5的工型钢的开口均朝向同一个填充格构5，以便形成围合变形空心板601的限位框槽7。
实施例2：
如图8所示，一种装配式建筑用钢结构的装配方法，包括如下步骤：
S100：外框架安装：先设置底板，并在底板上将位于钢结构转折拐角的边角预制钢柱安装好，边角预制钢柱形成钢结构的外框架以及内部的分隔框架；
S200：墙面框架安装：将预制而成的可进行折叠和横向伸缩的墙面支撑组件安装在两根边角预制钢柱之间形成钢结构的内墙面框架和外墙面框架，且组成墙面支撑组件的相互铰接纵横杆之间形成若干填充格构；
具体的，包括如下步骤：
S201、调节墙面支撑组件的相互铰接的纵横杆，使纵横杆之间保持相互垂直；
S202、水平拉伸若干填充格构对应的横杆，使墙面支撑组件的长度可以适应钢结构一个墙面外框架对应的两个边角预制钢柱之间的距离，并且将横杆的两端分别固定在两个边角预制钢柱对应高度的拼接头上；
S203、将墙面支撑组件的纵杆固定在底板上。
S300:墙面板组装：将预制填充墙板安装在墙面支撑组件分隔成的若干填充格构中，并且预制填充墙板的大小可以随填充格构调节；
S400：面板安装：在钢结构的内墙和外墙的两面分别组装内墙板和外墙板。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种装配式建筑用钢结构，包括多个竖立连接于底板(1)上的边角预制钢柱(2)，所述边角预制钢柱(2)上设有多个侧向水平伸出的拼接头(3)；多个所述拼接头(3)沿所述边角预制钢柱(2)的高向间隔分布；且相邻两个所述边角预制钢柱(2)相对的所述拼接头(3)相互正对，其特征在于：相邻两个所述边角预制钢柱(2)之间通过拼接头(3)连接有可折叠的墙面支撑组件(4)；
所述墙面支撑组件(4)包括若干相互平行的长度可调节的水平钢柱组件(401)以及垂直于所述水平钢柱组件(401)的若干竖直钢柱(402)，所述水平钢柱组件(401)和竖直钢柱(402)的交接部位通过转动枢(403)相互铰接；多个所述水平钢柱组件(401)和竖立的竖直钢柱(402)之间形成填充格构(5)，所述填充格构(5)内分别设置有预制填充墙板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：所述水平钢柱组件(401)包括若干位于水平钢柱组件(401)上相邻的两个所述转动枢(403)之间的伸缩单元(404)，所述伸缩单元(404)均包括水平套筒钢柱(405)以及一端部分活动套装在水平套筒钢柱(405)内部的水平套接钢柱(406)，所述水平套筒钢柱(405)的内部设置有防止所述水平套接钢柱(406)整根滑出水平套筒钢柱(405)的限位件。
3.根据权利要求2所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：所述水平套接钢柱(406)套装在水平套筒钢柱(405)内部的长度不小于水平套筒钢柱(405)长度的三分之一。
4.根据权利要求2所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：位于相邻两个所述伸缩单元(404)彼此相邻的所述水平套筒钢柱(405)和水平套接钢柱(406)一体成型，形成拼装横杆(407)，所述拼装横杆(407)和竖直钢柱(402)相互铰接；所述拼装横杆(407)的一端的水平套接钢柱(406)套装在相邻拼装横杆(407)的水平套筒钢柱(405)中，且位于水平钢柱组件(401)两端的拼装横杆(407)分别与对应水平高度的拼接头(3)连接。
5.根据权利要求1所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：所述预制填充墙板(6)包括具有弹性性能的变形空心板(601)，所述变形空心板(601)的内部填充有发泡保温填充层(602)，所述变形空心板(601)镶嵌在所述填充格构(5)内。
6.根据权利要求4所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：所述水平套筒钢柱(405)和水平套接钢柱(406)以及竖直钢柱(402)均为相互配合的工型钢结构，毗邻一个填充格构(5)的所述工型钢的开口均朝向同一个填充格构(5)。
7.根据权利要求4所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：位于铰接部位的所述拼装横杆(407)和竖直钢柱(402)上分别设置有用于锁定拼装横杆(407)和竖直钢柱(402)相互垂直状态的垂直限位组件(8)。
8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑用钢结构，其特征在于：所述垂直限位组件(8)包括设置在竖直钢柱(402)上可沿竖直钢柱(402)长度方向滑动的限位滑块(801)，所述限位滑块(801)上设置有限位导向槽(802)，所述拼装横杆(407)上设置有垂直于拼装横杆(407)延伸方向的限位导向条(803)，所述限位导向条(803)可套装在所述限位导向槽(802)的内部。
9.一种装配式建筑用钢结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：外框架安装：先设置底板，并在底板上将位于钢结构转折拐角的边角预制钢柱安装好，边角预制钢柱形成钢结构的外框架以及内部的分隔框架；
S200：墙面框架安装：将预制而成的可进行折叠和横向伸缩的墙面支撑组件安装在两根边角预制钢柱之间形成钢结构的内墙面框架和外墙面框架，且组成墙面支撑组件的相互铰接纵横杆之间形成若干填充格构；
S300:墙面板组装：将预制填充墙板安装在墙面支撑组件分隔成的若干填充格构中，并且预制填充墙板的大小可以随填充格构调节；
S400：面板安装：在钢结构的内墙和外墙的两面分别组装内墙板和外墙板。
10.根据权利要求9所述的一种装配式建筑用钢结构的装配方法，其特征在于，所述S200包括如下步骤：
S201、调节墙面支撑组件的相互铰接的纵横杆，使纵横杆之间保持相互垂直；
S202、水平拉伸若干填充格构对应的横杆，使墙面支撑组件的长度可以适应钢结构一个墙面外框架对应的两个边角预制钢柱之间的距离，并且将横杆的两端分别固定在两个边角预制钢柱对应高度的拼接头上；
S203、将墙面支撑组件的纵杆固定在底板上。
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