CN111206680B - 一种组合楼盖框架结构建筑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种组合楼盖框架结构建筑系统，包括多根立柱、多根主梁和多根次梁；多根立柱以一定的间距相平行设置；相邻的两根立柱之间架设有主梁；多根次梁架设于相对设置的两根主梁之间；相邻的两根次梁之间放置有钢楼承板；以解决传统的框架和楼盖系统存在的措施费高、人工费高、施工繁琐，经济性差的问题。

Description

一种组合楼盖框架结构建筑系统
技术领域
本发明涉及工业与民用建筑领域，尤其涉及一种组合楼盖框架结构建筑系统。
背景技术
框架结构及楼盖建筑系统广泛用于多高层工业及民用建筑，传统的整体现浇框架和楼盖，需要大量使用模板和脚手架，当层高较大时，需要“高支模”，存在较大的施工安全隐患；如果采用全钢框架结构和混凝土楼盖，则用钢量较大，经济性差；如果采用预制装配式混凝土楼盖，则存在吊装的构件偏重，连接问题多，综合造价高的问题。总的来说，已有的成熟技术用于框架及楼盖结构的，都有较多弊端需要解决。
发明内容
本发明的目的在于提出一种组合楼盖框架结构建筑系统，以解决背景技术中几种传统的框架和楼盖系统存在的措施费高、人工费高、施工繁琐，经济性差的问题。
为达到上述目的，本发明提出一种组合楼盖框架结构建筑系统，包括多根立柱、多根主梁和多根次梁；多根所述立柱以一定的间距相平行设置；相邻的两根立柱之间架设有所述主梁；多根所述次梁架设于相对设置的两根所述主梁之间；相邻的两根所述次梁之间放置有钢楼承板。
优选的，所述立柱为长方体结构，所述立柱包括四个长方体角部钢管，四个所述角部钢管分别位于所述立柱的四个角部位置，相邻的所述立柱之间架设有侧板，以围成一个长方体柱状结构；所述立柱内浇筑有第一填充料；所述角部钢管内浇筑有第二填充料。
优选的，所述立柱包括至少两块横隔板；所述横隔板包括上横隔板和下横隔板；所述上横隔板和所述下横隔板均设于所述立柱的侧板上，所述上横隔板与所述主梁的上表面齐平，所述下横隔板与所述主梁的下表面齐平，所述上横隔板与所述下横隔板之间设有用于与所述主梁固定连接的主梁连接板；
优选的，所述主梁包括第一方向主梁和第二方向主梁；
所述第一方向主梁为局部波纹腹板的优腹梁，所述局部波纹腹板优腹梁的跨中段为波纹腹板H型钢；所述局部波纹腹板优腹梁的两端为平腹板H型钢；
所述第二方向主梁为所述波纹腹板H型钢。
优选的，所述波纹腹板H型钢包括跨中段上翼缘板、跨中段下翼缘板和波纹腹板
所述跨中段上翼缘板和所述跨中段下翼缘板平行设置，所述波纹腹板架设于所述跨中段上翼缘板和所述跨中段下翼缘板之间；
所述平腹板H型钢包括侧端上翼缘板、侧端下翼缘板和平腹板；所述侧端上翼缘板和所述侧端下翼缘板平行设置，所述平腹板架设于所述侧端上翼缘板和所述侧端下翼缘板之间。
优选的，所述局部波纹腹板优腹梁的所述跨中段上翼缘板的两端分别与所述侧端上翼缘板的端头通过焊接固定连接；并且所述跨中段上翼缘板与所述侧端上翼缘板同直线设置；
所述跨中段下翼缘板的两端分别与所述侧端下翼缘板的端头通过焊接固定连接；并且所述跨中段下翼缘板与所述侧端下翼缘板同直线设置。
优选的，所述次梁为组合上弦桁架次梁，所述组合上弦桁架次梁包括上弦杆、下弦杆和多段斜腹杆；所述上弦杆与所述下弦杆平行设置，所述腹杆定位于所述上弦杆和所述下弦杆之间。
优选的，所述下弦杆包括两根“L”形下弦杆；两根所述“L”形下弦杆的竖边相对平行设置；
所述腹杆下端的连接点嵌合于两根所述“L”形下弦杆的竖边之间，并且通过焊接与所述“L”形下弦杆的竖边固定连接。
优选的，所述钢楼承板设于相邻的所述上弦桁架次梁的所述上弦杆之间，并且所述上弦杆的上端面略高于所述钢楼承板的平面；
设置钢筋网片铺设于所述上弦杆的上端面和所述钢楼承板的表面；
所述钢筋网片与所述上弦杆的上端面接触点被抬高，从而使所述钢筋网片呈波浪形铺设于所述钢楼承板表面；
所述钢筋网片为单层双向钢筋网片。
优选的，所述组合楼盖框架结构建筑系统包括两根所述第一方向主梁、两根所述第二方向主梁和四根所述立柱；
四根所述立柱以矩形的四个角布置；所述第一方向主梁和所述方向主梁均架设于相邻设置的两根所述立柱之间；两根所述第一方向主梁平行设置，两根所述第二方向主梁平行，所述第一方向主梁和所述第二方向主梁垂直设置，以形成一个长方体状的框架系统。
与现有技术相比，本发明的优势之处在于：
(1)本发明采用立柱、主梁、次梁、钢楼承板四者的组合，形成独特的组合建筑系统，实验研究分析结果表明，框架的层间位移角可按1/300H控制。从而使柱截面相比同样设计条件下的混凝土框架体系中的柱截面可以减小，提高楼面面积利用率，且更节省造价。相比全钢截面的柱，办发明的立柱会节省大量用钢，经济性明显。
(2)采用钢楼承板，优点是可以免拆模板，且特定板型的钢楼承板有较大的空心率，使楼板总厚较厚时实际混凝土的用量相对较少。从而使整体楼盖自重减轻，产生一系列的好处，如使桁架、主钢梁、柱子都因此而减小型号，地震力也因而减小，达到整个框架系统都能节省造价的目标。
(3)桁架次梁间距较密，因而钢楼承板厚度可以相应减小。1.2m左右跨度的钢楼承板在采用0.6mm厚度的情况下，挠度为1/250L以内。较薄的钢楼承板大大节省造价，相比传统2.5-3.0m左右次梁间距采用1.2mm厚的3W型钢楼承板，本系统节省钢楼承板造价超过50％。
(4)同样因为组合上弦桁架次梁的间距较密，楼板的配筋也很节省。500kg/m2楼面荷载的情况下，当次梁间距设为1.25mm，钢筋网片采用Ф6@200的单层双向钢筋即可满足，对应的平方米用钢量仅2.2kg/m2,相比Ф8@200双层双向的钢筋，节省72％。
综上，该系统各部件组合在一起，就形成了一套完全区别于以往传统做法的框架建筑系统，其经济性方面具有十分明显的优势。
附图说明
图1为本发明一实施例中组合楼盖框架结构建筑系统的整体结构示意图；
图2为本发明一实施例中立柱的结构示意图；
图3为本发明一实施例中第一方向主梁的结构示意图；
图4为本发明一实施例中第二方向主梁的结构示意图；
图5为本发明一实施例中次梁的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。
如图1所示，本发明提出一种组合楼盖框架结构建筑系统，包括多根立柱1、多根主梁和多根次梁4；多根立柱1以一定的间距相平行设置；相邻的两根立柱1之间架设有主梁；多根次梁4架设于相对设置的两根主梁之间；相邻的两根次梁4之间放置有钢楼承板5。
本发明采用立柱1、主梁、次梁4、钢楼承板5四者的组合，形成独特的组合建筑系统，实验研究分析结果表明，框架的层间位移角可按1/300H控制。从而使柱截面相比同样设计条件下的混凝土框架体系中的柱截面可以减小，提高楼面面积利用率，且更节省造价。相比全钢截面的柱，办发明的立柱1会节省大量用钢，经济性明显。
采用钢楼承板5，优点是可以免拆模板，且特定板型的钢楼承板5有较大的空心率，使楼板总厚较厚时实际混凝土的用量相对较少。从而使整体楼盖自重减轻，产生一系列的好处，如使桁架、主钢梁、柱子都因此而减小型号，地震力也因而减小，达到整个框架系统都能节省造价的目标。
如图2所示，在本实施例中，立柱1为长方体结构，立柱1包括四个长方体角部钢管11，四个角部钢管11分别位于立柱1的四个角部位置，相邻的立柱1之间架设有侧板12，以围成一个长方体柱状结构；立柱1内浇筑有第一填充料；角部钢管11内浇筑有第二填充料；侧板为波纹腹板23。
在本实施例中，立柱1包括至少两块横隔板；横隔板包括上横隔板13和下横隔板14；上横隔板13和下横隔板14均设于立柱1的侧板12上，上横隔板13与主梁的上表面齐平，下横隔板14与主梁的下表面齐平，上横隔板13与下横隔板14之间设有用于与主梁固定连接的主梁连接板15；上横隔板13与下横隔板14的设置，便于主梁连接时定位的精准。
立柱1的侧板12上还设有上柱连接板16,上柱连接板16上预设有螺栓孔，用于下柱和上柱施工时的连接，从而便于调整立柱的整体高度，适用多种建筑结构。
如图3和图4所示，在本实施例中，主梁包括第一方向主梁2和第二方向主梁3；
第一方向主梁2为局部波纹腹板23的优腹梁，局部波纹腹板23优腹梁的跨中段为波纹腹板H型钢；局部波纹腹板23优腹梁的两端为平腹板H型钢；
第二方向主梁3为波纹腹板H型钢。与柱子交叉的楼面主梁有两个方向，用于搁置次梁的称为主受力方向主梁，无次梁搁置的称为次受力方向主梁(也称“次方向主梁”)；次方向主梁由于其上无次梁搁置，受力较小，主要承当其对应的楼板荷载，以及框架侧向受力时产生的内力，且这根梁的高度，通常低于主受力方向的主梁，对层高的净高不起控制作用，梁高可以做得相对高一些，同时，这根次梁的腹板可以做得较薄；采用波纹腹板H型钢，与这根梁的受力状态匹配，能够节省用钢；
在本实施例中，波纹腹板H型钢包括跨中段上翼缘板21、跨中段下翼缘板22和波纹腹板23。
跨中段上翼缘板21和跨中段下翼缘板22平行设置，波纹腹板23架设于跨中段上翼缘板21和跨中段下翼缘板22之间；
平腹板H型钢包括侧端上翼缘板24、侧端下翼缘板25和平腹板26；侧端上翼缘板24和侧端下翼缘板25平行设置，平腹板26架设于侧端上翼缘板24和侧端下翼缘板25之间。
主梁近柱端采用平腹板H型钢梁，具有较大的抗弯抗剪承载力，跨中段具有较小的抗弯抗剪承载力，梁的抗弯抗剪承载力曲线与梁的弯矩包络曲线及剪力包络曲线吻合，既可以节省20％～40％的钢材，又可以让主梁在大震下的塑性铰外移，让框架具有更好的延性和耗能能力，实现大震不倒的抗震设防目标。
在本实施例中，组合楼盖框架结构建筑系统包括两根第一方向主梁2、两根第二方向主梁3和四根立柱1；
四根立柱1以矩形的四个角布置；第一方向主梁2和方向主梁均架设于相邻设置的两根立柱1之间；两根第一方向主梁2平行设置，两根第二方向主梁3平行，第一方向主梁2和第二方向主梁3垂直设置，以形成一个长方体状的框架系统。
在本实施例中，局部波纹腹板23优腹梁的跨中段上翼缘板21的两端分别与侧端上翼缘板24的端头通过焊接固定连接；并且跨中段上翼缘板21与侧端上翼缘板24同直线设置；
跨中段下翼缘板22的两端分别与侧端下翼缘板25的端头通过焊接固定连接；并且跨中段下翼缘板22与侧端下翼缘板25同直线设置。
如图5所示，在本实施例中，次梁4为上弦桁架次梁，上弦桁架次梁包括上弦杆41、下弦杆43和多段斜腹杆42；上弦杆41与下弦杆43平行设置，腹杆42定位于上弦杆41和下弦杆43之间。
在本实施例中，下弦杆43包括两根“L”形下弦杆；两根“L”形下弦杆的竖边相对平行设置。
腹杆42下端的连接点嵌合于两根“L”形下弦杆的竖边之间，并且通过焊接与“L”形下弦杆的竖边固定连接。
在本实施例中，钢楼承板5设于相邻的上弦桁架次梁的上弦杆41之间，并且上弦杆41的上端面略高于钢楼承板5的平面；
设置钢筋网片6铺设于上弦杆41的上端面和钢楼承板5的表面；钢筋网片6与上弦杆41的上端面接触点被抬高，呈波浪形设置；构成楼层板中的负弯矩钢筋。
钢筋网片6为单层双向钢筋网片6，钢筋网片6表面相应的浇筑混凝土。在混凝土达到设计强度之后，依靠与混凝土的结合力，构建钢桁架上弦杆41与混凝土的组合受力，达到最佳的承载能力。此楼盖系统中的楼承板采用B-deck楼承板，B-deck楼承板折算厚度仅75mm-90mm,楼盖自重轻，同时也适用于批量化工业生产，并能在楼板混凝土浇筑过程中作为永久模板，不需要拆卸，从而降低综合造价。
桁架次梁间距较密，因而钢楼承板5厚度可以相应减小。1.2m左右跨度的钢楼承板5在采用0.6mm厚度的情况下，挠度为1/250L以内。较薄的钢楼承板5大大节省造价，相比传统2.5-3.0m左右次梁4间距采用1.2mm厚的3W型钢楼承板5，本系统节省钢楼承板5造价超过50％。
同样因为组合上弦桁架次梁的间距较密，楼板的配筋也很节省。500kg/m2楼面荷载的情况下，当次梁4间距设为1.25mm，钢筋网片6采用Ф6@200的单层双向钢筋即可满足，对应的平方米用钢量仅2.2kg/m2,相比Ф8@200双层双向的钢筋，节省72％。
综上，该系统各部件组合在一起，就形成了一套完全区别于以往传统做法的框架建筑系统，其经济性方面具有十分明显的优势。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种组合楼盖框架结构建筑系统，其特征在于，包括多根立柱、多根主梁和多根次梁；多根所述立柱以一定的间距相平行设置；相邻的两根立柱之间架设有所述主梁；多根所述次梁架设于相对设置的两根所述主梁之间；相邻的两根所述次梁之间放置有钢楼承板；
所述立柱包括至少两块横隔板；所述横隔板包括上横隔板和下横隔板；所述上横隔板和所述下横隔板均设于所述立柱的侧板上，所述上横隔板与所述主梁的上表面齐平，所述下横隔板与所述主梁的下表面齐平，所述上横隔板与所述下横隔板之间设有用于与所述主梁固定连接的主梁连接板；
所述主梁包括第一方向主梁和第二方向主梁；
所述第一方向主梁为局部波纹腹板的优腹梁，所述局部波纹腹板优腹梁的跨中段为波纹腹板H型钢；所述局部波纹腹板优腹梁的两端为平腹板H型钢；
所述第二方向主梁为所述波纹腹板H型钢；
所述波纹腹板H型钢包括跨中段上翼缘板、跨中段下翼缘板和波纹腹板；
所述跨中段上翼缘板和所述跨中段下翼缘板平行设置，所述波纹腹板架设于所述跨中段上翼缘板和所述跨中段下翼缘板之间；
所述平腹板H型钢包括侧端上翼缘板、侧端下翼缘板和平腹板；所述侧端上翼缘板和所述侧端下翼缘板平行设置，所述平腹板架设于所述侧端上翼缘板和所述侧端下翼缘板之间；
所述次梁为组合上弦桁架次梁，所述组合上弦桁架次梁包括上弦杆、下弦杆和多段斜腹杆；所述上弦杆与所述下弦杆平行设置，所述腹杆定位于所述上弦杆和所述下弦杆之间；
所述钢楼承板设于相邻的所述组合上弦桁架次梁的所述上弦杆之间，并且所述上弦杆的上端面略高于所述钢楼承板的平面；
设置钢筋网片铺设于所述上弦杆的上端面和所述钢楼承板的表面；
所述钢筋网片与所述上弦杆的上端面接触点被抬高，从而使所述钢筋网片呈波浪形铺设于所述钢楼承板表面；
所述钢筋网片为单层双向钢筋网片。
2.根据权利要求1所述的组合楼盖框架结构建筑系统，其特征在于，所述立柱为长方体结构，所述立柱包括四个长方体角部钢管，四个所述角部钢管分别位于所述立柱的四个角部位置，相邻的所述立柱之间架设有侧板，以围成一个长方体柱状结构；所述立柱内浇筑有第一填充料；所述角部钢管内浇筑有第二填充料。
3.根据权利要求1所述的组合楼盖框架结构建筑系统，其特征在于，所述局部波纹腹板优腹梁的所述跨中段上翼缘板的两端分别与所述侧端上翼缘板的端头通过焊接固定连接；并且所述跨中段上翼缘板与所述侧端上翼缘板同直线设置；
所述跨中段下翼缘板的两端分别与所述侧端下翼缘板的端头通过焊接固定连接；并且所述跨中段下翼缘板与所述侧端下翼缘板同直线设置。
4.根据权利要求1所述的组合楼盖框架结构建筑系统，其特征在于，所述下弦杆包括两根“L”形下弦杆；两根所述“L”形下弦杆的竖边相对平行设置；
所述腹杆下端的连接点嵌合于两根所述“L”形下弦杆的竖边之间，并且通过焊接与所述“L”形下弦杆的竖边固定连接。
5.根据权利要求1所述的组合楼盖框架结构建筑系统，其特征在于，所述组合楼盖框架结构建筑系统包括两根所述第一方向主梁、两根所述第二方向主梁和四根所述立柱；
四根所述立柱以矩形的四个角布置；所述第一方向主梁和所述第二 方向主梁均架设于相邻设置的两根所述立柱之间；两根所述第一方向主梁平行设置，两根所述第二方向主梁平行，所述第一方向主梁和所述第二方向主梁垂直设置，以形成一个长方体状的框架系统。
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