CN111411694A - 一体化装配式框架结构建筑体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑构件领域，公开了一种一体化装配式框架结构建筑体系，其包括框架结构、墙板和楼板，框架结构包括框架柱和框架梁，框架柱和框架梁由型钢骨架组成，型钢骨架包括若干个单元立体骨架和单元平面骨架；单元平面骨架为长方形，包括水平型钢构件和竖向型钢构件；单元立体骨架为长方体，四个侧立面均为单元平面骨架；框架结构四个外侧面均由单元平面骨架组成，内部由单元立体骨架组成。本发明取缔了金属套筒连接、套筒灌浆、二次支护模板、二次浇注混凝土多道施工工序，消除了预制构件连接的接缝和连接节点，框架柱和框架梁内浇注混凝土构成的框架结构增加了结构强度，承载力大，提升了结构的抗震能力。

Description

一体化装配式框架结构建筑体系

技术领域

本发明涉及建筑构件领域，具体而言，涉及一种一体化装配式框架结构建筑体系。

背景技术

建筑框架结构主要包括钢框架结构和钢筋混凝土框架结构两种结构形式，这两种结构各有长处和短板。

钢结构具有自重轻、承载力大、结构性好和易加工的优点，可直接应用到装配式钢框架结构建筑中，但是钢结构容易锈蚀、耐火性差，需要单独的工序解决防锈和防火问题，由于钢框架结构的钢梁钢柱是连续贯通的结构构件，容易传递上下楼层的声音，阻音隔声难，影响使用舒适效果。

在钢筋混凝土框架结构中,混凝土的整体刚度性强、和易性好，现场浇注易施工、防火性能优良，但是现场施工浇注混凝土需要大量的模板和支护支撑及脚手架，而且混凝土自重大，增加承重结构的负重，不利于结构设计。

如图1所示,在目前的实施应用中，通用的设计施工安装方法是把钢筋混凝土框架结构中的梁、柱拆分，受力钢筋断开，在工厂加工成预制构件，然后运至施工现场安装，预制构件连接处的预留钢筋用金属套筒连接在一起，金属套筒内注入水泥基浆料，再在预制构件连接处二次浇注混凝土使预制构件连接成一体，形成装配式钢筋混凝土框架结构(简称PC结构)，实现装配式建筑之目的。

这种方法，使承重结构构件的梁、柱产生了大量的连接节点，由于预制构件连接处节点是二次浇注混凝土,节点刚度有所降低，在设计上还需要增大预制构件的截面尺寸，来弥补连接部位产生的不确定因素对结构主体的不利影响。这种简单地叠加式的装配化设计施工安装方法，没有发挥混凝土的整体性好、强度高和易成型的性能优势，同时单纯地工厂化预制，消耗了大量的蒸气养生需要的能源，不仅成倍数地增加了混凝土本身的价格，也增加了工厂到工地的二次运输和费用；大量地使用金属套筒连接构件，增加了建造成本和安装金属套筒连接和注浆的工时，也降低了施工安装效率；同时金属套筒内部注浆是封闭的隐蔽施工，套筒内部的空气难于全部排出，容易产生空洞不密实，而且无法检测灌浆的密实度和质量监控，给受力钢筋连接的可靠性带来不确定的安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于针对以上不足,提供一种一体化装配式框架结构建筑体系。

为了实现上述目的，本发明的一体化装配式框架结构建筑体系，包括框架结构、墙板和楼板，框架结构包括框架柱和框架梁，框架柱和框架梁内浇筑有混凝土；

框架柱和框架梁由型钢骨架组成，型钢骨架包括若干个单元立体骨架和单元平面骨架；

单元平面骨架为长方形，包括上下两个平行的水平型钢构件和左右两个平行的竖向型钢构件，水平型钢构件的两端分别与竖向型钢构件垂直固定，竖向型钢构件的两端伸出水平型钢构件一定的长度；

单元立体骨架包括两个单元平面骨架，两个单元平面骨架之间通过水平型钢构件连接，构成四个侧立面均为单元平面骨架的长方体；

框架结构四个外侧面均由单元平面骨架组成，内部由单元立体骨架组成；

在同一楼层内，相邻的四个单元立体骨架的竖向型钢构件组成框架柱，上下楼层的相邻的四个单元立体骨架的水平型钢构件组成框架梁；上下楼层的框架柱对应连接，连接节点位于框架梁内。

优选地，水平型钢构件和竖向型钢构件为“C”型、“U”型或“L”型型钢，型钢构件的开口方向一致，均朝内或朝外。

优选地，组成框架柱或框架梁的型钢构件通过连接件连接。

优选地，连接件为对穿连接螺栓，相邻的型钢构件之间通过对穿连接螺栓连接，对穿连接螺栓为对称结构，两端为内丝螺栓，中间连接有螺杆，螺杆的两端固定有挡片，挡片之间的距离与相邻的两个型钢构件之间的距离相同。

优选地，连接件为条形连接板，相邻的型钢构件分别与条形连接板焊接或栓接。

优选地，框架柱和框架梁表面包覆有一体化免拆除模板，内部浇筑有混凝土。

优选地，一体化免拆除模板为水泥基的压力板、预制混凝土薄板、蒸压加气混凝土薄板或陶粒混凝土薄板。

优选地，墙板为预制墙板，包括外墙板和内墙板，外墙板固定于框架结构外侧，内墙板固定于框架结构内侧。

优选地，外墙板为自带花纹或带有瓷砖或石材装饰面层的外墙板。

优选地，楼板包括预制层和现浇层，现浇层与框架梁内混凝土一起浇筑。

上述一体化装配式框架结构建筑体系的安装方法，包括以下步骤：

第一步，预制单元平面骨架，将四个“C”型、“U”型或“L”型的型钢依次固定连接；

第二步，预制单元立体骨架，将两个单元平面骨架通过水平型钢构件进行连接，构成四个侧立面均为单元平面骨架的长方体；

第三步，将预制好的单元立体骨架吊装至指定的安装位置，进行校正、就位、连接，形成整个楼层的框架体；

第四步，将上下两层的框架结构对正、连接，形成整栋建筑的框架结构；

第五步，安装楼板，安装绑扎设计要求的钢筋；

第六步，在框架梁和框架柱表面安装一体化模板；

第七步，向框架梁及框架柱内浇筑混凝土，浇筑楼层混凝土；

第八步，安装预制墙板，外墙板位于框架结构外侧，内墙板位于框架结构内侧。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明充分发挥了钢材和混凝土优越的性能特点，取缔了金属套筒连接、套筒灌浆、二次支护模板、二次浇注混凝土多道施工工序和建筑资材消耗，消除了预制构件连接的接缝和连接节点，保障了工程质量、延长了使用寿命；框架梁和框架柱内浇注混凝土构成的框架结构，增加了结构强度，承载力大，提升了结构的抗震能力。与传统的结构相比，在同等设计条件下，可以减小框架梁和框架柱的截面尺寸，增加使用面积，提高使用空间的利用；

(2)本发明采用标准化设计，框架梁、框架柱、连接件、连接螺栓、楼板、内墙板和外墙板均设计成标准的部品部件，进行工厂标准化加工，生产效率高；所有部品部件可以输入数字化信息跟踪管理，提升了施工管理现代化水平，促进了产业升级；

(3)本发明的预制墙体，对框架结构直接形成防火保护层，减少了防火覆盖的施工工序，同时预制墙体具有防止墙体冷桥、热桥、结露的特点，还具有隔音、隔热、保温、防寒、防火的特点，提升了办公居住使用舒适的效果；

(4)本发明的内外墙板不需要抹灰找平，减少了大量墙面抹灰的工程量，同时采用自带装饰面层的外墙板可以实现外墙装饰保温一体化，具有外墙防火、防开裂、防雨水渗漏、防止保温层脱落、耐久性好、寿命长的优点。

附图说明

图1是现有技术中钢筋混凝土框架结构连接示意图；

图2是单元平面骨架结构示意图；

图3是单元立体骨架结构示意图

图4是安装完成的框架结构示意图；

图5是上下层框架柱连接节点示意图；

图6是梁柱连接结构示意图；

图7是对穿连接螺栓结构示意图；

图8是本发明的建筑体系结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：1、单元平面骨架；11、水平型钢构件；12、竖向型钢构件；2、单元立体骨架；3、对穿连接螺栓；31、内丝螺栓；32、螺杆；33、挡片；4、连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的一体化装配式框架结构建筑体系，包括框架结构、墙板和楼板，框架结构包括框架柱和框架梁，框架柱和框架梁内浇筑有混凝土；

框架柱和框架梁由型钢骨架组成，型钢骨架包括若干个单元平面骨架1和单元立体骨架2；

如图2所示，单元平面骨架1为长方形，包括上下两个平行的水平型钢构件11和左右两个平行的竖向型钢构件12，水平型钢构件的两端分别与竖向型钢构件垂直固定，竖向型钢构件的两端伸出水平型钢构件一定的长度；水平型钢构件和竖向型钢构件为“C”型、“U”型或“L”型型钢，型钢构件的开口方向一致，均朝内或朝外。

如图3所示，单元立体骨架2包括两个单元平面骨架1，两个单元平面骨架之间通过四根水平型钢构件连接，构成四个侧立面均为单元平面骨架的长方体；

整个框架结构由若干个单元平面骨架1和单元立体骨架2组成，其中框架结构的四个外侧面均由单元平面骨架组成，内部由单元立体骨架组成；

如图4所示，将单元平面骨架1和单元立体骨架2进行排列组合就形成了框架柱和框架梁；其中，在同一楼层内，相邻的四个竖向型钢构件组成框架柱，相邻的竖向型钢构件之间间隔一定的距离，上下楼层的相邻的四个水平型钢构件组成框架梁，相邻的水平型钢构件之间也间隔一定的距离；上下楼层的框架柱对应连接，由于竖向型钢构件的两端伸出水平型钢构件一定的长度，使得上下框架柱的连接节点正好位于框架梁内，如图5所示。在框架梁和框架柱内部浇筑混凝土后，连接节点被浇注的混凝土包裹在框架柱内，与框架梁和框架柱成为一体，构成无接缝、无连接节点的框架结构。

组成框架柱或框架梁的型钢构件通过连接件连接，如图6所示，连接件可以为对穿连接螺栓3或者连接板4；

如图7所示，对穿连接螺栓3为对称结构，两端为内丝螺栓31，中间连接有螺杆32，螺杆的两端固定有挡片33，挡片之间的距离与相邻的两个型钢构件之间的距离相同，挡片的作用是防止型钢构件向中间移动。

连接件还可以为条形连接板4，相邻的型钢构件分别与条形连接板焊接或栓接。

框架柱和框架梁表面包覆有一体化免拆除模板，一体化免拆除模板可以为水泥基的压力板、预制混凝土薄板、蒸压加气混凝土薄板或陶粒混凝土薄板，

墙板为预制墙板，包括外墙板和内墙板，外墙板固定于框架结构外侧，内墙板固定于框架结构内侧。外墙板和内墙板表面自身具有很好的平整度和光洁度，不需要再次抹水泥砂浆找平层。在装修时，经过封堵螺栓孔、刮腻子、刷涂料处理之后就可以达到内外装修的要求。外墙板可以采用自带花纹或带有瓷砖或石材装饰面层的外墙板。自带花纹或带有瓷砖或石材装饰面层的外墙板可以起到使外墙装饰一体化的作用。

楼板包括预制层和现浇层，现浇层与框架梁内混凝土一起浇筑。

上述一体化装配式框架结构建筑体系的安装方法，包括以下步骤：

第一步，预制单元平面骨架，将四个型钢构件依次固定连接；

第二步，预制单元立体骨架，将两个单元平面骨架通过水平型钢构件进行连接，构成四个侧立面均为单元平面骨架的长方体；

第三步，将预制好的单元立体骨架吊装至指定的安装位置，进行校正、就位、连接，形成整个楼层的框架体；

第四步，将上下两层的框架结构对正、连接，形成整栋建筑的框架结构；

第五步，安装楼板，安装绑扎设计要求的钢筋；

第六步，在框架梁和框架柱表面安装一体化模板；

第七步，向框架梁及框架柱内浇筑混凝土，浇筑楼层混凝土；

第八步，安装预制墙板，外墙板位于框架结构外侧，内墙板位于框架结构内侧。

最终形成如图8所示的一体化装配式框架结构建筑。

以上所述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 (10)

1.一种一体化装配式框架结构建筑体系，包括框架结构、墙板和楼板，框架结构包括框架柱和框架梁，框架柱和框架梁内浇筑有混凝土，其特征在于，

框架柱和框架梁由型钢骨架组成，型钢骨架包括若干个单元立体骨架(2)和单元平面骨架(1)；

单元平面骨架(1)为长方形,包括上下两个平行的水平型钢构件(11)和左右两个平行的竖向型钢构件(12)，水平型钢构件(11)的两端分别与竖向型钢构件(12)垂直固定，竖向型钢构件(12)的两端伸出水平型钢构件(11)一定的长度；

单元立体骨架(2)包括两个单元平面骨架(1)，两个单元平面骨架(1)之间通过水平型钢构件(11)连接，构成四个侧立面均为单元平面骨架(1)的长方体；

框架结构四个外侧面均由单元平面骨架(1)组成，内部由单元立体骨架(2)组成；

在同一楼层内，相邻的四个单元立体骨架(2)的竖向型钢构件(12)组成框架柱，上下楼层的相邻的四个单元立体骨架(2)的水平型钢构件(11)组成框架梁；上下楼层的框架柱对应连接，连接节点位于框架梁内。

2.根据权利要求1所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，水平型钢构件(11)和竖向型钢构件(12)为“C”型、“U”型或“L”型型钢，型钢构件的开口方向一致，均朝内或朝外。

3.根据权利要求1所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，组成框架柱或框架梁的型钢构件通过连接件连接。

4.根据权利要求3所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，连接件为对穿连接螺栓(3)，相邻的型钢构件之间通过对穿连接螺栓(3)连接，对穿连接螺栓(3)为对称结构，两端为内丝螺栓(31)，中间连接有螺杆(32)，螺杆(32)的两端固定有挡片(33)，挡片(33)之间的距离与相邻的两个型钢构件之间的距离相同。

5.根据权利要求1所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，连接件为条形连接板(4)，相邻的型钢构件分别与条形连接板(4)焊接或栓接。

6.根据权利要求1所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，框架柱和框架梁表面包覆有一体化免拆除模板，内部浇筑有混凝土。

7.根据权利要求6所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，一体化免拆除模板为水泥基的压力板、预制混凝土薄板、蒸压加气混凝土薄板或陶粒混凝土薄板。

8.根据权利要求1所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，墙板为预制墙板，包括外墙板和内墙板，外墙板固定于框架结构外侧，内墙板固定于框架结构内侧。

9.根据权利要求8所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，外墙板为内置保温层、外面自带花纹或带有瓷砖或石材装饰面层的外墙板。

10.根据权利要求1所述的一体化装配式框架结构建筑体系，其特征在于，楼板包括预制层和现浇层，现浇层与框架梁内混凝土一起浇筑。

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