CN112482563B - 一种装配式建筑砼钢混合框架结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式建筑砼钢混合框架结构及装配方法，所述一种装配式建筑砼钢混合框架结构包括预制梁、预制柱、柱下钢结构嵌套以及柱上钢结构嵌套。预制柱的上下两端均设置有柱端嵌芯，预制梁的两端均设置有梁端嵌芯。柱下钢结构嵌套包括底座以及第一套体，预制柱的下端嵌入第一套体内。柱上钢结构嵌套包括第二套体以及托槽。预制柱的端部设置柱端嵌芯，在预制梁的端部设置梁端嵌芯，通过采用柱下钢结构嵌套将预制柱安装到地面或楼面上，预制梁之间以及预制梁与预制柱之间通过柱上钢结构嵌套进行连接，柱下、柱上钢结构嵌芯与预制梁柱的连接精准，所需要的装配工具少，可以快速完成安装装配定型，提高施工安装的效率。

Description

一种装配式建筑砼钢混合框架结构及装配方法

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，更具体的，涉及一种装配式建筑砼钢混合框架结构及装配方法。

背景技术

根据国家乡村振兴战略实施要求与美丽乡村建设布局，大力促进乡村旅游业的发展，需要对现有的乡村进行建设。乡村的建设离不开房屋建筑的建设。乡村的房屋大多数低层建筑，在建设这些低层建筑时，为了节省搭建的时间，通常会采用模块化装配式建筑结构，将房子所需要的支撑柱以及支撑梁预先制作，在施工场地再进行拼接装配。但是现有的支撑柱与支撑梁之间大多是通过混凝土湿操作来连接，连接精度较低，并且需要长时间的定型，施工效率不高。对于单纯钢结构、轻钢结构、铝合金结构，由于岭南民俗的居住习惯，对“金属的冰冷感觉”而常常产生抵触心理，而不能普及型地作为民宅结构。

发明内容

为了克服现有钢筋混泥土预制件技术中梁柱连接精度低，存在湿操作引起施工效率低的缺陷，结合岭南民俗的居住习惯，从综合钢筋混泥土框架结构与钢结构各自优势，本发明所要解决的技术问题在于提出一种装配式建筑砼钢混合框架结构及装配方法，其能够精准快速地将柱与梁拼接起来，并且具有拼接精度高的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种装配式建筑砼钢混合框架结构，包括预制梁、预制柱、柱下钢结构嵌套以及柱上钢结构嵌套。所述预制柱的上下两端均设置有柱端嵌芯，所述预制梁的两端均设置有梁端嵌芯。所述柱下钢结构嵌套包括底座以及第一套体，两个以上所述底座固定于所述第一套体的底部，所述预制柱的下端嵌入所述第一套体内，位于下方的所述柱端嵌芯与所述第一套体固定。所述柱上钢结构嵌套包括第二套体以及托槽，两个以上托槽设置于所述第二套体的顶部，所述预制柱的上端嵌入所述第二套体内，位于上方的所述柱端嵌芯与所述第二套体固定。所述预制梁的端部嵌于所述托槽内，且所述梁端嵌芯与所述托槽固定连接。

在本发明较佳的技术方案中，所述底座固定于所述第一套体侧壁的下端，且所述底座延伸出所述第一套体的侧边，所述底座上开设有第一固定孔，所述第一套体上开设有第二固定孔。

在本发明较佳的技术方案中，至少2个所述托槽固定于所述第二套体的顶部，且所述托槽延伸出所述第二套体的侧边，所述至少2个所述托槽之间相互连通，所述托槽上开设有第三固定孔，所述第二套体上开设有第四固定孔。

在本发明较佳的技术方案中，所述柱端嵌芯包括第一外壳、第一内侧钢板、第一钢筋支撑板以及相互垂直设置的2组第一穿柱钢管组，第一穿柱钢管组包括相互平行的至少2个底穿柱钢管，所述第一穿柱钢管组焊接于所述第一外壳内部，所述第一内侧钢板以及所述第一钢筋支撑板均焊接于所述第一外壳的内壁，所述第一内侧钢板还套设于其中一组第一穿柱钢管组的所述第一穿柱钢管上，所述第一钢筋支撑板上开设有至少1个用于支撑钢筋的缺口。

在本发明较佳的技术方案中，所述梁端嵌芯包括第二外壳、第二内侧钢板、第二钢筋支撑板以及相互垂直设置的2组第二穿柱钢管组，第二穿柱钢管组包括相互平行设置的至少2个第二穿柱钢管，第二穿柱钢管组焊接于所述第二外壳内部，所述第二内侧钢板以及所述第二钢筋支撑板均焊接于所述第二外壳的内壁，所述第二内侧钢板还套设于其中一组第二穿柱钢管组的所述穿柱钢管上，所述第二钢筋支撑板上开设有多个用于支撑钢筋的缺口，所述第二外壳的端部设置有三角形凸块。

在本发明较佳的技术方案中，所述预制梁包括预制横梁与预制纵梁，所述预制横梁与所述预制纵梁相互垂直固定于所述梁端嵌芯上，且所述预制纵梁端部的所述梁端嵌芯与所述预制横梁端部的所述梁端嵌芯抵接。

在本发明较佳的技术方案中，所述第二固定孔与所述第一穿柱钢管相适配，螺栓穿过所述第二固定孔与所述第一穿柱钢管实现所述柱下钢结构嵌套与下方的所述柱端嵌套固定。

所述第四固定孔与所述第一穿柱钢管相适配，螺栓穿过所述第四固定孔与所述第一穿柱钢管，实现所述柱上钢结构嵌套与上方的所述柱端嵌芯固定。

在本发明较佳的技术方案中，所述第三固定孔与所述第二穿柱钢管相适配，螺栓穿过所述第三固定孔与所述第二穿柱钢管，实现所述梁端嵌芯与所述柱上钢结构嵌套固定。

本发明还提供了一种装配式建筑砼钢混合框架结构的装配方法，包括以下步骤，S1：首层柱部件的安装，在楼面安装所述柱下钢结构嵌套，其中所述底座与楼面连接，再所述将预制柱安装到所述柱下钢结构嵌套上，其中所述预制柱下端的所述柱端嵌芯插入到所述第一套体内固定；

S2：二层梁与柱部件的连接安装，将柱上钢结构嵌套安装到所述预制柱的顶部，其中所述预制柱上端的所述柱端嵌芯嵌入所述第二套体内固定，将预制梁安装到所述柱上钢结构嵌套上，其中所述预制梁端部的所述梁端嵌芯嵌入所述托槽内固定；

S4：楼板与梁部件的连接安装，将楼板吊到所述预制梁上，调整楼板位置，利用螺栓将楼板固定到所述预制梁上；

S5：以楼板为基准面安装所述柱下钢结构嵌套，重复S1-S4，直至达到预定的楼层数量。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种装配式建筑砼钢混合框架结构，通过在预制柱的端部设置柱端嵌芯，在预制梁的端部设置梁端嵌芯，通过采用柱下钢结构嵌套将预制柱安装到地面或楼面上，预制梁之间以及预制梁与预制柱之间通过柱上钢结构嵌套进行连接，柱下、柱上钢结构嵌芯与预制梁柱的连接精准，所需要的装配工具少，可以快速完成安装装配定型，提高施工安装的效率。

附图说明

图1是本发明公开的一种装配式建筑砼钢混合框架结构实施例的结构示意图；

图2是本发明公开的一种装配式建筑砼钢混合框架结构实施例的爆炸结构示意图；

图3是图2中柱下钢结构嵌套的结构示意图；

图4是图2中T型柱下钢结构嵌套的结构示意图；

图5是图2中L型下钢结构嵌套的结构示意图；

图6是图2中柱上钢结构嵌套的结构示意图；

图7是图2中柱上钢结构嵌套的底部结构示意图；

图8是图2中T型柱上钢结构嵌套的结构示意图；

图9是图2中L型柱上钢结构嵌套的结构示意图；

图10是图2中柱端嵌芯的结构示意图；

图11是图2中梁端嵌芯的结构示意图。

图中：

1-预制柱，11-柱端嵌芯，12-第一外壳，13-第一穿柱钢管，14、第一内侧钢板，15-第一钢筋支撑板，16-缺口，2-预制梁，21-梁端嵌芯，22-第二外壳，23-第二穿柱钢管，24-第二内侧钢板，25-第二钢筋支撑板，26、凸块，3-柱下钢结构嵌套，31-底座，32-第一套体，33、第一固定孔，34、第二固定孔，4-柱上钢结构嵌套，41-第二套体，42-托槽，43-第四固定孔，44-第三固定孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-2所示，本发明提供了一种装配式建筑砼钢混合框架结构，包括预制梁2、预制柱1、柱下钢结构嵌套3以及柱上钢结构嵌套4。预制柱1的上下两端均设置有柱端嵌芯11，预制梁2的两端均设置有梁端嵌芯21。柱下钢结构嵌套3包括底座31以及第一套体32，两个以上底座31固定于第一套体32的底部，预制柱1的下端嵌入第一套体32内，位于下方的柱端嵌芯11与第一套体32固定。柱上钢结构嵌套4包括第二套体41以及托槽42，两个以上托槽42设置于第二套体41的顶部，预制柱1的上端嵌入第二套体41内，位于上方的柱端嵌芯11与第二套体41固定。预制梁2的端部嵌于托槽42内，且梁端嵌芯21与托槽42固定连接。

在进行拼接时，首先将安装地面清理干净，然后将柱下钢结构嵌套3安装到地面上。柱下钢结构嵌套3的安装位置即为预制柱1的位置，柱下钢结构嵌套3中的底座31安装到地面上，然后采用起重装置将预制柱1吊起来，预制柱1的底部嵌入到第一套体32内，具体是预制柱1底部的柱端嵌芯11嵌入到第一套体32内。第一套体32所设置的形状与柱端嵌芯11的形状相适配，柱端嵌芯11插入第一套体32内后不会有过多的空间导致其摇晃，然后在用液压千斤顶来辅助调整预制柱1的位置以及垂直度等，调整完毕后采用螺栓或者固定钉的方式将柱端嵌芯11与柱下钢结构嵌套3固定住。采用这样的方式将一层所有的预制柱1安装起来后，随即进行预制梁2的安装。

将柱上钢结构嵌套4安装到预制柱1的顶部，具体是第二套体41套到预制柱1顶上的柱端嵌芯11上，第二套体41的形状同样与柱端嵌芯11的形状相适配，柱上钢结构嵌套4可以紧密地套到预制柱1上，柱上钢结构嵌套4的位置调整好后，利用螺栓或固定钉等穿过第二套体41将柱上钢结构嵌套4固定在预制柱1上。然后采用起重装置将预制梁2横置吊起来，预制梁2的端部嵌到柱上钢结构嵌套4上，具体是梁端嵌芯21嵌到托槽42内。托槽42的形状大小规格也与预制梁2一致，梁端嵌芯21嵌入到托槽42内，在托槽42与梁端嵌芯21之间插入螺栓或固定钉，使两者之间紧密连接，柱上钢结构嵌套4上设置有2个以上的托槽42，每个托槽42均安装上一个预制梁2。通过上述方式将预制梁2安装完成后，将楼板安装到预制梁2上，楼板与预制梁2之间同样是通过螺栓或固定钉等进行固定。楼板安装完成后，以楼板为基准面，将柱下钢结构嵌套3安装到楼板上，再次重复前述步骤，将楼层安装高。柱上钢结构嵌套4、柱下钢结构嵌套3与预制梁2、预制柱1之间紧密连接，可以实现毫米级的公差配合，并且之间连接以后可以通过简单的方式固定，不仅可以提高装配的精度，提高工程质量，也大幅提高了装配的效率。

具体地，底座31固定于第一套体32侧壁的下端，如图3-5所示，且底座31延伸出第一套体32的侧边，底座31上开设有第一固定孔33，第一套体32上开设有第二固定孔34。底座31设置有两个以上，设置两个底座31,两个底座31在第一套体32上相邻设置，呈L型，设置三个底座31时，则呈T型，在设置四个底座31时以十字型呈现，因而可以根据安装地的实际情况，采用不同的底座31数量，L型的柱下钢结构嵌套3是在在墙角安设，安装地两面靠墙，仅能通过两个底座31来进行固定。T型的柱下钢结构嵌套3着适合在单面靠墙的情况下使用，通过三个底座31来进行固定。而十字型的柱下钢结构嵌套3则适合在无阻碍的地面进行安装，由于其通过4个底座31进行固定，其稳固程度也是最高的。底座31放置到合适的位置上后，通过将螺栓或固定钉等插入到第一固定孔33，将柱下钢结构嵌套3进行固定安装。柱端嵌芯11插入到第一套体32内后，往第二固定孔34穿过螺栓或固定插钉，将预制柱1与柱下钢结构嵌套3固定在一起。固定方式简单便捷高效，并且可以提供有力的固定。

具体地，如图6-9所示，至少2个托槽42固定于第二套体41的顶部，且托槽42延伸出第二套体41的侧边，至少2个托槽42之间相互连通，托槽42上开设有第三固定孔44，第二套体41上开设有第四固定孔43。第二套体41套到预制柱1上后，往第四固定孔43插入螺栓或固定插钉，完成两者之间的固定，同时预制梁2嵌入到托槽42内后，往第三固定孔44插入螺栓或固定插钉，使预制梁2与柱上钢结构嵌套4固定。同时按照前述底座31不同数量的设置，托槽42也可以同样采用两个设置成L型，采用是哪个设置成T型以及采用是个设置成十字形，设置的托槽42数量要根据设计中该点所要连接的预制梁2的数量而定，满足不同安装设计的要求。

具体地，如图10所示，柱端嵌芯11包括第一外壳12、第一内侧钢板14、第一钢筋支撑板15以及相互垂直设置的2住第一穿柱钢管组，第一穿柱钢管组包括相互平行的至少2个第一穿柱钢管13，第一穿柱钢管组焊接于第一外壳12内部，第一内侧钢板14以及第一钢筋支撑板15均焊接于第一外壳12的内壁，第一内侧钢板14还套设于其中一组第一穿柱钢管组的第一穿柱钢管13上，第一钢筋支撑板15上开设有多个至少1个支撑钢筋的缺口16。第一外壳12的形状与尺寸与第一套体32、第二套体41相适配，第一外壳12可以精确地嵌入第一套体32与第二套体41内。第一穿柱钢管13在第一外壳12内的位置与第二固定孔34开设的位置相对应，在进行固定时，螺栓穿过第二固定孔34以及第一穿柱钢管13，以将柱端嵌套与柱下钢结构嵌套3固定住。同样地第四固定孔43所设置的位置也与第一穿柱钢管13的位置相对应，通过穿过螺栓的方式实现固定。同时第一内侧钢板14对第一外壳12的结构提供支撑，提高第一外壳12的刚性，避免其受力变形。第一钢筋支撑板15上面开设的缺口16，可以让预制柱1内的钢筋得到支撑，增强预制柱1与柱端嵌芯11之间的整体性。

具体地，如图11所示，梁端嵌芯21包括第二外壳22、第二内侧钢板24、第二钢筋支撑板25以及相互垂直设置的2组第二穿柱钢管组，第二穿柱钢管组包括相互平行设置的至少2个第二穿柱钢管23，第二穿柱钢管组焊接于第二外壳22内部，第二内侧钢板24以及第二钢筋支撑板25均焊接于第二外壳22的内壁，第二内侧钢板24还套设于其中一组第二穿柱钢管组的第二穿柱钢管23上，第二钢筋支撑板25上开设有多个用于支撑钢筋的缺口16，第二外壳22的端部设置有三角形凸块26。第二穿柱钢管23所设置的位置与托槽42上的第三固定孔44的位置相对应，当梁端嵌芯21嵌入到托槽42内后，第三固定孔44与第二穿柱钢管23连通，通过往此处穿过螺栓，实现对两者的固定。第二内侧钢板24为第二外壳22提供支撑，提高其强度。第二钢筋支撑板25为预制梁2内部的钢筋进行支撑。当多个预制梁2连接到同一个柱上钢结构嵌套4时，预制梁2之间相互接触，预制梁2端部的的凸块26使相邻的预制梁2之前可以嵌到一起，是凸块26预先设置，使相邻的预制梁2端部紧密贴合，减少之间的缝隙，提高预制梁2之间配合的精度。

具体地，预制梁2包括预制横梁与预制纵梁，预制横梁与预制纵梁相互垂直固定于梁端嵌芯21上，且预制纵梁端部的梁端嵌芯21与预制横梁端部的梁端嵌芯21抵接。预制横梁与预制纵梁相互垂直设置，预制横梁横向设置，预制纵梁则纵向设置，互相配合实现对楼面的支撑。

具体地，第二固定孔34与第一穿柱钢管13相适配，螺栓穿过第二固定孔34与第一穿柱钢管13，实现柱下钢结构嵌套3与下方的柱端嵌套固定。第四固定孔43与第一穿柱钢管13相适配，螺栓穿过第四固定孔43与第一穿柱钢管13，实现柱上钢结构嵌套4与上方的柱端嵌芯11固定。第二固定孔34、第四固定孔43的开设位置与第一穿柱钢管13的位置相适配，在固定时，螺栓穿过相应的固定孔与第一穿柱钢管13即可以完成装配，这样的连接方式即精准又快速。

具体地，第三固定孔44与第二穿柱钢管23相适配，螺栓穿过第三固定孔44与第二穿柱钢管23，实现梁端嵌芯21与柱上钢结构嵌套4固定。第三固定孔44的位置与第二穿柱钢管23的位置相适配，在进行固定时，螺栓穿过第三固定孔44与第二穿柱钢管23，实现固定。

本发明还提供了一种装配式建筑砼钢混合框架结构的装配方法，包括以下步骤，S1：首层柱部件的安装，在楼面安装柱下钢结构嵌套3，其中底座31与楼面连接，再将预制柱1安装到柱下钢结构嵌套3上，其中预制柱1下端的柱端嵌芯11插入到第一套体32内固定；

S2：二层梁与柱部件的连接安装，将柱上钢结构嵌套4安装到预制柱1的顶部，其中预制柱1上端的柱端嵌芯11嵌入第二套体41内固定，将预制梁2安装到柱上钢结构嵌套4上，其中预制梁2端部的梁端嵌芯21嵌入托槽42内固定；

S4：楼板与梁部件的连接安装，将楼板吊到预制梁2上，调整楼板位置，利用螺栓将楼板固定到预制梁2上；

S5：以楼板为基准面安装柱下钢结构嵌套3，重复S1-S4，直至达到预定的楼层数量。

本实施例的其他技术采用现有技术。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种装配式建筑砼钢混合框架结构，其特征在于：包括预制梁(2)、预制柱(1)、柱下钢结构嵌套(3)以及柱上钢结构嵌套(4)；

所述预制柱(1)的上下两端均设置有柱端嵌芯(11)，所述预制梁(2)的两端均设置有梁端嵌芯(21)；

所述柱下钢结构嵌套(3)包括底座(31)以及第一套体(32)，两个以上所述底座(31)固定于所述第一套体(32)的底部，所述预制柱(1)的下端嵌入所述第一套体(32)内，位于下方的所述柱端嵌芯(11)与所述第一套体(32)固定；

所述柱上钢结构嵌套(4)包括第二套体(41)以及托槽(42)，两个以上托槽(42)设置于所述第二套体(41)的顶部，所述预制柱(1)的上端嵌入所述第二套体(41)内，位于上方的所述柱端嵌芯(11)与所述第二套体(41)固定；

所述预制梁(2)的端部嵌于所述托槽(42)内，且所述梁端嵌芯(21)与所述托槽(42)固定连接；

所述底座(31)固定于所述第一套体(32)侧壁的下端，且所述底座(31)延伸出所述第一套体(32)的侧边，所述底座(31)上开设有第一固定孔(33)，所述第一套体(32)上开设有第二固定孔(34)；

至少2个所述托槽(42)固定于所述第二套体(41)的顶部，且所述托槽(42)延伸出所述第二套体(41)的侧边，所述至少2个所述托槽(42)之间相互连通，所述托槽(42)上开设有第三固定孔(44)，所述第二套体(41)上开设有第四固定孔(43)；

所述梁端嵌芯(21)包括第二外壳(22)、第二内侧钢板(24)、第二钢筋支撑板(25)以及相互垂直设置的2组第二穿柱钢管组，第二穿柱钢管组包括相互平行设置的至少2个第二穿柱钢管(23)，第二穿柱钢管组焊接于所述第二外壳(22)内部，所述第二内侧钢板(24)以及所述第二钢筋支撑板(25)均焊接于所述第二外壳(22)的内壁，所述第二内侧钢板(24)还套设于其中一组第二穿柱钢管组的第二穿柱钢管(23)上，所述第二钢筋支撑板(25)上开设有多个用于支撑钢筋的缺口(16)，所述第二外壳(22)的端部设置有三角形凸块(26)。

2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑砼钢混合框架结构，其特征在于：

所述柱端嵌芯(11)包括第一外壳(12)、第一内侧钢板(14)、第一钢筋支撑板(15)以及相互垂直设置的2组第一穿柱钢管组，第一穿柱钢管组包括相互平行的至少2个第一穿柱钢管(13)，所述第一穿柱钢管组焊接于所述第一外壳(12)内部，所述第一内侧钢板(14)以及所述第一钢筋支撑板(15)均焊接于所述第一外壳(12)的内壁，所述第一内侧钢板(14)还套设于其中一组第一穿柱钢管组的所述第一穿柱钢管(13)上，所述第一钢筋支撑板(15)上开设有至少1个用于支撑钢筋的缺口(16)。

3.根据权利要求1或2所述的一种装配式建筑砼钢混合框架结构，其特征在于：

所述预制梁(2)包括预制横梁与预制纵梁，所述预制横梁与所述预制纵梁相互垂直固定于所述梁端嵌芯(21)上，且所述预制纵梁端部的所述梁端嵌芯(21)与所述预制横梁端部的所述梁端嵌芯(21)抵接。

4.根据权利要求2所述的一种装配式建筑砼钢混合框架结构，其特征在于：

所述第二固定孔(34)与所述第一穿柱钢管(13)相适配，

螺栓穿过所述第二固定孔(34)与所述第一穿柱钢管(13)，实现所述柱下钢结构嵌套(3)与下方的所述柱端嵌套固定；

所述第四固定孔(43)与所述第一穿柱钢管(13)相适配，螺栓穿过所述第四固定孔(43)与所述第一穿柱钢管(13)，实现所述柱上钢结构嵌套(4)与上方的所述柱端嵌芯(11)固定。

5.根据权利要求1所述的一种装配式建筑砼钢混合框架结构，其特征在于：

所述第三固定孔(44)与所述第二穿柱钢管(23)相适配，螺栓穿过所述第三固定孔(44)与所述第二穿柱钢管(23)，实现所述梁端嵌芯(21)与所述柱上钢结构嵌套(4)固定。

6.权利要求1-5任一项所述一种装配式建筑砼钢混合框架结构的装配方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：首层柱部件的安装，在楼面安装所述柱下钢结构嵌套(3)，其中所述底座(31)与楼面连接，再所述将预制柱(1)安装到所述柱下钢结构嵌套(3)上，其中所述预制柱(1)下端的所述柱端嵌芯(11)插入到所述第一套体(32)内固定；

S2：二层梁与柱部件的连接安装，将柱上钢结构嵌套(4)安装到所述预制柱(1)的顶部，其中所述预制柱(1)上端的所述柱端嵌芯(11)嵌入所述第二套体(41)内固定，将所述预制梁(2)安装到所述柱上钢结构嵌套(4)上，其中所述预制梁(2)端部的所述梁端嵌芯(21)嵌入所述托槽(42)内固定；

S4：楼板与梁部件的连接安装，将楼板吊到所述预制梁(2)上，调整楼板位置，利用螺栓将楼板固定到所述预制梁(2)上；

S5：以楼板为基准面安装所述柱下钢结构嵌套(3)，重复S1-S4，直至达到预定的楼层数量。

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