CN113026948A - 一种交错桁架结构体系及其节点构造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构技术领域，提供了一种交错桁架结构体系及其节点构造。本申请提供的交错桁架结构体系，包括预制钢筋混凝土柱、钢桁架、钢梁和预应力空心板，采用预制钢筋混凝土柱，具有节约钢材，耐火性耐久性良好，受力性能好和结构刚度大的优点。预制钢筋混凝土柱中预埋了与钢桁架连接的节点，包括在预制钢筋混凝土柱上设置牛腿，现场采用干式作业的方式与钢桁架连接，将钢桁架结构放置在牛腿上再进行节点安装的施工方式，大大减轻施工难度，容易保证施工精度，提高施工效率。

Description

一种交错桁架结构体系及其节点构造

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，更具体地说，是涉及一种交错桁架结构。

背景技术

交错桁架体系具有建筑空间大、工业化程度高的优点，但同时也存在一些不足。现有交错桁架体系多采用全钢结构，消耗钢材较多；现有交错桁架体系中的钢柱在安装中，需要起吊设备一直吊着桁架进行连接安装，施工难度较大；结构整体受力性能有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种节省材料，安全可靠，施工便捷，结构整体受力性能优越的交错桁架结构体系。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，一种交错桁架结构体系的节点构造，包括：预埋于预制钢筋混凝土柱的连接节点A、安装于钢桁架及钢梁上的连接节点B，所述连接节点A包括：牛腿、第一连接板、第二连接板、第三连接板，所述牛腿设置于所述预制钢筋混凝土柱，所述连接节点B包括：节点板、上弦杆角钢、节点板侧角钢、下弦杆角钢、钢梁上翼缘角钢、钢梁腹板角钢、钢梁下翼缘角钢，所述节点板设置于所述钢桁架，所述上弦杆角钢设置于所述钢桁架的上弦杆，所述节点板侧角钢设置于所述节点板，所述下弦杆角钢设置于所述钢桁架的下弦杆，所述钢梁腹板角钢设置于所述钢梁，所述钢梁上翼缘角钢与钢梁上翼缘相连，所述钢梁下翼缘角钢与钢梁下翼缘相连，所述上弦杆角钢和所述节点板侧角钢连接到所述第三连接板上，所述下弦杆角钢连接到所述第一连接板上，所述钢梁腹板角钢、所述钢梁上翼缘角钢和所述钢梁下翼缘角钢连接到所述第二连接板上，所述节点板底部与所述牛腿顶部相连。

可选的，所述上弦杆角钢、所述节点板侧角钢、所述下弦杆角钢、所述钢梁腹板角钢、所述钢梁上翼缘角钢、所述钢梁下翼缘角钢均设置有连接螺栓。

可选的，所述牛腿、所述第一连接板、所述第二连接板、所述第三连接板均预埋有预埋螺栓。

可选的，将所述上弦杆角钢替换为上弦杆腹板，将所述节点板侧角钢替换为节点板侧腹板，将所述下弦杆角钢替换为下弦杆腹板，将所述钢梁腹板角钢替换为钢梁腹板，所述上弦杆腹板和所述节点板侧腹板通过螺栓连接或焊接与所述第三连接板相连，所述下弦杆腹板通过螺栓连接或焊接与所述第一连接板相连，所述钢梁腹板通过螺栓连接或焊接与所述第二连接板相连。

可选的，所述节点板设置于所述上弦杆，所述节点板底部与所述牛腿顶部之间浇筑混凝土。

可选的，所述混凝土为细石膨胀混凝土。

第二方面，一种交错桁架结构体系，其特征在于，包括预制钢筋混凝土柱、钢桁架、钢梁和预应力空心板，所述预制钢筋混凝土柱、钢桁架、钢梁通过如第一方面任一可能的设计提供的交错桁架结构体系的节点构造连接。

可选的，所述钢梁用于连接在与钢桁架垂直方向上相邻的两个所述预制钢筋混凝土柱。

可选的，所述钢桁架在相邻框架柱上为上、下层交错布置，所述预应力空心板的一端支承于钢桁架的上弦杆，另一端支承于相邻的钢桁架的下弦杆。

可选的，所述预应力空心板替换为预制预应力带肋叠合板。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

（1）采用预制钢筋混凝土柱，预制钢筋混凝土柱采用C60高强混凝土，其抗压性能优异、抗侧刚度大，预制柱可工厂化生产、加工精度高、生产速度快、产品质量有保证。预制柱中预埋了与钢桁架连接的节点，与预制柱一同生产，现场采用干式作业的方式与钢桁架连接。预制钢筋混凝土柱上设牛腿，将桁架结构放置在牛腿上再进行节点安装的施工方式，大大减轻施工难度，容易保证施工精度，提高施工效率。

（2）预埋螺栓将上弦杆角钢和节点板侧角钢连接到第三连接板上，节点板底部通过预埋螺栓与牛腿相连，预埋螺栓将下弦杆角钢与第一连接板相连，预埋螺栓将钢梁上翼缘角钢、两块钢梁腹板角钢和钢梁下翼缘角钢连接到第二连接板上，在节点板底部和牛腿之间浇筑混凝土，牛腿和节点板共同承担竖向剪力，水平拉力由预埋螺栓和连接螺栓或焊接接头承担，传力清晰，连接安全、可靠。

（3）采用预应力空心板，可工厂流水线生产，效率高，减少了钢筋用量，预应力空心板刚度大，避免运输和吊装时产生裂缝，施工效率高，跨度大、承载力高，当设置现浇叠合层后可大大提高楼盖整体性，结构整体受力性能优越。

（4）交错桁架结构使用的构件均可以在工厂制作，便于机械化施工，施工机械化程度高，集约化生产，安装方便，不必搭设外架、支模以及拆模，一榀桁架吊装可达两层，极大提高了施工效率，大大缩短了施工工期，比较钢框架结构工期缩短30%以上。

（5）交错桁架结构构件种类少、数量少、并且钢桁架与预制柱采用高强螺栓连接，提高了构件的安装效率。由于构件种类集中，现场只需要少量吊装起重设备就可以完成吊装拼接作业，极大的提高了施工现场大型机具的使用效率。预制构件均在工厂生产，大大减少了现场的浇筑、抹灰、砌墙等湿作业，施工工期受气候影响小，提高施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或传统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本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明交错桁架结构体系整体示意图；

图2为预制钢筋混凝土柱的示意图；

图3为钢桁架的示意图；

图4为钢梁、钢桁架与预制钢筋混凝土柱连接位置的示意图；

图5为钢梁、钢桁架与预制钢筋混凝土柱构成的节点构造示意图；

其中，图中各附图标记：

1、牛腿；2、第一连接板；3、第二连接板；4、第三连接板；5、预埋螺栓；6、上弦杆；7、节点板；8、斜腹杆；9、下弦杆；10、竖腹杆；11、连接螺栓；12、上弦杆角钢；13、节点板侧角钢；14、下弦杆角钢；15、钢梁上翼缘角钢；16、钢梁腹板角钢；17、钢梁下翼缘角钢。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1至图5，现对本发明实施例提供的交错桁架结构体系进行说明。

如图1所示，本交错桁架结构体系由预制钢筋混凝土柱100、钢桁架200、钢梁300和预应力空心板400组成。

预制钢筋混凝土柱布置在建筑的外围，无中柱，预制钢筋混凝土柱100采用C60高强混凝土，可工厂化生产，上设牛腿，预埋有与钢桁架200连接的节点，与预制钢筋混凝土柱一同生产，现场采用干式作业的方式与钢桁架200连接。

钢桁架200的高度与楼层高度相同，跨度与建筑宽度相同。钢桁架200两端支撑于外围预制钢筋混凝土柱100上，沿高度方向，钢桁架在相邻预制钢筋混凝土柱上为上、下层交错布置。本体系采用在跨中节间不设置斜腹杆的钢桁架，跨中做成矩形门洞，设置走廊或联通相邻房间。

纵向钢梁与预制钢筋混凝土柱中的钢埋件相连，安装时可搭在钢梁下翼缘角钢17上。

预应力空心板400一端支承于钢桁架的上弦杆，另一端支承于相邻钢桁架的下弦杆，采用预应力空心板，减少钢筋用量，提高刚度，可现场浇筑混凝土现浇层形成装配整体式楼板，结构刚度高、载荷大、跨度大。

可选的，预应力空心板可替换为预制预应力带肋叠合板。

其中，预应力空心板以预应力钢绞线为纵向拉筋，采用长线先张法叠加生产，干硬性混凝土挤压成型，自然养护，产品质量稳定，具有以下特点：

1）具有跨度大、承载力高、施工便捷；

2）除在板与梁搭接处需穿梁腹板并浇筑混凝土外，几乎全为干法作业，现场楼板钢筋绑扎可使人工减少60%，混凝土浇筑和模板工作量减少90%；

3）预应力空心板在我国推广已有几十年，工厂具有先进的设备、成熟的工艺和全自动的生产线，生产工艺先进，充分发挥工厂化生产的优势。

预制应力带肋叠合板在具有预应力空心板上述优点的同时，还具有楼板厚度薄等优点。

可选的，所述楼板可以采用预制楼板，或采用现浇楼板。

基于图1，预制钢筋混凝土柱100上设牛腿1，将钢桁架200放置在牛腿1上再进行节点安装，大大减轻施工难度，容易保证施工精度，提高施工效率。

图2为预制钢筋混凝土柱，上设牛腿1，预埋有第一连接板2、第二连接板3和第三连接板4。

图3为钢桁架，由上弦杆6，节点板7，斜腹杆8，下弦杆9，竖腹杆10组成。

参见图4，上弦杆角钢12左右两块对称设置于上弦杆6，连接螺栓11将上弦杆角钢12与上弦杆6连接，节点板侧角钢13左右两块对称设置于节点板7，连接螺栓11将节点板侧角钢13和节点板7连接，下弦杆角钢14左右两块对称设置于下弦杆9，连接螺栓11将下弦杆角钢14和下弦杆9连接。钢梁上翼缘角钢15通过连接螺栓与钢梁上翼缘相连，钢梁下翼缘角钢17通过连接螺栓与钢梁下翼缘相连，钢梁腹板角钢16左右两块对称于钢梁，连接螺栓将两块钢梁腹板角钢16与钢梁相连。

图5中预埋螺栓5将上弦杆角钢12和节点板侧角钢13连接到第三连接板4上，节点板7底部通过预埋螺栓5与牛腿1相连，预埋螺栓5将下弦杆角钢14与第一连接板2相连，预埋螺栓5将钢梁上翼缘角钢15、两块钢梁腹板角钢16和钢梁下翼缘角钢17连接到第二连接板3上，在节点板7底部和牛腿1之间浇筑混凝土，牛腿1和节点板7共同承担竖向剪力，水平拉力由预埋螺栓5和连接螺栓11承担。

在另外一种实现方式中，可将上弦杆角钢12替换为上弦杆腹板，将节点板侧角钢13替换为节点板侧腹板，将下弦杆角钢14替换为下弦杆腹板，将钢梁腹板角钢16替换为钢梁腹板。上弦杆腹板和节点板侧腹板通过焊接与第三连接板4相连，下弦杆腹板通过焊接与第一连接板2相连，钢梁腹板通过焊接与第二连接板3相连，将原有的全螺栓连接方式，替换为部分螺栓部分焊接的连接方式，操作精度要求降低，便于现场施工操作。

本交错桁架结构体中的构件种类少、数量少、并且钢桁架与预制柱采用高强螺栓连接，提高了构件的安装效率。由于构件种类集中，现场只需要少量吊装起重设备就可以完成吊装拼接作业，极大的提高了施工现场大型机具的使用效率。预制构件均在工厂生产，大大减少了现场的浇筑、抹灰、砌墙等湿作业，施工工期受气候影响小，提高施工效率。

下面对本申请提供的预应力空心板连接节点构造的安装流程进行说明。

S1，起吊预制柱，预制柱吊装就位后，牛腿1上砂浆找平，起吊钢桁架，将钢桁架搁置至牛腿1上。

S2，钢桁架吊装就位后，通过连接螺栓11将上弦杆角钢12、节点板侧角钢13和下弦杆角钢14分别与钢桁架相连，通过连接螺栓11将钢梁腹板角钢16与钢梁相连。

S3，在上弦杆角钢12、节点板侧角钢13和下弦杆角钢14分别与钢桁架连接后，拧预埋螺栓5将钢桁架与第一连接板2和第三连接板4相连，在节点板7底部与牛腿1之间的接触面浇筑细石膨胀混凝土。

S4，安装钢梁下翼缘角钢17，拧预埋螺5将下翼缘角钢17与第二连接板3连接在一起，起吊钢梁，安装就位，将钢梁搁置在钢梁下翼缘角钢17上，安装连接螺栓11将钢梁下翼缘与下翼缘角钢17相连，安装钢梁上翼缘角钢15，拧预埋螺栓5将钢梁上翼缘角钢15连接到第二连接板3上，拧连接螺栓11将钢梁上翼缘与钢梁上翼缘角钢15连接在一起，安装钢梁腹板角钢16，拧连接螺栓11将钢梁腹板角钢16与钢梁腹板相连，拧预埋螺栓5将钢梁腹板角钢16与连接板3连接在一起。

S5，预应力空心板或预制预应力带肋叠合板起吊安装就位，绑扎叠合板层钢筋，叠合板浇筑面层混凝土。

应理解，当采用腹板结构替换角钢结构的情况下，施工方式可参照上述步骤执行。

基于上述说明，本申请提供的交错桁架结构体系中，预制柱采用灌浆套筒连接；钢桁架的上弦杆支撑于预制柱的牛腿上，同时与预埋于预制柱侧面和牛腿上的高强螺栓连接，采用全螺栓连接或焊接连接。其施工特点主要体现在以下几个方面：施工效率高，绿色环保，节约成本，工业化程度高。本交错桁架结构体系节省材料、安全可靠、施工效率高、工业化程度高，适合于宿舍、酒店、公寓等建筑。

Claims (10)

1.一种交错桁架结构体系的节点构造，其特征在于，包括：预埋于预制钢筋混凝土柱的连接节点A、安装于钢桁架及钢梁上的连接节点B，所述连接节点A包括：牛腿、第一连接板、第二连接板、第三连接板，所述牛腿设置于所述预制钢筋混凝土柱，所述连接节点B包括：节点板、上弦杆角钢、节点板侧角钢、下弦杆角钢、钢梁上翼缘角钢、钢梁腹板角钢、钢梁下翼缘角钢，所述节点板设置于所述钢桁架，所述上弦杆角钢设置于所述钢桁架的上弦杆，所述节点板侧角钢设置于所述节点板，所述下弦杆角钢设置于所述钢桁架的下弦杆，所述钢梁腹板角钢设置于所述钢梁，所述钢梁上翼缘角钢与钢梁上翼缘相连，所述钢梁下翼缘角钢与钢梁下翼缘相连，所述上弦杆角钢和所述节点板侧角钢连接到所述第三连接板上，所述下弦杆角钢连接到所述第一连接板上，所述钢梁腹板角钢、所述钢梁上翼缘角钢和所述钢梁下翼缘角钢连接到所述第二连接板上，所述节点板底部与所述牛腿顶部相连。

2.根据权利要求1所述的一种交错桁架结构体系的节点构造，其特征在于,所述上弦杆角钢、所述节点板侧角钢、所述下弦杆角钢、所述钢梁腹板角钢、所述钢梁上翼缘角钢、所述钢梁下翼缘角钢均设置有连接螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种交错桁架结构体系的节点构造，其特征在于,所述牛腿、所述第一连接板、所述第二连接板、所述第三连接板均预埋有预埋螺栓。

4.根据权利要求2所述的一种交错桁架结构体系的节点构造，其特征在于,将所述上弦杆角钢替换为上弦杆腹板，将所述节点板侧角钢替换为节点板侧腹板，将所述下弦杆角钢替换为下弦杆腹板，将所述钢梁腹板角钢替换为钢梁腹板，所述上弦杆腹板和所述节点板侧腹板通过螺栓连接或焊接与所述第三连接板相连，所述下弦杆腹板通过螺栓连接或焊接与所述第一连接板相连，所述钢梁腹板通过螺栓连接或焊接与所述第二连接板相连。

5.根据权利要求1所述的一种交错桁架结构体系的节点构造，其特征在于,所述节点板设置于所述上弦杆，所述节点板底部与所述牛腿顶部之间浇筑混凝土。

6.根据权利要求5所述的一种交错桁架结构体系的节点构造，其特征在于,所述混凝土为细石膨胀混凝土。

7.一种交错桁架结构体系，其特征在于，包括预制钢筋混凝土柱、钢桁架、钢梁和预应力空心板，所述预制钢筋混凝土柱、钢桁架、钢梁通过如权利要求1-6任一项权利要求所述的一种交错桁架结构体系的节点构造连接。

8.根据权利要求7所述的一种交错桁架结构体系，其特征在于，所述钢梁用于连接在与钢桁架垂直方向上相邻的两个所述预制钢筋混凝土柱。

9.根据权利要求7所述的一种交错桁架结构体系，其特征在于，所述钢桁架在相邻框架柱上为上、下层交错布置，所述预应力空心板的一端支承于钢桁架的上弦杆，另一端支承于相邻的钢桁架的下弦杆。

10.根据权利要求7所述的一种交错桁架结构体系，其特征在于，所述预应力空心板替换为预制预应力带肋叠合板。

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