CN113202185B - 一种节能建筑钢结构体系及其安装工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钢结构建筑的技术领域，尤其涉及一种节能建筑钢结构体系及其施工方法，该节能建筑钢结构体系包括基础部分、多个竖直设在基础部分上的承重支撑部分、与承重支撑部分固定连接的外墙板框架、设在承重支撑部分顶部的顶框和与顶框固定连接的屋顶框架；所述基础部分包括底框和与底框可拆卸连接的对角支撑件；所述承重支撑部分包括多个与底框可拆卸连接的承重柱和多个与底框可拆卸连接的支撑柱；所述顶框包括与承重柱和支撑柱连接的横梁、设在横梁上的纵梁和设在纵梁的上表面上的加强杆，所述加强杆的两端与横梁之间通过对拉螺栓连接。本申请具有能提高建筑钢结构体系的结构强度和稳定性的优点。

Description

一种节能建筑钢结构体系及其安装工艺

技术领域

本申请涉及钢结构建筑的技术领域，尤其是涉及一种节能建筑钢结构体系及其安装工艺。

背景技术

目前，钢结构建筑作为一种节能环保的建筑体系，其独特的可循环利用的建筑结构，符合“绿色建筑”的理念，相比于传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好，因此被广泛应用。

相关技术中，将钢结构体系中的立柱用地脚螺栓固定在地基的上表面上，再依次安装外墙框和屋顶框。

针对上述中的相关技术，发明人发现建筑钢结构体系的结构强度和稳定性有待提高。

发明内容

为了提高建筑钢结构体系的结构强度和稳定性，本申请提供一种节能建筑钢结构体系及其安装工艺。

第一方面，本申请提供了一种节能建筑钢结构体系，其采用如下的技术方案：

一种节能建筑钢结构体系，包括基础部分、多个竖直设在基础部分上的承重支撑部分、与承重支撑部分固定连接的外墙板框架、设在承重支撑部分顶部的顶框和与顶框固定连接的屋顶框架；

所述基础部分包括底框和与底框可拆卸连接的对角支撑件；

所述承重支撑部分包括多个与底框可拆卸连接的承重柱和多个与底框可拆卸连接的支撑柱；

所述顶框包括与承重柱和支撑柱连接的横梁、设在横梁上的纵梁和设在纵梁的上表面上的加强杆，所述加强杆的两端与横梁之间通过对拉螺栓连接。

通过采用上述技术方案，基础部分中的对角支撑件使底框的矩形结构变成更稳定的三角形结构，使基础部分的结构更稳定，不易变形，承重支撑部分由承重柱承受主要的竖向载荷，支撑柱作为竖向载荷辅助结构，使载荷能均匀的通过承重支撑部分传递至底框，避免出现局部受力过大，造成支撑结构被损坏的情况发生，顶框的横梁和纵梁之间的连接强度和稳定性在加强杆的作用下得到提高。

可选的，所述底框的对角处设有插槽，所述对角支撑件的两端设有与插槽配合的插板。

通过采用上述技术方案，只需将插板对准插入插槽中，即可完成对角支撑件的安装，使对角支撑件的安装固定更方便快捷，提高施工效率。

可选的，所述底框上螺栓连接有用于对插板进行限位的压条。

通过采用上述技术方案，压条能使对角支撑件的两端的插板限制在插槽内，避免在后续的安装施工过程中，对角支撑件向外突出。

可选的，所述基础部分还包括多个设在底框上的连接框，所述连接框上固定连接有底座；

所述承重柱和支撑柱的底端插设在底座中。

通过采用上述技术方案，连接框和底座的设置能提高承重支撑部分与基础部分之间的连接强度和结构稳定性。

可选的，所述底座上设有安装槽，所述承重柱和支撑柱的底端插入安装槽后与底座螺栓连接。

通过采用上述技术方案，承重柱和支撑柱的底端插入底座的安装槽后，再用螺栓连接，使承重柱和支撑柱的安装更方便快捷。

可选的，所述底框的底面设有安装板，所述安装板上倾斜向下插设有多个锚固件。

通过采用上述技术方案，锚固件的设置使基础部分的安装更牢固且稳定，进而提高整个基础部分与地基之间的连接强度，使本申请的防风性能更好。

可选的，所述承重柱和支撑柱的底部的侧面上均设有多个加劲板。

通过采用上述技术方案，加劲板能加强承重柱和支撑柱的结构刚度，并保持局部稳定性，加劲板能保持承重柱和支撑柱的局部稳定，并传递集中应力。

可选的，所述承重柱和支撑柱的顶端均设有抗剪块。

通过采用上述技术方案，抗剪块的设置使承重柱和支撑柱的底端面的抗剪切力的性能更好。

可选的，每两根相邻的承重柱和支撑柱之间设有剪力撑。

通过采用上述技术方案，剪力撑的设置使承重柱和支撑柱之间产生连接关系，使承重支撑部分的连接强度和稳定性更高。

第二方面，本申请还提供了一种安装工艺用于安装上述的一种节能建筑钢结构，包括如下步骤：

将基础部分固定安装在地基上；

将承重支撑部分与基础部分连接；

在承重支撑部分中灌注混凝土；

将外墙板框架安装到支撑柱上；

将顶框与承重支撑部分固定连接；

将屋顶框架安装到顶框上。

通过采用上述技术方案，使安装施工完成的节能建筑钢结构体系的结构强度和稳定性更高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的基础部分中的对角支撑件使底框的矩形结构变成更稳定的三角形结构，使基础部分的结构更稳定，不易变形，承重支撑部分由承重柱承受主要的竖向载荷，支撑柱作为竖向载荷辅助结构，使载荷能均匀的通过承重支撑部分传递至底框，避免出现局部受力过大，造成支撑结构被损坏的情况发生，顶框的横梁和纵梁之间的连接强度和稳定性在加强杆的作用下得到提高。；

2.本申请中的承重柱和支撑柱的底端插入底座的安装槽后，再用螺栓连接，使承重柱和支撑柱的安装更方便快捷；

3.本申请中的加劲板能加强承重柱和支撑柱的结构刚度，并保持局部稳定性，加劲板能保持承重柱和支撑柱的局部稳定，并传递集中应力。

附图说明

图1是本申请实施例公开的一种节能建筑钢结构体系的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中基础部分的结构示意图。

图3是图2中A部分的局部放大图。

图4是本申请实施例中承重支撑部分的结构示意图。

图5是本申请实施例中顶框的结构示意图。

图6是本申请实施例公开的一种安装工艺的流程框图。

附图标记说明：

1、基础部分；11、底框；111、插槽；112、压条；12、对角支撑件；121、插板；13、连接框；14、底座；141、安装槽；15、安装板；151、锚固件；

2、承重支撑部分；21、承重柱；22、支撑柱；23、加劲板；24、抗剪块；25、剪力撑；

3、外墙板框架；

4、顶框；41、横梁；42、纵梁；43、加强杆；

5、屋顶框架。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

应当理解，在相关技术中，钢结构体系的安装过程，都需要采用大量的焊接结构，且从各钢构件之间的结构太单一，大多数为矩形结构，且支撑斜撑结构较少，稳定性较差，因此钢结构体系的结构强度和稳定性都有待提高。

本申请实施例提供了公开一种节能建筑钢结构体系。参照图1，该建筑钢结构体系包括基础部分1、承重支撑部分2、外墙板框架3、顶框4和屋顶框架5。其中，基础部分1可固定安装在地基上，多个承重支撑部分2竖直设在基础部分1上，外墙板框架3与承重支撑部分2固定连接，顶框4安装在承重支撑部分2的顶部，屋顶框架5与顶框4固定连接。

具体的，参照图1和图2，基础部分1包括底框11和对角支撑件12，底框11为多根横纵设置的型钢相互焊接而成，底框11的可以是矩形框体结构，底框11的矩形框体结构的对角线上安装有对角支撑件12。

参照图2和图3，对角支撑件12的两端分别与底框11可拆卸连接，为便于对角支撑件12的安装和拆卸，底框11的矩形结构的对角处开设有插槽111，对角支撑件12的两端焊接有插板121，插板121插入插槽111中，能实现对角支撑件12的快速安装。

参照图3，为使建筑钢结构体系施工过程中，对角支撑件12不易松动，在底框11上螺栓连接有压条112，当对角支撑件12安装好之后，工作人员用螺栓将压条112固定安装在底框11上，压条112的下表面与底框11的上表面贴合，并将插槽111的上端开口封堵，防止对角支撑件12从插槽111中抽出。

进一步的，参照图1和图2，基础部分1还包括连接框13和底座14，连接框13的数量为多个，每个连接框13为四块钢板首尾相连焊接而成的闭合框体结构，连接框13套设在底框11上，连接框13与底框11的连接方式可以是螺栓连接或焊接。底座14为金属块，底座14的底面与连接框13焊接，底座14的顶面开设有安装槽141，承重柱21和支撑柱22的底端插入安装槽141后与底座14通过水平穿设的螺栓固定连接。连接框13和底座14能使承重柱21与支撑柱22的安装更方便快捷且牢固稳定。

在本申请的一些可能的实施方式中，底框11的底面上的外侧设有安装板15，即建筑的四周向外延伸设置有安装板15，安装板15与底框11的连接方式可以是焊接，在工厂预制底框11时可批量制造焊接有安装板15的底框11。安装板15上倾斜向下插设有锚固件151，锚固件151从整个建筑钢结构体系的底部边缘位置向外且向下延伸，然后插入地基中，提高基础部分1与地基之间的连接强度和基础部分1的稳定性。

参照图1和图4，承重支撑部分2包括承重柱21和支撑柱22，承重柱21的数量为多个，且承重柱21横截面的边长大于支撑柱22横截面的边长，承重柱21所能承受的载荷要大于支撑柱22所能承受的载荷。其中一个承重柱21垂直设置于底框11的几何中心的位置，承重柱21为矩形钢管制成，承重柱21的底端与底框11通过螺栓连接在一起。支撑柱22的底端与底框11通过螺栓连接在一起，支撑柱22沿底框11上表面的周边间隔布设，多个支撑柱22与多个承重柱21一起构成整个建筑钢结构体系的承重支撑结构。

可以理解的是，为提高承重支撑部分2的稳定性和抗扭性，在承重柱21和支撑柱22的底部的侧面上均设置了多个加劲板23，加劲板23与承重柱21和支撑柱22的连接方式可以是焊接，在本申请一些可能的实施方式中，加劲板23的数量可以为四个，分别位于承重柱21和支撑柱22的四个侧面上，加劲板23的底部与底框11抵接。

进一步的，为提高承重支撑部分2的抗剪性，每个承重柱21和支撑柱22的顶端均设置有抗剪块24，抗剪块24焊接在承重柱21和支撑柱22的顶端的端面上，相应的，在顶框4的下表面上应开设与抗剪块24配合使用的凹槽。在本申请可能的实施方式中，承重柱21和支撑柱22的底端也焊接有抗剪块24，对应的，在底座14的安装槽141的底面上开设与抗剪块24卡接的凹槽。

为提高承重支撑部分2中的各承重柱21和支撑柱22之间的连接强度，提高建筑钢结构体系的整体稳定性，在每两根相邻的承重柱21之间均设置有剪力撑25，剪力撑25由连根相交形成X形的金属杆焊接而成，剪力撑25中金属杆的两端分别与承重支撑部分2中的承重柱21和支撑柱22焊接。

参照图1，外墙板框架3用于安装外墙保温材料，降低建筑自身能能耗，是建筑更节能环保。外墙板框架3由多根相互垂直的纲管焊接而成的矩形框，外墙板框架3与承重支撑部分2内的承重柱21和支撑柱22之间可采用螺栓连接。

参照图1和图5，顶框4包括横梁41、纵梁42和加强杆43。其中，横梁41与承重柱21和支撑柱22通过角钢和螺拴连接固定，纵梁42也可通过螺栓和角钢与横梁41连接固定，当然，在本申请其他可能的实施方式中，可以直接采用焊接的方式将横梁41和纵梁42连接固定，这样能进一步提高顶框的稳定性和结构强度。加强杆43可采用槽钢或钢板制成，加强杆43与多个纵梁42相交，并采用螺栓连接的方式固定安装。加强杆43的两端与横梁41之间采用对拉螺栓连接在一起。

参照图1，屋顶框架5由钢材焊接而成，屋顶框架可以是平屋顶式框架，也可以是坡屋顶式框架。本申请实施例中，屋顶框架5为坡屋顶式框架，屋顶框架5的地面可采用焊接的方式与顶框4固定连接。

本申请实施例还公开了一种安装工艺，用于安装上述实施例公开的一种节能建筑钢结构体系，参照图6，该安装工艺包括如下步骤：

S101，将基础部分1固定安装在地基上。

首先，工作人员应在预先平整好的地基上用地脚螺栓和角铁将基础部分1中的底框11固定安装在地基上，当然，在一些地基平整过程中，如混凝土地基，可放置预埋件，安装底框11时可采用焊接的方式固定底框11。

安装好底框11后，将对角支撑件12两端的插板121对准插槽111插入底框11中，再用螺栓将压条112固定安装在底框11上，以防对角支撑件12在后续的安装过程中与底框11脱离。必要时，可以将锚固件151倾斜向下穿过安装板15后插入地基中。

S102，将承重支撑部分2与基础部分1连接。

首先，将承重柱21和支撑柱22的底端插入基础部分1的底座14上，再用两组螺栓将底座14和承重柱21以及支撑柱22固定连接。

S103，在承重支撑部分2中灌注混凝土。

在承重柱21和支撑柱22的顶端开孔，然后向承重柱21和支撑柱22内灌注混凝土，静置，待混凝土凝固。

S104，将外墙板框架3安装到承重支撑部分2上。

将外墙板框架3用焊接或螺栓连接的方式固定在承重柱21和支撑柱22上，作为保温外墙的安装支撑结构。

S105，将顶框4与承重支撑部分2固定连接。

先将顶框4的横梁41用螺栓连接和焊接的方式与承重支撑部分2的顶部固定连接，再将纵梁42用螺栓和角铁固定安装到横梁41上，最后用螺栓将加强杆43固定安装在纵梁42上，并在加强杆43的两端用对拉螺栓进行压紧。

S106，将屋顶框架5安装到顶框4上。

先用起重机将屋顶框架5吊起，再将屋顶框架5与顶框4焊接即可。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节能建筑钢结构体系，其特征在于：包括基础部分（1）、多个竖直设在基础部分（1）上的承重支撑部分（2）、与承重支撑部分（2）固定连接的外墙板框架（3）、设在承重支撑部分（2）顶部的顶框（4）和与顶框（4）固定连接的屋顶框架（5），所述基础部分（1）包括底框（11）和与底框（11）可拆卸连接的对角支撑件（12）；所述承重支撑部分（2）包括多个与底框（11）可拆卸连接的承重柱（21）和多个与底框（11）可拆卸连接的支撑柱（22）；所述顶框（4）包括与承重柱（21）和支撑柱（22）连接的横梁（41）、设在横梁（41）上的纵梁（42）和设在纵梁（42）的上表面上的加强杆（43），所述加强杆（43）的两端与横梁（41）之间通过对拉螺栓连接；

所述底框（11）的对角处设有插槽（111），所述对角支撑件（12）的两端设有与插槽（111）配合的插板（121）；所述底框（11）上螺栓连接有用于对插板（121）进行限位的压条（112）；所述基础部分（1）还包括多个设在底框（11）上的连接框（13），所述连接框（13）上固定连接有底座（14），所述承重柱（21）和支撑柱（22）的底端插设在底座（14）中；所述底座（14）上设有安装槽（141），所述承重柱（21）和支撑柱（22）的底端插入安装槽（141）后与底座（14）螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能建筑钢结构体系，其特征在于：所述底框（11）的底面设有安装板（15），所述安装板（15）上倾斜向下插设有多个锚固件（151）。

3.根据权利要求1所述的一种节能建筑钢结构体系，其特征在于：所述承重柱（21）和支撑柱（22）的底部的侧面上均设有多个加劲板（23）。

4.根据权利要求1所述的一种节能建筑钢结构体系，其特征在于：所述承重柱（21）和支撑柱（22）的顶端均设有抗剪块（24）。

5.根据权利要求1所述的一种节能建筑钢结构体系，其特征在于：每两根相邻的承重柱（21）和支撑柱（22）之间设有剪力撑（25）。

6.一种安装工艺安装如权利要求1至5中任一项权利要求所述的一种节能建筑钢结构体系 ，其特征在于，包括如下步骤：

将基础部分固定安装在地基上；

将承重支撑部分与基础部分连接；

在承重支撑部分中灌注混凝土；

将外墙板框架安装到支撑柱上；

将顶框与承重支撑部分固定连接；

将屋顶框架安装到顶框上。

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