CN114215181A - 钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点干式施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点干式施工方法，墙板体系的钢框墙板模块边柱端面固定两端伸出边柱厚度外的墙柱连接构件、层高位置处固定梁柱连接构件，墙板两端有企口；楼板体系的钢梁楼板模块的钢梁长度小于楼板长度，楼板上表面角部预留墙柱连接构件安装槽。中柱节点装配时，墙柱连接构件位于楼板角部安装槽中，楼板与墙板贴合，梁柱连接构件插入梁板端部缺口中，将梁柱连接构件和钢梁的竖向和水平向锁紧；在钢梁、墙柱连接构件和梁柱连接构件上设置联板架，联板架两端先与钢梁锁紧；吊装上层墙板模块，上下墙板通过企口装配，上下边柱下端的墙柱连接构件及联板架锁紧，使节点处形成稳定的装配结构，无需现场浇筑混凝土。

Description

钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点干式施工方法

技术领域

本发明装配式建筑领域，具体为一种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点干式施工方法。

背景技术

随着建筑业的发展，当前装配式钢结构建筑成为了建筑工业化的一种主要形式，大力发展装配式钢结构建筑是促进建筑业持续发展的重要载体。装配式钢结构的主要特点在于各部件在工厂内预制加工完成，现场螺栓拼接或者焊接组成整体结构，它与传统钢筋混凝土建筑相比，具有强度高、施工速度快、节能环保、韧性好等优点，有利于我国建筑业的工业化的发展。

框架中柱是装配式钢结构的主要受力构件，由于吊装、运输条件限制，装配式构件预制过程中一般受到尺寸限制；装配式钢框架结构的节点处为薄弱部位，受力复杂，传力路径分析困难。目前，装配式建筑工程柱-柱节点处连接一般采用钢筋套筒灌浆连接、浆锚连接、机械连接、螺栓连接、焊接混合连接等方式。由于施工现场节点装配时精度要求较高，目前的连接方式普遍存在以下问题：混凝土湿作业对施工设备和施工技术要求较高，无法确保连接点的浇筑质量；传统钢结构节点结构复杂，受力复杂且难以标准化；钢框柱吊装定位不精准，机械起吊栓接安装时，需要人工手动配合调整定位；高空焊接费时费力且存在较大施工风险，影响整体施工质量和装配施工效率，不适合大面积作业。上述节点构造和施工缺陷制约了装配式钢框架的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配效率高、现场施工难度低的钢框梁板体系与钢框墙板体系的中柱干法节点施工方法。

本发明提供的这种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点干式施工方法，其钢框墙板体系的墙板预制模块的钢框架包括两边柱和它们之间对应层高位置处的联系梁，边柱的两端端面固定有墙柱连接构件，边柱两侧对应层高位置处对称固定有梁柱连接构件，墙柱连接构件的宽度大于边柱宽度，长度方向对称伸出于边柱外；墙板预制模块的墙板预制成型后，边柱两端伸出墙板外，墙板的两端有装配企口；钢框墙板体系的相邻墙板预制模块拼装时，两边柱贴合，边柱端部的梁柱连接构件贴合、墙柱连接构件水平对齐；其钢框梁板体系的梁板预制模块包括两侧的钢梁和它们之间的钢筋混凝土楼板，且钢梁长度小于钢筋混凝土楼板的长度，钢筋混凝土楼板的上表面角部预留有墙柱连接构件安装槽；钢框梁板体系的相邻梁板预制模块拼装时，贴合钢梁端部形成矩形槽口；

梁板体系与墙板体系的中柱干法节点施工步骤如下：

(1)梁板预制模块吊装，使其钢梁端面与墙板预制模块边柱端部的梁柱连接构件端面对齐，此时边柱端部的墙柱连接构件位于楼板角部的安装槽中，楼板的端面与墙板贴合；

(2)将节点处同侧两钢梁及两梁柱连接构件的竖向通过一对夹板和紧固件夹住并锁紧；

(3)在钢梁底部设置垫板和紧固件将两钢梁和两梁柱连接构件的水平向锁紧；

(4)在钢梁顶面和墙柱连接构件的上表面设置联板架，联板架的两端分别置于两侧的梁柱连接构件和钢梁上，将联板架与梁柱连接构件和钢梁通过紧固件连接锁紧；

(5)吊装节点上层的墙板预制模块，使其边柱下端的墙柱连接构件置于联板架的中部，墙板与下层墙板之间通过L形企口装配；

(6)将上下墙柱连接构件和联板架通过紧固件连接锁紧；

至此，节点处上下墙板的企口装配形成墙板的整体厚度，上下墙板模块的边柱之间及梁板预制模块与墙板预制模块的钢框、钢梁之间连接牢固形成稳定的装配结构，无需现场浇筑混凝土。

上述方法的一种实施方式中，所述边柱为槽钢、工字钢及H型钢中的任意一种。

上述方法的一种实施方式中，所述边柱采用草甘个制作，所述墙柱连接构件为矩形板，矩形板的长度方向外侧与槽钢腹板平齐，长度方向两端对称伸出于槽钢翼板外，伸出段对称设置有螺栓安装孔，矩形板的宽度大于槽钢的翼板宽度。

上述方法的一种实施方式中，所述梁柱连接构件为槽钢形结构，以槽口方向与边柱的槽口方向相同、腹板与边柱腹板平齐布置，对称焊接于边柱翼板上对应所述联系梁位置处，其翼板和腹板上分别设置有螺栓安装孔。

上述方法的一种实施方式中，所述梁板预制模块的钢梁采用槽钢制作，两侧钢梁的槽口宽度大于楼板厚度，楼板预制于两钢梁槽口之间的上部，钢梁腹板的两端下部和下翼板两端分别设置有螺栓安装孔，上翼板上垂直设置有高强螺杆。

上述方法的一种实施方式中，所述夹板为矩形板，其两端段分别设置有与所述梁柱连接构件腹板上和梁板预制模块的钢梁腹板上相应的螺栓安装孔。

上述方法的一种实施方式中，所述垫板的长度与所述夹板的长度相同，其两端段分别设置有与所述梁柱连接构件下翼板上和梁板预制模块的钢梁下翼板上相应的螺栓安装孔。

上述方法的一种实施方式中，所述联板架的形状为中字形，其中部段的长度与所述墙柱连接构件的长度相同，宽度为墙柱连接构件的两倍，两端段的宽度为所述柱梁连接构件的翼板宽度的两倍，中部段置于节点处两墙柱连接构件的上表面，两端段置于梁柱连接构件和钢梁端部段的上表面，联板架的中部段和两端段分别设置有与墙柱连接构件和梁柱连接构件及钢梁上高强螺杆相应的安装孔。

上述方法的一种实施方式中，上层钢框墙板模块边柱下端的墙柱连接构件置于所述联板架的中部段上表面，联板架与墙柱连接构件、梁柱连接构件和钢梁分别通过高强螺栓连接及高强螺母、垫片锁紧。

本发明的各预制模块具有钢框结构，在工厂预制生产，受力性能及生产质量有保证，现场装配施工时仅需要通过高强螺栓连接和固定各模块的相对位置，避免了现场湿作业和焊接作业，保证了节点的连接质量，安装过程便捷高效，提高施工效率。墙板模块在节点处的装配结构可实现一次限位固定，随后通过高强螺栓连接进行二次固定，解决了安装精度低、难度系数大等问题，降低起吊安装时的定位难度，解决装配式钢结构安装不牢固的问题，同时拼接操作方便，推进了钢结构体系装配式的标准化和精准化。节点处的钢结构连接件通过高强度的紧固件实现水平方向和竖向连接锁紧，使墙板模块之间、梁板模块之间及墙板模块与梁板模块之间形成稳定的整体增加结构的稳定性和可靠性，同时确保了中柱节点处的承载力，提升节点处刚度。简言之，本发明实现了梁、柱一体化设计与安装，最大程度解决了节点裸漏的问题，便于后期保温层、装饰层的进一步施工；同时实现了现场零湿作业、零焊接作业的目标，减少高空作业施工难度。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的正视示意图。

图3为图1未装配节点上层墙板预制模块时的结构示意图。

图4为图1的爆炸示意图。

具体实施方式

结合图1至图4可以看出，本实施例公开的这种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱干法节点，其钢框墙板体系由若干墙板预制模块1(以下简称墙板模块1)通过紧固件拼装而成，其钢梁楼板体系由若干梁板预制模块2(以下简称楼板模块2)通过紧固件拼装而成。

墙板模块1为钢框架和其内腔中墙板的一体化结构件，其钢框架的两边柱 11采用槽钢制作。

边柱11的两端端面分别连接矩形板12作为墙柱连接构件，矩形板的外侧与边柱11的腹板外表面平齐，长度方向两端对称伸出于边柱11的翼板外，伸出段对称设置螺栓安装孔。矩形板12的宽度大于边柱11的翼板宽度。

边柱11的两翼板上对应层高位置处焊接柱梁连接构件13。

柱梁连接构件13采用槽钢段制作，它们在边柱11上焊接固定时，腹板外表面与边柱的腹板外表面平齐，槽口朝向与边柱相同，其上下翼板和腹板上分别设置螺栓安装孔，腹板上的安装孔用于安装螺栓连接固定相邻的墙板模块的钢框架，上下翼板上的安装孔用于安装螺栓连接楼板模块。

墙板模块1的墙板14预制成型后，墙板的两端形成对称的L形企口。

相邻两墙板模块装配时，拼接侧边柱11的腹板贴合，同时边柱上的柱梁连接构件13的腹板也贴合，然后在腹板上的螺栓安装孔处插入高强螺栓，然后通过高强垫片及高强螺母锁紧，使两模块的拼缝处形成稳定的工字钢型柱体。

楼板模块2为钢梁21和两钢梁之间钢筋混凝土楼板22的一体化结构件，墙板的两端对称伸出于钢梁外。

钢梁21采用槽钢作为主体，在槽钢的腹板内侧上部焊接纵向加劲肋板23，纵向加劲肋板的长度略短于槽钢的长度，纵向加劲肋板的宽度大于翼板宽度。为了保证钢梁的强度，可在纵向加劲肋板与上、下翼板之间分别焊接有多组横向加劲肋板，横向加劲肋板的内侧与腹板焊接。槽钢的具体规格型号选择根据计算确定。

当然其它实施例的钢梁主体可采用其它合适结构的型钢，如工字钢/H型钢等。

纵向加劲肋板与槽钢上翼板之间的间距根据楼板的厚度确定。

钢梁主体槽钢的腹板两端端部分别设置螺栓安装孔，腹板的两端下部设置有螺栓安装孔，用于相邻梁板预制模块之间的拼装及与墙板体系的连接。槽钢的上翼板两端端部对称垂直固定有栓杆24，用于本体系与墙板体系节点处的装配固定。槽钢的下翼板两端端部分别设置螺栓安装孔。

两钢梁21以槽钢的槽口相对平行布置，钢梁之间楼板的上表面角部预留有与边柱端部矩形板12的安装槽。

为了进一步减少施工现场的工作量，本实施例在钢筋混凝土楼板的工厂预制时，在混凝土结构层表面浇筑地面找平层，再在地面找平层的上表面铺设饰面层。

中柱节点处楼板模块2与墙板模块1装配时，需设置现场连接结构件：夹板3、垫板4和联板架5。

吊装楼板模块时，其钢梁端面与边柱上的柱梁连接构件的端面对接，即柱梁连接构件相当于插入相邻楼板模块端部钢梁与楼板之间的矩形槽口中，此时楼板的端面与墙板贴和。

夹板4用于连接楼板模块2的钢梁腹板和墙板模块1的柱梁连接构件14的腹板，两块夹板分别插入相邻楼板模块的拼接钢梁的腹板内侧下部和柱梁连接构件腹板下部，将两钢梁腹板和两柱梁连接构件的腹板夹住，然后通过高强螺栓连接、高强垫片及高强螺母锁紧，使钢梁楼板模块的钢梁两端分别与钢框墙板模块固定处于水平状态。

为了进一步保证节点处楼板模块的稳定性，在拼接钢梁的端部底面设置垫板4，垫板4的长度与夹板长度一致，宽度为两钢梁翼板宽度之和。将垫板通过高强螺栓连接、高强垫片及高强螺母将两钢梁锁紧形成工字型主梁，提高钢梁楼板模块拼装后的整体性。

楼板模块2与墙板模块1装配好后，在节点处两墙板模块边柱上端的矩形板3和梁柱连接构件4及楼板模块的钢梁上铺上中字型的联板架5，所以联板架 5的中部段长度和宽度与两矩形板3的长度和宽度对应，两端段的宽度为两柱梁连接构件的翼板宽度之和，两端段的长度一直越过钢梁上的栓杆位置，将联板架的两端段的螺栓安装孔穿过钢梁端部的栓杆，并通过高强垫片和高强螺母锁紧。

至此节点处的下层墙板模块与楼板模块已装配好，楼板模块的钢梁通过夹板、垫板、联板架及高强度的紧固件连接锁紧与墙板模块的边柱形成稳定的框架结构，楼板与墙板之间贴合接触。墙板模块上端的L形企口伸出于楼板外。

接下来吊装节点处的上层墙板模块，使其边柱下端的矩形板与联板架的中部段对正，并通过高强螺栓、高强垫片和高强螺母将上、下矩形板及联板架连接锁紧。此时，上下墙板模块的L形企口配合形成企口缝，上下墙板在装配处恢复墙板的整体厚度。

至此，中柱节点处的装配工作完成。节点处的上下墙板模块之间及墙板模块与楼板模块之间形成稳定的结构体。

从本节点处的上述结构及装配过程可以看出，它具有以下优势：

节点处的各预制模块具有钢框结构，在工厂预制生产，受力性能及生产质量有保证，现场装配施工时仅需要通过高强螺栓连接和固定各模块的相对位置，避免了现场湿作业和焊接作业，保证了节点的连接质量，安装过程便捷高效，提高施工效率。

墙板模块在节点处的装配结构可实现一次限位固定，随后通过高强螺栓连接进行二次固定，解决了安装精度低、难度系数大等问题，降低起吊安装时的定位难度，解决装配式钢结构安装不牢固的问题，同时拼接操作方便，推进了钢结构体系装配式的标准化和精准化。

节点处的钢结构连接件通过高强度的紧固件实现水平方向和竖向连接锁紧，使墙板模块之间、梁板模块之间及墙板模块与梁板模块之间形成稳定的整体增加结构的稳定性和可靠性，同时确保了中柱节点处的承载力，提升节点处刚度。

本发明实现了梁、柱一体化设计与安装，最大程度解决了节点裸漏的问题，便于后期保温层、装饰层的进一步施工；同时实现了现场零湿作业、零焊接作业的目标，减少高空作业施工难度。

Claims (9)

1.一种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点干式施工方法，其特征在于：

其钢框墙板体系的墙板预制模块的钢框架包括两边柱和它们之间对应层高位置处的联系梁，边柱的两端端面固定有墙柱连接构件，边柱两侧对应层高位置处对称固定有梁柱连接构件，墙柱连接构件的宽度大于边柱宽度，长度方向对称伸出于边柱外；墙板预制模块的墙板预制成型后，边柱两端伸出墙板外，墙板的两端有装配企口；

钢框墙板体系的相邻墙板预制模块拼装时，两边柱贴合，边柱端部的梁柱连接构件贴合、墙柱连接构件水平对齐；

其钢梁楼板体系的梁板预制模块包括两侧的钢梁和它们之间的钢筋混凝土楼板，且钢梁长度小于钢筋混凝土楼板的长度，钢筋混凝土楼板的上表面角部预留有墙柱连接构件安装槽；

钢梁楼板体系的相邻梁板预制模块拼装时，贴合钢梁端部形成矩形槽口；

梁板体系与墙板体系的中柱节点干法施工步骤如下：

(1)梁板预制模块吊装，使其钢梁端面与墙板预制模块边柱端部的梁柱连接构件端面对齐，此时边柱端部的墙柱连接构件位于楼板角部的安装槽中，楼板的端面与墙板贴合；

(2)将节点处同侧两钢梁及两梁柱连接构件的竖向通过一对夹板和紧固件夹住并锁紧；

(3)在钢梁底部设置垫板和紧固件将两钢梁和两梁柱连接构件的水平向锁紧；

(4)在钢梁顶面和墙柱连接构件的上表面设置联板架，联板架的两端分别置于两侧的梁柱连接构件和钢梁上，将联板架与梁柱连接构件和钢梁通过紧固件连接锁紧；

(5)吊装节点上层的墙板预制模块，使其边柱下端的墙柱连接构件置于联板架的中部，墙板与下层墙板之间通过企口装配；

(6)将上下墙柱连接构件和联板架通过紧固件连接锁紧；

至此，节点处上下墙板的企口装配形成墙板的整体厚度，上下墙板模块的边柱之间及梁板预制模块与墙板预制模块的钢框、钢梁之间连接牢固形成稳定的装配结构，无需现场浇筑混凝土。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述边柱为槽钢、工字钢及H型钢中的任意一种。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述边柱采用草甘个制作，所述墙柱连接构件为矩形板，矩形板的长度方向外侧与槽钢腹板平齐，长度方向两端对称伸出于槽钢翼板外，伸出段对称设置有螺栓安装孔，矩形板的宽度大于槽钢的翼板宽度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述梁柱连接构件为槽钢形结构，以槽口方向与边柱的槽口方向相同、腹板与边柱腹板平齐布置，对称焊接于边柱翼板上对应所述联系梁位置处，其翼板和腹板上分别设置有螺栓安装孔。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述梁板预制模块的钢梁采用槽钢制作，两侧钢梁的槽口宽度大于楼板厚度，楼板预制于两钢梁槽口之间的上部，钢梁腹板的两端下部和下翼板两端分别设置有螺栓安装孔，上翼板上垂直设置有高强螺杆。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述夹板为矩形板，其两端段分别设置有与所述梁柱连接构件腹板上和梁板预制模块的钢梁腹板上相应的螺栓安装孔。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述垫板的长度与所述夹板的长度相同，其两端段分别设置有与所述梁柱连接构件下翼板上和梁板预制模块的钢梁下翼板上相应的螺栓安装孔。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述联板架的形状为中字形，其中部段的长度与所述墙柱连接构件的长度相同，宽度为墙柱连接构件的两倍，两端段的宽度为所述柱梁连接构件的翼板宽度的两倍，中部段置于节点处两墙柱连接构件的上表面，两端段置于梁柱连接构件和钢梁端部段的上表面，联板架的中部段和两端段分别设置有与墙柱连接构件和梁柱连接构件及钢梁上高强螺杆相应的安装孔。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：上层钢框墙板模块边柱下端的墙柱连接构件置于所述联板架的中部段上表面，联板架与墙柱连接构件、梁柱连接构件和钢梁分别通过高强螺栓连接及高强螺母、垫片锁紧。

Images