CN116025066A - 一种箱板钢结构装配式建筑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑结构领域的一种箱板钢结构装配式建筑系统，包括装配式骨架系统、装配式楼板系统、装配式外墙系统和装配式钢内墙系统；各系统中结构件之间均为可拆卸的装配方式连接；装配式外墙系统包括外横墙板和外纵墙板，外横墙板由内自外依次设有第一钢板、隔音层、保温隔热层和装修层，外横墙板和外纵墙板结构相同；装配式内墙系统包括内横墙板和内纵墙板，内横墙板和内纵墙板结构与外横墙板和外纵墙板结构相同；装配式楼板系统包括楼板，楼板由内自外依次设有第二钢板、隔音层、保温隔热层和装修层；装配式骨架系统包括若干钢柱、钢梁，钢柱和钢梁均为箱型钢柱结构。本发明解决了装配式建筑的承载能力及抗震能力较差的问题。

Description

一种箱板钢结构装配式建筑系统

技术领域

本发明属于建筑结构领域，具体是一种箱板钢结构装配式建筑系统。

背景技术

传统的建筑体系主要采用现浇钢筋混凝土的结构模式，该模式需要通过搭手脚架、支模板等工序逐层施工，采用的砌块墙体、外墙抹灰或贴瓷砖，需要外墙搭脚手架，这种传统工艺施工工序复杂，施工时间较长，同时传统的建筑管线多采用预埋在墙体的方式安装固定，一旦管线损坏，需要破坏结构或围护结构进行维修，从而影响建筑整体使用寿命。

与传统建筑不同，装配式建筑是指建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用工厂生产的预制部品部件在工地集成的建筑，包括装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构，以及其他符合装配式建筑技术要求的结构体系建筑。现有钢结构建筑结构体系存在着设备管线与结构体系不分离，水电管线预埋在结构中造成管线老化短命等问题。

为了解决上述问题，例如中国专利，公告号为：CN110397158B，该发明公开了一种箱板钢结构装配式建筑系统，属于装配式建筑领域，解决了现有的钢结构住宅的平整度较差、不耐火、隔声效果差，露梁、露柱影响住宅建筑空间，抗震性能差等的问题。本发明的建筑系统采用钢结构两侧拼装保温防火材料、防火装饰板、内装体系、地板结构或者外幕墙系统构成建筑的耐火隔墙、楼板、一体化外墙，其钢结构为钢板及竖向交错焊接在钢板上的T型桁材和L型桁材，本发明的管线系统设置在地面架空层及隔墙的龙骨空间内；给水系统的管路设置在耐火隔墙的龙骨空间内与地面架空层中，与结构主体完全管线分离。本发明的箱板钢结构装配式建筑实现了兼具优良的材料力学性能和便于工业化生产的优势，具有加工便捷、施工方便、效率高、精度高等优势。

但是在实际使用时，上述发明仍存在如下缺点，箱板钢结构装配式建筑通过拼装或焊接完成，虽然施工方便，但其承载能力及抗震能力较差。所以本发明提出一种箱板钢结构装配式建筑系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明提出了一种箱板钢结构装配式建筑系统，增加箱板钢结构装配式建筑的承载能力及抗震能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种箱板钢结构装配式建筑系统，包括装配式骨架系统、装配式楼板系统、装配式外墙系统和装配式钢内墙系统；箱板钢结构装配式建筑系统的全部构件均为预制构件，各系统中结构件之间均为可拆卸的装配方式连接；

装配式外墙系统包括外横墙板和外纵墙板，外横墙板由内自外依次设有第一钢板、隔音层、保温隔热层和装修层，外横墙板和外纵墙板结构相同；

装配式内墙系统包括内横墙板和内纵墙板，内横墙板和内纵墙板结构与外横墙板和外纵墙板结构相同；

装配式楼板系统包括楼板和底板，楼板由内自外依次设有第二钢板、隔音层、保温隔热层和装修层，楼板和底板结构相同；

装配式骨架系统包括钢梁、紧固件和若干钢柱，钢柱和钢梁均为箱型钢柱结构。

采用上述方案后实现了以下有益效果：根据预设位置，通过起吊装置将钢柱吊到安装位置，在钢柱上安装钢梁，在钢梁与钢梁之间通过紧固件连接，为防止钢梁在塑性区侧向失稳，将内横墙板、内纵墙板结构、外横墙板和外纵墙板与骨架系统，通过第一钢板、隔音层、保温隔热层和装修层结构配合使用，增加箱板钢结构装配式建筑的承载能力及抗震能力，最后安装楼板，在增加稳定性的同时，具有防火、保温、隔声等作用。

进一步，第一钢板包括外壳、承重球、若干填充层和若干支撑架，外壳内部为中空结构，承重球位于外壳内部沿高度方向三分之二处，承重球通过铁索与外壳顶部固定连接，承重球的重量与第一钢板整体重量比为1：1，填充层位于承重球下方。

有益效果：承重球在外壳内部，当箱板钢结构装配式建筑在受到强风或地震的影响晃动时，承重球会和箱板钢结构装配式建筑晃动运动方向相反，使箱板钢结构装配式建筑倾倒的拉力与承重球反方向的阻力达到平衡时，使建筑物始终处于稳定状态，地震越严重，风力越大，承重球摇摆的幅度也会越大，使建筑快速恢复平衡。

进一步，填充层为若干六边形钢巢结构组成网板，网板与外壳固定连接，支撑架为几字型结构，支撑架位于相邻的填充层之间，支撑架两端均贯穿填充层。

名词解释：几字形结构包括一组相互対置的横向杆，横向杆的连接处一体制造有向上凸起的矩形架。

有益效果：六边形钢巢结构可以使填充层即不留缝隙，也不会重叠，同时还会节省用料，增强填充层的稳固性，提高建筑的承重能力；支撑架为几字型结构且穿过填充层，使得钢板发生倾倒时，几字型结构结构的凸起部分对填充层起到限位作用，同时对填充层起到衬托的作用。

进一步，隔音层与第一钢板两侧外侧壁固定连接，保温隔热层与隔音层固定连接，装修层与保温隔热层固定连接，隔音层为玻璃棉材料制成，保温隔热层为防火板制成，装修层采用ECP板制成。

有益效果：玻璃棉具有成型好，体积密度小，吸音性能好的特点，因此作为隔音层材料；ECP板具有防火隔音的功能，同时负载能力强，可用于悬挂墙上的物品，因此用作装修层材料。

进一步，钢柱两端均设有凸块，凸块与钢柱外侧面固定连接，钢梁两端固定连接有端板，钢梁和钢柱通过紧固件连接，紧固件为螺丝。

有益效果：安装钢梁时，将钢梁两端套设在凸块上，通过螺丝将钢梁的端板与钢柱固定连接，增加钢梁与钢柱之间连接的稳定性。

进一步，钢柱和钢梁侧壁均设有卡槽，卡槽顶部开设有滑槽，滑槽中套设有限位块，限位块位于钢柱和钢梁内部一侧固定连接有弹性件，弹性件远离限位块一端与钢柱和钢梁内侧壁固定连接。

有益效果：当墙板放入凹槽时，墙板将限位块向两侧推开，墙板向下移动后，限位块利用弹簧的复位力复位，从而起到对墙板固定和限位的作用。

进一步，内横墙板、内纵墙板、外横墙板和外纵墙板四边均设有卡块，卡块与卡槽可拆卸连接。

有益效果：卡块的位置为了增加墙板在卡槽中的稳定性，避免墙板从卡槽中滑出。

进一步，箱板钢结构装配式建筑系统的安装步骤为：

步骤一：预先制作内横墙板、内纵墙板、外横墙板、外纵墙板、楼板、底板、钢柱和钢梁的主体钢结构；

步骤二：安装装配式骨架系统，将钢柱和钢梁，组合形成箱式骨架结构；

步骤三：在箱式骨架结构底面，安装底板；

步骤四：安装装配式外墙系统，在箱式骨架上完成安装外墙系统；

步骤五：安装装配式内墙系统，根据需求及规划在箱式骨架上完成安装内墙系统；

步骤六：在箱式骨架结构顶部，安装楼板；

步骤七：在内横墙板、内纵墙板、外横墙板、外纵墙板、楼板和底板上铺设电路管线和给水系统管路；

步骤八：建筑系统为多层建筑时，重复步骤四至步骤七。

有益效果：装配式建筑系统实现了建筑系统的可拆卸、可改装，是一种环保可持续的建筑结构体系，具有加工便捷、施工方便、效率高、精度高等优势。

附图说明

图1为本发明箱板钢结构装配式建筑系统实施例的结构示意图。

图2为本发明箱板钢结构装配式建筑系统外横墙板的剖视图。

图3为本发明箱板钢结构装配式建筑系统第一钢板中承重球的结构示意图。

图4为本发明箱板钢结构装配式建筑系统网板的结构示意图。

图5为本发明箱板钢结构装配式建筑系统支撑架的安装示意图。

图6为本发明箱板钢结构装配式建筑系统钢柱与钢梁的连接示意图。

图7为本发明箱板钢结构装配式建筑系统钢柱的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：外横墙板1、隔音层101、保温隔热层102、装修层103、卡块104、外纵墙板2、内横墙板3、内纵墙板4、楼板5、第一钢板6、外壳601、承重球602、铁索603、网板604、支撑架605、钢柱7、凸块701、钢梁8、端板801、卡槽9、限位块901、弹簧902、紧固件10。

实施例基本如附图1-7所示：一种箱板钢结构装配式建筑系统，包括装配式骨架系统、装配式楼板5系统、装配式外墙系统和装配式钢内墙系统；箱板钢结构装配式建筑系统的全部构件均为预制构件，各系统中结构件之间均为可拆卸的装配方式连接；

装配式外墙系统包括外横墙板1和外纵墙板2，外横墙板1由内自外依次设有第一钢板6、隔音层101、保温隔热层102和装修层103，外横墙板1和外纵墙板2结构相同；第一钢板6包括外壳601、承重球602、若干填充层和若干支撑架605，外壳601内部为中空结构，承重球602位于外壳601内部沿高度方向三分之二处，承重球602通过铁索603与外壳601顶部固定连接，承重球602的重量与第一钢板6整体重量比为1：1，填充层位于承重球602下方；填充层为若干六边形钢巢结构组成网板604，网板604与外壳601固定连接，支撑架605为几字型结构，支撑架605位于相邻的填充层之间，支撑架605两端均贯穿填充层。

装配式内墙系统包括内横墙板3和内纵墙板4，内横墙板3和内纵墙板4结构与外横墙板1和外纵墙板2结构相同，内横墙板3、内纵墙板4、外横墙板1和外纵墙板2四边均设有卡块104。

装配式楼板5系统包括楼板5和底板，楼板5由内自外依次设有第二钢板、隔音层101、保温隔热层102和装修层103，楼板5和底板结构相同；隔音层101与第一钢板6两侧外侧壁固定连接，保温隔热层102与隔音层101固定连接，装修层103与保温隔热层102固定连接，隔音层101为玻璃棉材料制成，保温隔热层102为防火板制成，装修层103采用ECP板制成，装修层103用于铺设电路管线和给水系统管路。

装配式骨架系统包括若干钢柱7、钢梁8和紧固件10，钢柱7和钢梁8均为箱型钢柱7结构；钢柱7两端均设有凸块701，凸块701与钢柱7外侧面固定连接，钢梁8两端固定连接有端板801，钢梁8和钢柱7通过紧固件10连接，紧固件10为螺丝；钢柱7和钢梁8侧壁均设有卡槽9，卡槽9顶部开设有滑槽，滑槽中套设有限位块901，限位块901位于钢柱7和钢梁8内部一侧固定连接有弹性件，弹性件远离限位块901一端与钢柱7和钢梁8内侧壁固定连接，弹性件为弹簧902。

具体实施过程如下：

步骤一：预先制作内横墙板3、内纵墙板4、外横墙板1、外纵墙板2、楼板5、底板、钢柱7和钢梁8的主体钢结构；玻璃棉具有成型好，体积密度小，吸音性能好的特点，因此作为隔音层101材料；当箱板钢结构装配式建筑在受到强风或地震的影响晃动时，第一钢板6中的承重球602会和箱板钢结构装配式建筑晃动运动方向相反，使箱板钢结构装配式建筑倾倒的拉力与承重球602反方向的阻力达到平衡时，使建筑物始终处于稳定状态，地震越严重，风力越大，承重球602摇摆的幅度也会越大，使建筑快速恢复平衡。

步骤二：安装装配式骨架系统，将钢柱7和钢梁8，组合形成箱式骨架结构；安装钢梁8时，将钢梁8两端套设在凸块701上，通过螺丝将钢梁8的端板801与钢柱7固定连接。

步骤三：在箱式骨架结构底面，安装底板；将底板安装在骨架结构底面钢梁8的卡槽9中，当底板放入凹槽时，底板将限位块901向两侧推开，底板进入卡槽9后，限位块901利用弹簧902的复位力复位，底板的卡块104对底板固定和限位的作用。

步骤四：安装装配式外墙系统，在箱式骨架上完成安装外墙系统；将外横墙板1和外纵墙板2安装在骨架结构外侧钢柱7的卡槽9中。

步骤五：安装装配式内墙系统，将内横墙板3、内纵墙板4根据需求及规划安装在骨架结构内侧钢柱7的卡槽9中。

步骤六：在箱式骨架结构顶部，安装楼板5；将楼板5安装在骨架结构顶部钢梁8的卡槽9中。

步骤七：在内横墙板3、内纵墙板4、外横墙板1、外纵墙板2、楼板5和底板的装修层103上铺设电路管线和给水系统管路；ECP板具有防火隔音的功能，同时负载能力强，可用于悬挂墙上的物品，因此用作装修层103材料。

步骤八：建筑系统为多层建筑时，重复步骤四至步骤七。施工时，将全部构件按建筑结构安装固定完成即可，无需外墙脚手架，施工快速便捷；全部结构配合使用，增加箱板钢结构装配式建筑的承载能力及抗震能力的同时，具有防火、保温、隔声等作用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：包括装配式骨架系统、装配式楼板系统、装配式外墙系统和装配式钢内墙系统；箱板钢结构装配式建筑系统的全部构件均为预制构件，各系统中结构件之间均为可拆卸的装配方式连接；

装配式外墙系统包括外横墙板和外纵墙板，外横墙板由内自外依次设有第一钢板、隔音层、保温隔热层和装修层，外横墙板和外纵墙板结构相同；

装配式内墙系统包括内横墙板和内纵墙板，内横墙板和内纵墙板结构与外横墙板和外纵墙板结构相同；

装配式楼板系统包括楼板和底板，楼板由内自外依次设有第二钢板、隔音层、保温隔热层和装修层，楼板和底板结构相同；

装配式骨架系统包括钢梁、紧固件和若干钢柱，钢柱和钢梁均为箱型钢柱结构。

2.根据权利要求1所述的箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：第一钢板包括外壳、承重球、若干填充层和若干支撑架，外壳内部为中空结构，承重球位于外壳内部沿高度方向三分之二处，承重球通过铁索与外壳顶部固定连接，承重球的重量与第一钢板整体重量比为1：1，填充层位于承重球下方。

3.根据权利要求2所述的箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：填充层为若干六边形钢巢结构组成网板，网板与外壳固定连接，支撑架为几字型结构，支撑架位于相邻的填充层之间，支撑架两端均贯穿填充层。

4.根据权利要求3所述的箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：隔音层与第一钢板两侧外侧壁固定连接，保温隔热层与隔音层固定连接，装修层与保温隔热层固定连接，隔音层为玻璃棉材料制成，保温隔热层为防火板制成，装修层采用ECP板制成。

5.根据权利要求4所述的箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：钢柱两端均设有凸块，凸块与钢柱外侧面固定连接，钢梁两端固定连接有端板，钢梁和钢柱通过紧固件连接，紧固件为螺丝。

6.根据权利要求5所述的箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：钢柱和钢梁侧壁均设有卡槽，卡槽顶部开设有滑槽，滑槽中套设有限位块，限位块位于钢柱和钢梁内部一侧固定连接有弹性件，弹性件远离限位块一端与钢柱和钢梁内侧壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的箱板钢结构装配式建筑系统，其特征在于：内横墙板、内纵墙板、外横墙板和外纵墙板四边均设有卡块，卡块与卡槽可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的箱板钢结构装配式建筑系统，箱板钢结构装配式建筑系统的安装步骤为：

步骤一：预先制作内横墙板、内纵墙板、外横墙板、外纵墙板、楼板、底板、钢柱和钢梁的主体钢结构；

步骤二：安装装配式骨架系统，将钢柱和钢梁，组合形成箱式骨架结构；

步骤三：在箱式骨架结构底面，安装底板；

步骤四：安装装配式外墙系统，在箱式骨架上完成安装外墙系统；

步骤五：安装装配式内墙系统，根据需求及规划在箱式骨架上完成安装内墙系统；

步骤六：在箱式骨架结构顶部，安装楼板；

步骤七：在内横墙板、内纵墙板、外横墙板、外纵墙板、楼板和底板上铺设电路管线和给水系统管路；

步骤八：建筑系统为多层建筑时，重复步骤四至步骤七。

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