CN203213280U - 一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系 - Google Patents

一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,包括主框架和从框架,主框架由若干个主框架层组成,从框架由若干个从框架层组成,每个主框架层设有1-3个从框架层;从框架层的钢柱承托在主框架层的钢梁上,从框架层的钢柱的底部与主框架层的钢梁刚接或铰接,从框架层的钢梁端部与主框架层的钢柱刚接或铰接,形成用于住宅的具有主从结构形式的钢框架体系。本实用新型与梁-柱螺栓刚接点、装配式隔墙、外挂复合墙配套使用,最容易达到实现住宅产业化,能够最完美实现国家提倡的节水、节能、节材、节地、节时和绿色环保的要求。

Description

一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,属于建筑领域。
背景技术
[0002] 众所周知,我国由贫钢国变为世界最大产钢国,钢材的产能过剩成为国民经济的重大研究课题,拓展建筑用钢是解决钢材生产过剩的主要出路之一。传统的钢筋混凝土、砌体结构由于机械化程度不高和粗放式生产的生产方式,以及高耗能、不绿色环保和可循环、可持续发展等因素,急需升级换代,以提高住宅的劳动生产率,提高住宅的整体质量,降低成本,降低物耗、降低能耗。
[0003] 住宅建筑的特点是:1使用荷载小;2建筑楼层层高小;3框架跨度和楼板板跨小。钢结构住宅是由钢柱、钢梁通过梁柱节点连接而构成的钢框架,用以承受建筑永久荷载、使用荷载和地震、风对其产生的水平作用而构成的结构体系。
[0004] 多年来国家和社会各界不遗余力地研究用于住宅的钢结构体系,如图1和图2所示,分别为主重结构的建筑平面图和主重结构体系的结构布置平面图。钢结构之所以在建筑工程中没有得到很好应用和发展,其主要原因如下:a整体造价偏高,单位面积用钢量大山梁柱节点施工难度大;c楼板、墙板构件不配套;d室内空间梁柱外凸,除非吊顶处理而不能保证室内空间的完美;诸多方面的技术问题没能得到很好解决,而正是这些问题极大地制约着钢结构在住宅建筑领域的应用,并成为限制钢结构住宅发展的主要因素。因此,如何改进现有钢结构中存在的技术缺陷就成为该技术领域急需解决的技术难题。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种用钢量小、低造价、施工便捷,并有利于实现楼板、墙板装配施工,且结构构件在建筑空间内不外凸,实现楼板与梁平接连接,达到楼面梁不凸出楼板板底的用于住宅的钢框架体系。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型采取以下技术方案:
[0007] —种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其特征在于:所述钢框架体系包括主框架和从框架,所述主框架由若干个主框架层组成,所述从框架由若干个从框架层组成,每个主框架层设有I 一 3个从框架层;所述从框架层的钢柱承托在所述主框架层的钢梁上,所述从框架层的钢柱的底部与所述主框架层的钢梁刚接或铰接,所述从框架层的钢梁端部与所述主框架层的钢柱刚接或铰接,形成用于住宅的具有主从结构形式的钢框架体系O
[0008] 一种优选技术方案,其特征在于:所述从框架层的钢梁为倒T型截面。
[0009] 一种优选技术方案,其特征在于:所述从框架层的倒T型截面钢梁的腹板上端与钢框轻型楼板的钢框焊接,组合构成工字型截面特性的钢梁。
[0010] 一种优选技术方案,其特征在于:所述从框架层的钢梁下翼缘与楼板板底平齐。[0011] 一种优选技术方案,其特征在于:所述从框架层的钢柱柱宽不大于内隔墙墙厚。
[0012] 本实用新型采用具有主从形式的钢框架结构,整体结构满足国家现行规范的承载能力、层间侧移、构件变形要求,且须满足使用舒适度的要求。
[0013] 本实用新型与梁-柱螺栓刚接点、装配式隔墙、外挂复合墙配套使用,最容易达到实现住宅产业化,能够最完美实现国家提倡的节水、节能、节材、节地、节时和绿色环保的要求。它所具有的特点是:
[0014] 1、结构自重轻、材料强度高、结构抗震性能好;
[0015] 2、结构构件工厂化生产现场安装,减少施工现场作业工作量,有利于实现加工工厂化、施工装配化目标;
[0016] 3、构件标准化、模数化、有利于实现构件标准化、设计模数化目标;
[0017] 4、单位面积用钢量少,降低建设造价;
[0018] 5、有利于大规模批量生产,加工精度高、容易保证工程质量;
[0019] 6、施工安装速度快,减少湿作业、节能省地并大量减少一般性劳务用工;
[0020] 7、梁、柱面积减小,楼板、墙体质量小,传递给基础荷载小,可降低基础费用、增加有效使用面积、空间利用及便于管线布置;
[0021] 8、污染少,易维修改造并可循环利用,符合低碳、节能省地、绿色环保和可持续发展要求;
[0022] 9、更有利于不同气候环境、甚至恶劣环境条件下的工程建设。
[0023] 本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构可适用于低、多、中、高层钢结构住宅的建筑工程;适用于中华人民共和国行政管理区域中不同地震设防烈度的建筑工程工程要求。
[0024] 下面通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明,但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。
附图说明
[0025] 图1为主从结构的建筑平面图。
[0026] 图2为主从结构的结构布置平面图。
[0027] 图3为本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架体系的截面结构示意图。
[0028] 图4为本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系的示意图。
[0029] 图5为本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架体系中从框架层中钢梁与楼板平接节点的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。
[0031] 本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架体系,包括主框架和从框架,主框架由若干个主框架层组成,从框架由若干个从框架层组成,每个主框架层设有I 一 3个从框架层;从框架层的钢柱承托在主框架层的钢梁上,从框架层的钢柱的底部与主框架层的钢梁刚接或铰接,从框架层的钢梁端部与主框架层的钢柱刚接或铰接,形成用于住宅的具有主从结构形式的钢框架体系。从框架层的钢梁为倒T型截面,从框架层的倒T型截面钢梁的腹板上端与钢框轻型楼板的钢框焊接,组合构成工字型截面特性的钢梁。从框架层的钢梁下翼缘与楼板板底平齐,从框架层的钢柱柱宽不大于内隔墙墙厚。
[0032] 与传统的钢结构建筑框架结构体系不同的是,本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系是由主框架和从框架组成,或主框架定义为一级结构,从框架定义为二级结构,把N多层建筑按每2〜4个楼层合并为一个主框架层,N多个建筑楼层分成N/2〜4个主框架层,在每个主框架层上分别套建I〜3层从框架层,主从结构均为钢框架体系。从框架层的钢柱承托在主框架层的钢梁上,从框架层的钢柱底部与主框架层的钢梁刚接(或铰接),从框架层的钢梁端部与主框架层的钢柱铰接(或刚接),主从结构有机结合连成整体,形成主从结构框架体系,直观感觉是在主结构框架内镶嵌着从结构框架。主结构框架承担重力荷载和保证整体结构的水平刚度,从结构框架依附于主结构框架,除承受本身的重力荷载,并将其竖向荷载和水平作用传递给主结构框架,且起到提高整体结构的稳定性作用。主从结构有机结合、相互依附、协调变形、形成共同工作机制。
[0033] 如图3所示,为本实用新型的一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系的示意图。如图4所示,为本实用新型的一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系的结构示意图。其中,I为主框架层的钢柱,2为主框架层的钢梁,3为从框架层的钢柱,4为从框架层的钢梁,每个主框架层内设有2个从框架层,从框架层的钢柱3承托在主框架层的钢梁2上,从框架层的钢柱3的底部与主框架层的钢梁2施行刚接,从框架层的钢梁4的端部与主框架层的钢柱I施行铰接,形成主从结构形式的钢框架体系。
[0034] 如图5所示,为本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系中从框架层中钢梁与楼板平接节点的结构示意图。其中,从框架的钢梁4为倒T型截面的钢梁4’。从框架的钢梁4的下翼缘与楼板板底平齐。选用市场上已有的钢架轻型楼层板(它是以薄壁型钢焊接成边框和肋带,填充轻质材料为芯材的成品楼板),倒T型截面的钢梁4’的腹板的上端与钢骨架轻型板端边钢框5通过焊缝6相焊接,组合构成新的钢梁截面,这个截面具有工字型截面特性。
[0035] 本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其优势是显而易见的,其特点是充分发挥主框架的性能潜力。从框架层的钢梁的高度与所述主框架层的钢梁的高度之和小于普通框架同样层数框架的钢梁高度之和,从框架梁截面高度所占楼层高度比例小于普通框架,主从框架用钢量也小于普通框架用钢量。经模拟设计计算,单位面积用钢量较普通框架结构低10〜15%。从框架由于其跨度小、楼板自重轻使得钢梁、钢柱截面足够小。小截面钢柱柱宽不大于内隔墙墙厚,实现钢柱不凸于墙面之外;小截面高度钢梁可做到楼板与钢梁平接,即钢梁底与板底平齐,实现楼板下没有梁外凸到板面下。从结构楼层选择不同类型的楼板,楼板与梁支承节点有不同的连接方式,选用市场上已有的钢架轻型楼层板(它是以薄壁型钢焊接成边框和肋带,填充轻质材料为芯材的成品楼板)时,钢梁选用倒T型截面(见图5),钢梁下翼缘与楼板板底平齐,T型梁腹板上端与钢框轻型楼层板的钢框焊接,楼板边框的上端部分与T型梁组合构成新的梁截面。这种新的组合截面借用钢框轻型板不受力的端框作为组合梁的上翼缘,既增强完善了梁截面特性,又充分利用钢框轻型楼层板端框材料,实现其又一作用和价值。梁板节点构造完美实现了室内空间不露梁的目的。
[0036] 本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系有效地解决了如下问题:1.从结构框架柱截面较小,可完全包裹在内隔墙中,使得在建筑空间内不外凸。2.从框架钢柱的设置使得从框架钢梁跨较小;楼层采用轻质楼板体系;楼面做法采用轻质材料,所有这些做法的目的是为了永久荷载尽量小,从框架结构内力尽量小,传递给主结构的框架的荷载也相对较小,这样就可做到从结构的框架设计截面小到柱子不凸出墙面;楼板与钢梁平接连接,达到楼面梁不凸出楼板板底的目的。平接节点最大限度地保证楼层净高度,且在从框架楼层房间顶棚直接腻子刮平,不需要吊顶(主框架楼层梁下需要设吊顶)。
[0037] 本实用新型的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系中的主框架层承担重力荷载和保证整体结构的水平刚度,从框架依附于主框架,除承受本身的重力荷载,并将其竖向荷载和水平作用传递给主框架层,有助于提高主框架的稳定性。主从框架的有机结合、相互依从、协调变形、形成共同工作机制。

Claims (5)

1.一种用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其特征在于:所述钢框架体系包括主框架和从框架,所述主框架由若干个主框架层组成,所述从框架由若干个从框架层组成,所述主框架层设有I 一 3个从框架层;所述从框架层的钢柱承托在所述主框架层的钢梁上,所述从框架层的钢柱的底部与所述主框架层的钢梁刚接或铰接,所述从框架层的钢梁端部与所述主框架层的钢柱铰接或刚接。
2.根据权利要求1所述的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其特征在于:所述从框架的钢梁为倒T型截面。
3.根据权利要求2所述的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其特征在于:所述从框架层的倒T型截面钢梁的腹板上端与钢框轻型楼板的钢框焊接,组合构成具有工字型截面特性的钢梁。
4.根据权利要求3所述的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其特征在于:所述从框架层的钢梁下翼缘与楼板板底平齐。
5.根据权利要求2所述的用于住宅的具有主从形式的钢框架结构体系,其特征在于:所述从框架层的钢柱柱宽不大于内隔墙墙厚。
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