CN204139316U - 一种钢构剪力墙结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢构剪力墙结构体系，包括空间钢结构框架单元，所述空间钢结构框架单元由带有钢结构边框的钢结构剪力墙体相互连接构成，所述空间钢结构框架单元上下设置预制带钢结构边框的成型楼板，所述钢结构剪力墙体包括矩形钢结构边框，所述矩形钢结构边框两侧面设置轻质保温板，所述轻质保温板与矩形钢结构边框组成的空隙内设置混凝土；本实用新型经过必要和充分的论证、验算、设计、优化后，符合剪力墙结构建筑规范的相关要求，而且其减少用钢量达31%，抗震等级达到8.9级，空间增大6%，值得推广与应用。

Description

一种钢构剪力墙结构体系

技术领域

本发明涉及一种建筑结构体系，尤其涉及一种钢构剪力墙结构体系。

背景技术

钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势，在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类 。

目前采用钢构结构建造房屋的技术已经有了不少，例如专利公开号CN103850385A的发明专利一种建筑钢构空心复合高强轻质墙板公开了一种建筑钢构空心复合高强轻质墙板,所述建筑钢构空心复合高强轻质墙板包括胶凝料层、外轻集料层、内轻集料层、强纤维料和钢构架，所述胶凝料层的一端设置有凹槽，另一端设置有凸块，所述胶凝料层内设置有外轻集料层和内轻集料层，所述外轻集料层和内轻集料层之间设有钢构架，所述钢构架内侧为内轻集料层，所述内轻集料层中间设有通孔，所述通孔由钢构架分开，由于胶凝料层为硅酸盐水泥，强纤维料为刚纤维、竹纤维或聚丙烯纤维，水渣为高炉水渣、粉煤灰或炉渣灰，墙体内设有钢构使其重量更轻、墙体更薄、更易安装、强度更高、更抗老化、节能更高、防水性能更强、防火性能更强、环保性能更强、更加快捷施工、造价更低、用途广泛。

专利公开号CN101736809A的发明专利一种空间轻钢构架混凝土建筑及其建造方法公开了一种空间轻钢构架混凝土建筑及其建造方法，属于建筑物及其建造技术领域，由墙体空间轻钢构架、楼板空间轻钢构架以及混凝土构成；所述墙体空间轻钢构架和楼板空间轻钢构架相互连接构成多面体空间轻钢构架，所述空间轻钢构架内填充混凝土形成建筑单元；一个建筑单元，或多个建筑单元组合构成空间轻钢构架混凝土建筑；所述的墙体空间轻钢构架和楼板空间轻钢构架均由多个相隔排列的拉伸孔格构型钢和将该多个拉伸孔格构型钢焊接成一体的焊接钢筋网组合而成。本发明对钢网构架进行了实质性的改进，使本建筑具有加工简单、生产设备投资少、节约钢材、减少人工费用等优点。

但是，这些结构体系依旧存在着以下不足之处：

其一：运输不方便。大部分现有的利用钢构结构建造的房屋均采用整块钢材，钢材的长度较长，运输到工地比较困难，且在进行高层建筑建设时很难将材料运到高处。

其二：需要现场进行在施工，不利于快速施工。

其三：取用的钢材模板不能重复利用，需要的钢材需要现场进行切割。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于解决现有技术的不足，提供了一种便于安装的、节省材料的、安装快速的安全系数高的钢构剪力墙结构体系。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种钢构剪力墙结构体系，包括空间钢结构框架单元，所述空间钢结构框架单元由带有钢结构边框的钢结构剪力墙体相互连接构成，所述空间钢结构框架单元上下设置预制带钢结构边框的成型楼板，所述钢结构剪力墙体包括矩形钢结构边框，所述矩形钢结构边框两侧面设置轻质保温板，所述轻质保温板与矩形钢结构边框组成的空隙内设置混凝土。

所述成型楼板与空间钢结构框架单元之间设置钢结构辅助梁。

所述矩形钢结构边框内设置钢骨架与线路管道。

所述矩形钢结构边框内设置预留门框或窗框。

所述钢构剪力墙体为工厂预制成型。

本发明采用空间钢结构框架单元使得对于整体钢结构建筑的建设实现了模块化生产，根据设计的需要设定空间钢结构框架单元的形状组成，例如长方体或底面为扇形立柱等各种形状，使得钢结构剪力墙体能够由其边框组成房屋的基本框架结构，并可根据图纸设计直接在钢结构剪力墙体上预制窗口、门等结构，实现在工厂的模块化生产，使得现场只进行组装工作不进行浇筑施工，加快了工程的进度；此处的钢结构剪力墙体的形状并非唯一为矩形框架结构也可根据需要设计为弧面框架结构等。

由钢结构剪力墙体构成的空间钢结构框架单元的上下面设置成型楼板，使得其能够组成基本的房屋模块，成型楼板为在工厂预制的带有钢结构边框的楼板结构，其形状根据空间钢结构框架单元的横截面形状进行设计，使得其能够铺设其上，在上面的构成天花板，在下部的构成底板，当空间钢结构框架单元横截面积过大时影响成型楼板受力时，可在成型楼板与空间钢结构框架单元之间设置钢结构辅助梁，使得其能够起到辅助支撑的作用；当空间钢结构框架单元横截面积适当则可省去钢结构辅助梁。

本发明在设置好地基结构后，按照设计图纸，将数个空间钢结构框架单元设置在地基上，然后在其上设置成型楼板，然后在铺设好成型楼板的平面上在设置空间钢结构框架单元，并通过连接构件或焊接等方式将下层空间钢结构框架单元层、成型楼板和上层空间钢结构框架单元层连接在一起，然后按照这种方法将建筑盖起，此处的连接件可为连接短柱，将成型楼板边角处设置矩形截角使得上下层钢结构剪力墙的边框能够通过短柱相连接。

本发明采用带有边框的剪力墙结构，使得其能够在两侧面设置轻质保温板，并且将轻质保温板平铺在剪力墙体上使得其能够实现空间钢结构框架单元与成型楼板连接实现直角连接，避免二次粉刷施工；在轻质保温板与矩形结构边框形成的孔隙内设置钢骨架，并进行浇筑使得其能够进一步的提高抗压抗剪切力，也可在其中仅仅浇筑轻质泡沫混凝土，使得其能够进一步的实现隔音、保温防潮、防腐等功能；同时根据图纸设计需要可以在其中预设水管、电线、信号线等，或直接预留管道供使用者随意设置；为了实现工业化生产的需要可以在矩形钢结构边框内设置预留门框或窗框，使得其能够在工厂生产时实现模块生产，空间钢结构框架单元均为带钢结构边框的钢结构剪力墙体构成，使得其在生产时能够流水线生产，然后根据需要在工艺上分为不同类别型号，或设置为承重的剪力墙体结构，或在其中预留门框或窗口，使得一个空间钢结构框架在出厂时，能够完成整个房屋的初步装饰。

本发明通过在工厂的预制生产，使得其能够将原本只能现场完成的建筑建设，实现模块化的工业生产，在工厂制成模块后，将其直接运送至安装现场，然后通过螺栓组或焊接形式集成化联接安装，使得施工现场没有混凝土浇注作业，现场十分清洁；而且本发明采用边框结构，很好的实现对钢结构梁和柱的隐蔽，使得无需在先设置框架结构然后再进行再次部分浇筑施工，不仅安装速度快而且使得施工效率很好，实现了现场施工无噪音，为解决用工成本大提供了很好的方案；而且采用集成化模块的处理方式，使得其能够实现可回收与方便拆迁重建的优点；由于全部采用集成化的生产方式，使得其能够自由的联接阳台、楼梯、飘窗、雨檐等各种建筑附件；本发明在经过PKPM、XSTEEL、SATWE、ANSYS、COMSOL Multiphysics、Algor等主流建筑结构设计、分析软件，经过必要和充分的论证、验算、设计、优化后，完全符合剪力墙结构建筑规范，而且其减少用钢量达31%，抗震等级达到8.9级，空间增大6%，值得推广与应用。

附图说明

图1是本发明空间钢结构框架单元的俯视结构示意图；

图2是本发明空间结构框架与成型楼板组成的结构示意图；

图3是本发明钢结构剪力墙体的侧面结构示意图；

图4是本发明钢结构剪力墙体立体结构示意图；

图5是本发明相邻钢结构剪力墙与成型楼板的局部结构放大示意图；

图6是本发明成型楼板的一种结构示意图；

图7是本发明钢结构剪力墙的一种结构示意图；

1-钢结构剪力墙体 2-钢结构辅助梁 3-成型楼板 4-空间钢结构框架单元 11-矩形钢结构边框 12-轻质保温板 13-钢骨架 14-线路管道 15-混凝土 16-连接短柱 17-矩形截角。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

结合图1、图2、图3、图4和图5，实施例一：一种钢构剪力墙结构体系，包括空间钢结构框架单元4，所述空间钢结构框架单元4由带有钢结构边框的钢结构剪力墙体1相互连接构成，所述空间钢结构框架单元4上下设置预制带钢结构边框的成型楼板3，所述钢结构剪力墙体1包括矩形钢结构边框11，所述矩形钢结构边框11两侧面设置轻质保温板12，所述轻质保温板2与矩形钢结构边框11组成的空隙内设置混凝土15。

所述成型楼板3与空间钢结构框架单元4之间设置钢结构辅助梁2。

所述矩形钢结构边框11内设置钢骨架13与线路管道14。

所述矩形钢结构边框11内设置预留门框或窗框。

所述钢构剪力墙体1与成型楼板3为工厂预制成型。

如图1、2.、4、5、6、7所示，实施例二：其与实施例一的区别在于：所述成型楼板为四角设置矩形截角17的带有矩形钢结构边框的成型楼板。

所述钢结构剪力墙边框下部设置连接短柱16.

本发明采用空间钢结构框架单元使得对于整体钢结构建筑的建设实现了模块化生产，根据设计的需要设定空间钢结构框架单元的形状组成，例如长方体或底面为扇形立柱等各种形状，使得钢结构剪力墙体能够由其边框组成房屋的基本框架结构，并可根据图纸设计直接在钢结构剪力墙体上预制窗口、门等结构，实现在工厂的模块化生产，使得现场只进行组装工作不进行浇筑施工，加快了工程的进度；此处的钢结构剪力墙体的形状并非唯一为矩形框架结构也可设计为弧面框架结构等。

在由钢结构剪力墙体构成的空间钢结构框架单元的上下面设置成型楼板，使得其能够组成基本的房屋模块，成型楼板为在工厂预制的带有钢结构边框的楼板结构，其形状根据空间钢结构框架单元的横截面形状进行设计，使得其能够铺设其上，在上面的构成天花板在下部的构成底板，当空间钢结构框架单元横截面积过大时影响成型楼板受力时，可在成型楼板与空间钢结构框架单元之间设置钢结构辅助梁，使得其能够起到辅助支撑的作用；当空间钢结构框架单元横截面积适当则可省去钢结构辅助梁。

本发明在设置好地基结构后，按照设计图纸，将数个空间钢结构框架单元设置在地基上，然后在其上设置成型楼板，然后在铺设好成型楼板的平面上在设置空间钢结构框架单元，并通过连接构件或焊接等方式将下层空间钢结构框架单元层、成型楼板和上层空间钢结构框架单元层连接在一起，然后按照这种方法将建筑盖起，此处的连接件可为连接短柱，将成型楼板边角处设置矩形截角使得上下层钢结构剪力墙的边框能够通过短柱相连接。

本发明采用带有边框的剪力墙结构，使得其能够在两侧面设置轻质保温板，并且将轻质保温板平铺在剪力墙体上使得其能够实现空间钢结构框架单元与成型楼板连接实现直角连接，避免二次粉刷施工；在轻质保温板与矩形结构边框形成的孔隙内设置钢筋网，并进行浇筑使得其能够进一步的提高抗剪切力，也可在其中仅仅浇筑轻质泡沫混凝土，使得其能够进一步的实现隔音、保温防潮等功能；同时根据图纸设计需要可以在其中预设水管、电线、信号线等，或直接预留管道供使用者随意设置；为了实现工业化生产的需要可以在矩形钢结构边框内设置预留门框或窗框，使得其能够在工厂生产时实现模块生产，空间钢结构框架单元均为带钢结构边框的钢结构剪力墙体构成，使得其在生产时能够流水线生产，然后根据需要在工艺上分为不同类别型号，或设置为承重的剪力墙体结构，或在其中预留门框或窗口，使得一个空间钢结构框架在出厂时，能够完成整个房屋的初步装饰。

本发明通过在工厂的预制生产，使得其能够将原本只能现场完成的建筑建设，实现模块化的工业生产，在工厂制成模块后，将其直接运送至安装现场，然后通过高强螺栓组或焊接形式集成化联接安装，使得施工现场没有混凝土浇注作业，现场十分清洁；而且本发明采用边框结构，很好的实现对钢结构梁和柱的隐蔽，使得无需在先设置框架结构然后再进行再次部分浇筑施工，不仅安装速度快而且使得施工效率很好，实现了现场施工无噪音，为解决用工成本大提供了很好的方案；而且采用集成化模块的处理方式，使得其能够实现可回收与方便拆迁重建的优点；由于全部采用集成化的生产方式，使得其能够自由的连接阳台、楼梯、飘窗、雨棚等各种建筑附件；本发明在经过PKPM、XSTEEL、3D3S、ANSYS、Algor等主流建筑结构设计、分析软件，经过必要和充分的论证、验算、设计、优化后，完全符合剪力墙结构建筑规范，而且其减少用钢量达31%，抗震等级达到8.9级，空间增大6%，值得推广与应用。   

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种钢构剪力墙结构体系，其特征在于：包括空间钢结构框架单元，所述空间钢结构框架单元由带有钢结构边框的钢结构剪力墙体相互连接构成，所述空间钢结构框架单元上下设置预制带钢结构边框的成型楼板，所述钢结构剪力墙体包括矩形钢结构边框，所述矩形钢结构边框两侧面设置轻质保温板，所述轻质保温板与矩形钢结构边框组成的空隙内设置混凝土。

2.如权利要求1所述的钢构剪力墙结构体系，其特征在于：所述成型楼板与空间钢结构框架单元之间设置钢结构辅助梁。

3.如权利要求1所述的钢构剪力墙结构体系，其特征在于：所述矩形钢结构边框内设置钢骨架与线路管道。

4.如权利要求1或3所述的钢构剪力墙结构体系，其特征在于：所述矩形钢结构边框内设置预留门框或窗框。

5.如权利要求1所述的钢构剪力墙结构体系，其特征在于：所述钢构剪力墙体为工厂预制成型。

6.如权利要求1或2所述的钢构剪力墙结构体系，其特征在于：所述成型楼板为四角设置矩形截角的带有矩形钢结构边框的成型楼板。

7.如权利要求1或3所述的钢构剪力墙结构体系，其特征在于：所述钢结构剪力墙边框下部设置连接短柱。