CN212689236U - 一种空腹式钢-混组合结构住宅体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空腹式钢‑混组合结构住宅体系，包括空腹式组合柱、空腹式组合梁、楼板以及墙体，组合柱和组合梁均包括空腹式钢骨架；钢骨架包括两块相对设置的翼缘钢板，两块翼缘钢板的两端均设有连接板和封头板，连接板沿翼缘钢板长度方向布设且与两块翼缘钢板垂直焊接固定，封头板垂直于连接板设置在连接板两侧，封头板分别与连接板及翼缘钢板焊接固定，两端的封头板之间倾斜设有桁架；组合柱的钢骨架中部设有钢牛腿，组合梁端部的连接板与钢牛腿采用栓焊混合连接方式固定，组合柱之间的竖向连接通过端部的连接板进行栓焊混合方式固定连接，组合柱以及组合梁的钢骨架位于封头板内侧的中间段浇筑混凝土进行填充。

Description

一种空腹式钢-混组合结构住宅体系

技术领域

本实用新型涉及装配式建筑领域，具体涉及一种空腹式钢-混组合结构住宅体系。

背景技术

我国在大力推进传统建筑向工业化建筑转型。传统建筑中，绝大部分的工作需在施工现场完成，施工周期长、环境污染严重、堆料场地大、施工人员短缺等问题成为抑制建筑产业进步的壁垒。

在民用建筑中，现较为成熟的装配式建筑结构体系主要包括PC结构、钢结构及钢混组合结构，PC结构应用较为广泛，但其存在着竖向拼接节点可靠性差等问题而饱受诟病，且由于其自重大，影响安装效率。钢结构虽具有较为可靠的节点构造且其施工质量易于保证，但结构自身存在隔音保温较差、刚度低、舒适度不佳，需要额外进行防火防腐处理等问题，这在住宅建筑中是必须克服的难关。而钢混组合结构兼具有上述两种结构的优点，基于上述的思路，拟提出一种新型的低含钢率较为经济的空腹式钢-混组合结构体系，本案由此产生。

实用新型内容

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，包括空腹式组合柱、空腹式组合梁、楼板以及墙体，所述空腹式组合柱和空腹式组合梁均包括空腹式钢骨架；所述空腹式钢骨架包括两块相对设置的翼缘钢板，两块翼缘钢板的两端均设有连接板和封头板，连接板沿翼缘钢板长度方向布设且与两块翼缘钢板垂直焊接固定，封头板垂直于连接板设置在连接板两侧，封头板分别与连接板及翼缘钢板焊接固定，两端的封头板之间倾斜设有桁架；空腹式组合柱的钢骨架中部设有钢牛腿，空腹式组合梁端部的连接板与钢牛腿采用栓焊混合连接方式固定，多个空腹式组合柱之间的竖向连接通过端部的连接板进行栓焊混合方式固定连接，空腹式组合柱以及空腹式组合梁的钢骨架位于封头板内侧的中间段浇筑混凝土进行填充。

进一步，所述翼缘钢板采用T型翼缘板，连接板与T型翼缘板的腹板焊接固定，所述桁架采用角钢或钢筋，相邻桁架倾斜方向相反，桁架的两端焊接在T型翼缘板的腹板上。

进一步，所述桁架的两侧均设有若干拉结筋，拉结筋的两端折弯焊接于翼缘钢板内壁上。

进一步，所述拉结筋与桁架之间设有若干抗裂钢筋，抗裂钢筋垂直于拉

结筋方向布设，抗裂钢筋与拉结筋捆扎固定。

进一步，所述拉结筋间隔布设，且靠近连接板一端的拉结筋布设间距小，远离连接板的拉结筋布设间距大。

进一步，所述空腹式组合柱与空腹式组合梁连接的位置设有搭筋板，搭筋板与连接板方向平行设置，搭筋板焊接在T型翼缘板的腹板上，搭筋板的外侧设有节点腹板，节点腹板的一端与组合柱固定连接，节点腹板另一端向外延伸形成钢牛腿，节点腹板与组合柱连接处设有节点加劲板。

进一步，所述楼板不需要降板时，在空腹式组合梁的顶部焊接栓钉，将楼板搁置在空腹式组合梁的顶部，并浇筑混凝土。

进一步，所述楼板需要降板时，空腹式组合梁的内部插

入预埋钢筋，预埋钢筋向外伸出预留搭接段，预留搭接段与楼板内的钢筋固定后支模浇筑混凝土。

进一步，所述墙体包括双层外挂墙体，所述双层外挂墙体包括外墙

板和内墙板，空腹式组合梁的翼缘钢板上焊接角钢，外墙板固定安装在组合梁的室外一侧，角钢的竖直肢高于外墙板与翼缘钢板之间的距离，内墙板固定于室内一侧，内墙板与外墙板之间形成空腔。

进一步，所述外墙板的外表面与空腹式组合梁的外侧面通过保温砂浆层找平。

本实用新型采用空腹式钢骨架结构的梁柱组成住宅体系的框架主体，在用钢量上节省很多，也方便施工现场的装配，钢骨架与混凝土结合提高了构件的承载力及刚度，也减少了截面尺寸的自重，是一种经济型较好的住宅体系结构。

附图说明

图1为实施例中住宅体系的梁柱连接架构图；

图2为实施例中住宅体系的梁或柱的钢骨架结构示意图；

图3为实施例中住宅体系的组合柱与梁连接节点示意图；

图4为图3组合柱浇筑混凝土后的示意图；

图5为实施例中住宅体系的梁与未降板现浇混凝土楼板连接示意图；

图6为实施例中住宅体系的梁与未降板钢筋桁架楼承板连接示意图；

图7为实施例中住宅体系的梁与降板楼板连接示意图；

图8为实施例中住宅体系的双层外挂墙板连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例公开一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，包括空腹式组合柱1 (以下简称“组合柱”)、空腹式组合梁2(以下简称“组合梁”)、楼板18以及墙体。其中，为了节省用钢量，本实施例中的组合柱1和组合梁2所采用的钢骨架相同，均设计为空腹式桁架结构，钢骨架的两端分别设有栓接的连接部，钢骨架中间的空腹段在完成钢骨架装配后浇筑混凝土。

组合柱1和组合梁2采用的钢骨架结构如图2所示(图2中仅展示了钢骨架的一段结构，省略了另一端的连接部)，钢骨架的主体结构包括两块翼缘钢板以及两端的连接板4，本实施例中的翼缘钢板采用T型翼缘板3。两块T 型翼缘板3的腹板彼此相对，且间隔一定距离，将连接板4沿腹板长度方向同向布设，连接板4的两端分别焊接在腹板上。为方便混凝土的浇筑，还在连接板4的两侧设置封头板5，封头板5与连接板4垂直，封头板5分别与连接板4和T型翼缘板3内壁焊接固定。由此形成的钢骨架主体结构，两块翼缘钢板以及两块封头板5恰好作为浇筑混凝土时的模板，无需再额外支模，为混凝土浇筑提供了便利。封头板5将连接板4分隔成两段，位于外侧的为连接段，位于内侧的为延伸段，封头板5的作用是起到划分浇筑混凝土区域的作用，对于封头板5内侧的空腔是需要后期浇筑混凝土的，对于封头板5的外侧主要用于梁柱的连接，故而在连接板4的连接段上开设若干装配孔。

对于封头板5内侧的空腹腔体内，首先在两块T型翼缘板3的腹板之间倾斜设有桁架，桁架可以采用桁架角钢6或者采用桁架钢筋，桁架角钢6的两端直接焊接在T型翼缘板3的腹板上，相邻的桁架角钢6倾斜方向相反。桁架角钢6的作用是保证两侧T型翼缘板3的翼缘之间能够协同工作，起到弯起钢筋作用，提高截面的抗剪性能。在桁架角钢6的两侧分别设有若干间隔一定距离布设的拉结筋7，拉结筋7的两端向内折弯形成折弯部，将折弯部采用角焊缝焊接在T型翼缘板3的翼缘内壁上，焊接时焊缝长度为五倍拉结筋7直径长度。由于双侧拉结筋7的存在，整个钢骨架在浇筑混凝土后可以与混凝土形成紧密连接，承担截面的抗剪承载力。拉结筋7在布设时，靠近连接板4一端的多个拉结筋7之间的间距较小，布设的密一些，远离连接板4 的多个拉结筋7之间布设的间距大，布设稀疏一些。当T型翼缘板3之间的间距较大时，还可以在桁架角钢6与拉结筋7之间的空腔穿入若干抗裂钢筋8，抗裂钢筋8垂直于拉结筋7方向设置，抗裂钢筋8的端部焊接在连接板4的延伸段上，延伸段此时充当搭筋板使用；抗裂钢筋8与每条拉结筋7进行绑扎固定，保证受力的连续性。

本实施例上述给出的组合柱其轴向压力由截面所有纵向受力部件共同承担，强轴方向的抗弯承载力主要由强轴两侧T形翼缘板3提供，弱轴方向的抗弯承载力主要由弱轴两侧抗裂钢筋8提供，强轴方向抗剪承载力主要由双侧拉结筋7、强轴两侧T形翼缘板3的垂直于翼缘的板肋共同承担，弱轴方向抗剪承载力主要由强轴两侧T形翼缘板3的翼缘部分承担。这种钢-混组合结构组合柱由于大面积覆盖混凝土，解决了钢结构外表面防火处理的问题，对保温隔音效果也有一定的保障，由于混凝土的存在，构件承载力及刚度有较大的提升。

上述结构的钢骨架用于组合柱1的钢骨架时，考虑到组合柱1与组合梁 2连接节点需要，还在组合柱1的钢骨架中段设置钢牛腿12，如图3所示，需在组合柱1与组合梁2连接的位置设置搭筋板9，搭筋板9与端部的连接板 4方向平行设置，搭筋板9焊接在T型翼缘板3的腹板上，主要用于固定抗裂钢筋8。搭筋板9的外侧需焊接固定一块节点腹板10，节点腹板10的一端与组合柱1焊接固定，节点腹板10的另一端向外延伸形成钢牛腿12，钢牛腿12 上设置安装孔，钢牛腿12用于与组合梁2端部的连接板4进行栓焊混合连接。为了加强连接节点处的强度，节点腹板10的两端分别设置节点加劲板11进行加强。设有钢牛腿12的组合柱1在填充混凝土后如图4所示(组合梁2浇筑混凝土后也可参照该图结构)，空腹段所浇筑的混凝土可以在工厂提前浇筑完毕，减少施工现场的湿法施工环节，但为了降低自重方便运输，从而降低运输成本，也可以在施工现场浇筑。施工现场浇筑时，先将组合柱1钢骨架吊装起来，相邻组合柱1的钢骨架之间的竖向连接通过各自端部的连接板4 进行栓焊混合方式连接，装配完毕后再进行混凝土的浇筑，浇筑时仅仅在开口侧夹板支模即可。按照上述方式完成组合柱1竖向以及与组合梁2的连接，形成本实施例中的住宅主体框架结构(如图1所示)。

楼板的设计视需要而定分为降板结构和未降板结构，当楼板不需要降板，并且楼板采用现浇混凝土楼板时，如图5所示，在组合梁2的顶部翼缘板上按抗剪计算要求焊接栓钉13，将楼板搁置在组合梁2的顶部，并将模板通过满堂支撑固定，铺设现浇楼板配筋14并设置支座附加钢筋15后，进行混凝土的浇筑。当楼板采用钢筋桁架楼承板且不需要降板时，如图6所示，在组合梁2的顶部翼缘板上按抗剪计算要求焊接栓钉13，将钢筋桁架楼承板16搁置在组合梁2的顶部，并通过满堂支撑固定，与组合梁2的缝隙用铝片等封堵材料17封上以防止漏浆，然后正常进行钢筋绑扎与浇筑作业。当楼板采用降板结构时，如图7所示，在组合梁2的内部空腔中插入预埋钢筋19，预埋钢筋19向外伸出预留搭接段，外伸预留搭接长度取规范中支座钢筋伸入楼板长度与计算搭接长度的较大值。由于组合梁2的钢骨架为空腹式结构，方便预埋钢筋19直接穿过钢梁，将预埋钢筋19的预留搭接段与楼板18内的钢筋 20固定后支模浇筑混凝土。

本实施例住宅体系中的外墙体采用双层外挂防水结构，如图8所示，该双层外挂墙体包括轻质混凝土外墙板22和内墙板21，外墙板22和内墙板21 均采用预制件提前在工厂内预制而成。作为外墙围护结构，本实施例中采用双层墙体，原因之一是因为比起单层墙体可以减小每层墙体的厚度和重量，这样方便运输和施工过程的装配操作；二则原因是利用双层结构达到更好的防水、保温和隔音的目的。

外墙板22和内墙板21的具体装配结构如下：先在组合梁2的翼缘板上焊接固定角钢23，角钢23设置在靠近室外一侧；然后在角钢23表面喷涂防火涂料进行防火处理，再在防火涂料上浇筑防水砂浆26，在防水砂浆26上设置固定卡槽，将外墙板22嵌入固定卡槽内进行定位。外墙板22安装好后，外墙板22的内壁位于角钢23的外侧，且角钢23的竖直肢要高于外墙板22 与组合梁2翼缘之间的距离，这样利用角钢23形成第一道防水结构。外墙板22安装完毕后，将组合梁2的外表面与外墙体22的外表面用保温砂浆层25 找平。楼板18需放置在组合梁2的翼缘上且位于室内一侧，外墙板22的内壁与楼板18的侧端面之间的间隙用挤塑板24填充。内墙板21放置在楼板18 顶部并与楼板18固定连接，内墙板21与外墙板22在高度上形成一定的高度落差，利用该高低落差可以形成第二道防水结构。内墙板21与外墙板22之间形成空腔，这样可以起到很好的保温和隔音的效果。双层墙板安装完毕后，形成的双层外挂墙体基本达到与组合梁2的翼缘等宽的效果，节点更可靠，建筑整体也更美观。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：包括空腹式组合柱、空腹式组合梁、楼板以及墙体，所述空腹式组合柱和空腹式组合梁均包括空腹式钢骨架；所述空腹式钢骨架包括两块相对设置的翼缘钢板，两块翼缘钢板的两端均设有连接板和封头板，连接板沿翼缘钢板长度方向布设且与两块翼缘钢板垂直焊接固定，封头板垂直于连接板设置在连接板两侧，封头板分别与连接板及翼缘钢板焊接固定，两端的封头板之间倾斜设有桁架；空腹式组合柱的钢骨架中部设有钢牛腿，空腹式组合梁端部的连接板与钢牛腿采用栓焊混合连接方式固定，多个空腹式组合柱之间的竖向连接通过端部的连接板进行栓焊混合方式固定连接，空腹式组合柱以及空腹式组合梁的钢骨架位于封头板内侧的中间段浇筑混凝土进行填充。

2.根据权利要求1所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述翼缘钢板采用T型翼缘板，连接板与T型翼缘板的腹板焊接固定，所述桁架采用角钢或钢筋，相邻桁架倾斜方向相反，桁架的两端焊接在T型翼缘板的腹板上。

3.根据权利要求1所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述桁架的两侧均设有若干拉结筋，拉结筋的两端折弯焊接于翼缘钢板内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述拉结筋与桁架之间设有若干抗裂钢筋，抗裂钢筋垂直于拉结筋方向布设，抗裂钢筋与拉结筋捆扎固定。

5.根据权利要求3所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述拉结筋间隔布设，且靠近连接板一端的拉结筋布设间距小，远离连接板的拉结筋布设间距大。

6.根据权利要求2所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述空腹式组合柱与空腹式组合梁连接的位置设有搭筋板，搭筋板与连接板方向平行设置，搭筋板焊接在T型翼缘板的腹板上，搭筋板的外侧设有节点腹板，节点腹板的一端与组合柱固定连接，节点腹板另一端向外延伸形成钢牛腿，节点腹板与组合柱连接处设有节点加劲板。

7.根据权利要求1所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述楼板不需要降板时，在空腹式组合梁的顶部焊接栓钉，将楼板搁置在空腹式组合梁的顶部，并浇筑混凝土。

8.根据权利要求1所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述楼板需要降板时，空腹式组合梁的内部插入预埋钢筋，预埋钢筋向外伸出预留搭接段，预留搭接段与楼板内的钢筋固定后支模浇筑混凝土。

9.根据权利要求1所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述墙体包括双层外挂墙体，所述双层外挂墙体包括外墙板和内墙板，空腹式组合梁的翼缘钢板上焊接角钢，外墙板固定安装在组合梁的室外一侧，角钢的竖直肢高于外墙板与翼缘钢板之间的距离，内墙板固定于室内一侧，内墙板与外墙板之间形成空腔。

10.根据权利要求9所述的一种空腹式钢-混组合结构住宅体系，其特征在于：所述外墙板的外表面与空腹式组合梁的外侧面通过保温砂浆层找平。

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