CN217601778U - 一种部品化排钢管混凝土结构体系 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种部品化排钢管混凝土结构体系，主要包括排钢管混凝土剪力墙、混合梁和连接节点，排钢管混凝土剪力墙由排钢管混凝土部品连接而成，排钢管混凝土部品主要包括圆钢管混凝土芯柱、竖向钢筋、箍筋网片、水平端钢板、管外混凝土；混合梁由型钢牛腿和混凝土梁部品连接而成；墙墙连接节点在竖向上连接上、下排钢管混凝土部品，墙梁连接节点在横向上连接排钢管混凝土部品与混凝土梁部品。部品化排钢管混凝土结构体系模数化程度高，建筑平面布局更灵活，施工快捷，可降低工程综合成本；充分利用了钢结构和混凝土结构的优点，具有优异的抗震性能和耐久性，防腐、防火性能优异，耐久性及舒适度好，适用于国内各种户型。

Description

一种部品化排钢管混凝土结构体系

技术领域

本公开涉及建筑结构技术领域，尤其涉及装配式建筑结构，具体涉及一种部品化排钢管混凝土结构体系。

背景技术

目前国内的装配式结构中，预制混凝土结构应用较为广泛，为国内主流产品；钢结构中，钢管束混凝土结构、部分包覆混凝土结构等也有一定应用。

1)预制装配式钢筋混凝土剪力墙属于工业化生产方式，但是其异形构件多，重复率低，导致其模板种类多、运输困难，综合造价高；此外，其节点连接采用灌浆套筒，连接节点工程质量不好控制，施工速度较慢，承载力低，抗震性能差；剪力墙边缘构件采用现浇，现场湿作业多，工厂将好加工的一字墙板预制，复杂部分均放到施工现场，不符合装配式建筑理念。

2)钢管束混凝土结构、部分包覆混凝土结构等，用钢量大，造价较高，防腐防火性能一般，舒适度较差，与填充墙适应性一般，故其应用受到较大限制。

此外，上述结构均采用实腹式腹板连接，如现场连接需采用竖向焊缝满焊，焊接工作量过大，难以实现；如实腹式腹板工厂焊接，运输限制其宽度小于2.5m，导致剪力墙抗侧效率过低，进一步导致结构用钢量增加。其水平接缝均为实腹式满焊，水平接缝现场焊接量过大。结构梁均采用钢梁，楼板竖向刚度及舒适度差，造价高。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本公开的主要目的是提供一种部品化排钢管混凝土结构体系，以解决现有技术中的一个或多个问题，可广泛应用于各种住宅、办公、酒店、商业等低多层、高层和超高层建筑中。

本公开的技术方案如下：

本公开首先提供一种部品化排钢管混凝土结构体系，主要包括排钢管混凝土剪力墙、混合梁和连接节点，其中：所述排钢管混凝土剪力墙由排钢管混凝土部品连接而成，排钢管混凝土部品主要包括圆钢管混凝土芯柱、竖向钢筋、箍筋网片、水平端钢板、管外混凝土，其中所述圆钢管混凝土芯柱管内采用高强混凝土，所述竖向钢筋布置在圆钢管四周，所述箍筋网片套在圆钢管和竖向钢筋外，所述水平端钢板与圆钢管端部焊接连接，封闭圆钢管作为排钢管混凝土部品的边模和排钢管混凝土部品竖向连接的转换钢板；所述混合梁由型钢牛腿和混凝土梁部品连接而成；所述连接节点包括墙墙连接节点和墙梁连接节点，墙墙连接节点在竖向上连接上、下排钢管混凝土部品，墙梁连接节点在横向上连接排钢管混凝土部品与混凝土梁部品。

优选的，所述圆钢管外焊接螺旋环筋，用于协调圆钢管混凝土芯柱与管外混凝土共同作用。

优选的，所述墙墙连接节点包括水平端钢板、十字板和侧翼板，其中：水平端钢板与圆钢管端部焊接连接；十字板在平面内呈45°放置，与上、下排钢管混凝土部品的水平端钢板焊接连接，十字板由两竖向钢板呈十字交叉连接固定形成；侧翼板对称设置在圆钢管混凝土芯柱端部两侧，与圆钢管侧壁、水平端钢板焊接连接，且与十字板对齐。

优选的，所述墙梁连接节点包括型钢牛腿、转换端板、水平翼缘板、竖向侧板以及剪切板，其中：水平翼缘板设置上、下两块，分别与型钢牛腿的上、下翼缘对齐，水平翼缘板与圆钢管端部焊接连接，且水平翼缘板上对应圆钢管开设有尺寸略小于圆钢管内径的通孔；竖向侧板设置上、下两排，分别焊接连接在上水平翼缘板下方以及下水平翼缘板上方的相邻两圆钢管之间，并与上水平翼缘板、下水平翼缘板焊接；剪切板布置在靠近型钢牛腿的圆钢管和转换端板之间，与圆钢管侧壁和转换端板焊接连接，并且与上、下竖向侧板断开；转换端板一侧与水平翼缘板、竖向侧板以及剪切板焊接连接，另一侧与型钢牛腿焊接连接。

优选的，所述型钢牛腿截面尺寸和长度均可调整，混凝土梁部品的截面尺寸和长度均固定。

优选的，所述墙梁连接节点还包括X型抗剪支撑，抗剪支撑焊接连接在上、下竖向侧板之间，并与相邻两圆钢管焊接连接。

优选的，还包括楼板，所述连接节点还包括墙板连接节点，墙板连接节点在横向上连接排钢管混凝土部品与楼板。

优选的，所述墙板连接节点包括预留洞口和预埋件，预留洞口布置在排钢管混凝土部品的相邻圆钢管之间，预留洞口中设置预埋件，通过预埋件与楼板连接。

优选的，所述预埋件采用外侧下翼缘凸出的方钢管，方钢管贯穿横向和纵向的锚固钢筋，锚固钢筋作为预埋件与排钢管混凝土部品的锚固构件，以及作为楼板与排钢管混凝土部品的锚固构件。

优选的，所述排钢管混凝土剪力墙根据设计需求由所述排钢管混凝土部品在横向上组成L形剪力墙、T形剪力墙以及一字形剪力墙，排钢管混凝土部品在横向上通过混凝土后浇带连接，所述混凝土后浇带长度能够在0～500mm范围内调整。

本公开相对于现有技术的有益效果是：

1、部品化排钢管混凝土结构是优异的全预制装配式结构，预制率高；排钢管混凝土构件、混合梁构件均部品化设计、生产。部品类型少，模板可重复使用，节约模板造价；部品形状规则，车辆运输效率高，节约运输成本；部品可提前生产，工厂产能利用充分，节约部品生产时间及加快施工进度；部品形状简单，生产线简单，节省工厂生产成本。

2、部品化排钢管混凝土结构连接节点采用钢结构连接，施工技术成熟，均可视化，验收便利，施工技术可靠；排钢管混凝土构件6～12m高度安装，吊装方案与钢结构相同，施工速度快；混合梁采用型钢接头连接，与钢结构相同，施工快速、便捷、可靠；排钢管混凝土部品间采用空腹式构造，竖向接缝采用混凝土现浇连接，施工工艺简单，避免传统钢板剪力墙竖向焊缝过多的缺点，连接后的剪力墙长度可以3～8m长，剪力墙抗侧刚度高，节省结构造价；排钢管混凝土构件采用十字板转换，焊接或栓接连接均可，施工简单，圆钢管混凝土芯柱数量较少，钢结构焊缝或螺栓数量少，施工快捷。

3、圆钢管混凝土芯柱混凝土采用C60～C200高强或超高强度混凝土，圆钢管采用Q345～Q690高强钢，可大幅减少构件截面，减少混凝土和钢材的材料用量，并能充分发挥钢材与混凝土的材料性能优势，大幅提高结构承载力和抗震性能、降低资源能源消耗，大幅减少建筑垃圾、降低环境污染，实现绿色环保，提高经济效益和社会经济。同装配式混凝土结构相比，排钢管混凝土结构通过高强材料的应用，可以至少减少竖向构件1/2(易于满足设计大空间要求)，减少竖向构件连接节点3/4以上(大大减少现场施工量)。

4、圆钢管、梯子形箍筋网片、竖向钢筋等可通过自动化生产线实现大规模高标准高速生产和拼装。圆钢管外壁采用焊接螺旋环筋，可工业化生产加工，节省栓钉。

5、室内墙体和梁等厚，不存在露梁露柱等影响室内空间的问题；钢结构外包混凝土，给用户钢结构安全性和混凝土结构体验；同时在永久性解决了钢结构防腐防火问题的同时，外包混凝土提高了钢结构的稳定性，能够节约钢材；混合梁舒适度高，造价低，施工简单。部品化排钢管混凝土结构延性、耗能性能均接近钢结构，抗震性能优异。

6、部品化排钢管混凝土结构体系中，排钢管混凝土剪力墙型钢含量1％～4％，混合梁中型钢含量为钢梁的1/4～1/2，部品化排钢管混凝土结构体系造价为普通钢结构的1/3～1/2，可解决钢结构造价高的痼疾。排钢管混凝土部件、混凝土梁部件的模板、运输费用为预制混凝土构件的1/4～1/3，虽然其型钢用量较预制混凝土偏高，但部品化构件综合造价可与预制混凝土构件持平；考虑到部品化排钢管混凝土结构体系高强钢、高强混凝土的大量使用，抗震性能接近钢结构后抗震层间位移角可低于混凝土结构，部品化排钢管混凝土结构体系竖向构件可减少1/2，部品化排钢管混凝土结构体系的综合造价可低于预制混凝土结构体系。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本公开一个实施例的排钢管混凝土部品立面结构示意图；

图2为本公开一个实施例的圆钢管外焊接螺旋环筋结构示意图；

图3为本公开一个实施例的梯子形箍筋网片结构示意图；

图4为本公开一个实施例的排钢管混凝土部品构型示意图，其中(a)为L形边缘构件部品，(b)为T形边缘构件部品，(c)为一字型形边缘构件部品，(d)为一字型非边缘构件部品；

图5为本公开一个实施例的排钢管混凝土剪力墙构型示意图，其中(a)为L形剪力墙，(b)为T形剪力墙，(c)为一字型剪力墙；

图6为本公开一个实施例的墙墙连接节点示意图，其中(a)为立面图，(b)为十字板平面剖视图；

图7为本公开另一个实施例的墙墙连接节点示意图，其中(a)为立面图，(b)为十字板平面剖视图；

图8为本公开一个实施例的墙梁连接整体结构示意图；

图9为本公开一个实施例的混凝土梁部品结构示意图；

图10为本公开一个实施例的墙梁连接节点立面示意图；

图11为本公开一个实施例的墙梁连接节点平面剖视图；

图12为本公开一个实施例的水平翼缘板结构示意图；

图13为本公开一个实施例的墙板连接节点立面示意图；

图14为本公开一个实施例的墙板连接节点详图(非边缘)；

图15为本公开一个实施例的墙板连接节点详图(边缘)；

图16为本公开一个实施例的采用部品化排钢管混凝土结构体系建造装配式建筑结构的平面布置图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本公开实施例作进一步详细说明。在此，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，但并不作为对本公开的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本公开中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本公开首先提供一种部品化排钢管混凝土结构体系。部品化，即全部或主体结构采用部品，相对于现浇结构而言，部品全部预制，现场装配，现场只需少量现浇混凝土，即可达到较高的预制化、装配化水平。相对于传统的预制结构而言，部品规则，类型少，可采用工业化生产线生产，生产线简单，全程由机器人自动化操作，节省工厂生产成本，便于生产、运输、吊装和安装。工艺简单，施工快速、便捷。

本公开一种较佳实施方式的部品化排钢管混凝土结构体系的平面布置，如图16所示，主要包括排钢管混凝土剪力墙1、混合梁2和连接节点。下面结合具体示图阐述各构件及其连接关系。

排钢管混凝土部品剪力墙1由排钢管混凝土部品10连接而成，如图1所示，图1示出一种排钢管混凝土部品构件，排钢管混凝土部品10主要包括圆钢管混凝土芯柱101、竖向钢筋102、箍筋网片103、水平端钢板104、管外混凝土105，竖向钢筋102布置在圆钢管四周。

其中，圆钢管混凝土芯柱101的圆钢管内灌注混凝土(图中未示出)，尤其是采用C60～C200高强或超高强度混凝土。圆钢管混凝土芯柱尺寸相对较小，圆钢管采用Q345～Q690高强钢，可大幅减少构件截面，圆钢管直径在108mm～200mm之间。圆钢管混凝土芯柱101为排钢管混凝土剪力墙1承担竖向荷载和水平荷载的主要构件，排钢管混凝土剪力墙1在竖向荷载和水平荷载作用下破坏始于混凝土保护层的压溃，达到承载能力极限状态后，由芯柱承担竖向荷载和水平荷载。为保证排钢管混凝土剪力墙1在竖向荷载和水平荷载作用下的延性，要求圆钢管混凝土芯柱101采用高强材料，管内混凝土强度不应小于管外混凝土强度的2倍，钢管套箍作用与管内混凝土匹配。圆钢管混凝土芯柱轴心受压承载力(短柱，考虑钢管套箍作用)与剪力墙轴心受压承载力(不考虑钢管套箍作用)的比值(圆钢管混凝土芯柱工作承担系数)应在0.7～1.0之间。

如图2，较佳的，圆钢管混凝土芯柱101的圆钢管外焊接螺旋环筋106，螺旋环筋106协调芯柱与管外混凝土共同作用。

在一些实施例中，如图3，箍筋网片103采用梯子形箍筋网片，套在圆钢管和竖向钢筋外。梯子形箍筋网片可采用电阻点焊生产线焊接，拉筋规律性排列，型号单一，适合工业化生产。箍筋网片外包在圆钢管混凝土芯柱101外侧，与管外混凝土105共同作用，协调芯柱整体变形。

在一些实施例中，水平端钢板104与圆钢管端部焊接连接，封闭圆钢管作为排钢管混凝土部品的边模和排钢管混凝土部品竖向连接的转换钢板。竖向钢筋102及圆钢管均焊接于水平端钢板104上，水平端钢板104可作为排钢管混凝土部品的边模，还可连接排钢管混凝土部品，加强排钢管混凝土剪力墙的整体性，以在竖向上形成所需高度的剪力墙，这将在后文中详细阐述。

管外混凝土105协调圆钢管混凝土芯柱101共同工作，同时给圆钢管提供防火、防腐保护。

本公开的排钢管混凝土部品10长度较佳设计为0.8～2m，厚度为200mm～300mm，高度为6m～12m，重量为3～10吨，采用全预制形式。应当理解，上述尺寸规格仅是优选性说明，是根据实际工程采用的优选规格，并不是唯一性限制。

如图4，本公开的排钢管混凝土部品10主要分为L形边缘构件部品11、T字形边缘构件部品12、一字形边缘构件部品13以及一字形非边缘构件部品14四种形式。

如图5，排钢管混凝土剪力墙由排钢管混凝土部品组成，可根据设计需求组成L形剪力墙、T形剪力墙及一字形剪力墙等。排钢管混凝土部品10在横向上通过混凝土后浇带15连接，剪力墙总长度可在混凝土后浇带15处进行调整，调整范围在0～500mm，如此保证了剪力墙设计的相对灵活性，不会因选用排钢管混凝土部品而严格固定模数。

继续参见图6、图7，示出了一种墙墙连接节点，即在竖向上连接上、下排钢管混凝土部品10，以获得需要的剪力墙高度。

具体的，墙墙连接节点包括水平端钢板104、十字板107和侧翼板108。

如图6(a)、7(a)所示，水平端钢板104与圆钢管端部焊接连接，如前所述，水平端钢板104封闭圆钢管作为排钢管混凝土部品的边模和排钢管混凝土部品竖向连接的转换钢板。水平端钢板104的宽度与剪力墙厚度一致。

十字板107与上、下排钢管混凝土部品10的水平端钢板104焊接连接，十字板由两竖向钢板呈十字交叉连接固定形成；十字板的两竖向钢板可采用焊接固定，如图6(b)，即一块长钢板与另外两块短钢板呈十字交叉布置并焊接固定，或采用螺栓连接固定，如图7(b)，即一块长钢板与另外两块短钢板呈十字交叉布置，在十字型的四个拐角处采用角钢，螺栓109穿过角钢与两竖向钢板连接固定。

采用十字板承担圆钢管混凝土芯柱全部竖向承载力时，十字板厚度设计为圆钢管壁厚的2～3倍，传力更直接。

较佳的，十字板107在平面内不以完全平行或垂直于水平端钢板104的纵轴线布置，而是呈45°放置。如此，节点占用空间小。

如图6(a)、7(a)所示，侧翼板108对称设置在圆钢管混凝土芯柱端部两侧，与圆钢管侧壁、水平端钢板104焊接连接，且与十字板107对齐。通过在圆钢管混凝土芯柱101端部增设侧翼板108，起到类似于十字板107与圆钢管侧壁直接连接的作用，保证转换节点传力的可靠性。

继续参见图8、图9，混合梁2由型钢牛腿20和混凝土梁部品21连接而成；型钢牛腿20与混凝土梁部品21可通过螺栓连接，混凝土梁部品21两端伸出型钢连接件，型钢连接件的截面尺寸与型钢牛腿20一致，型钢连接件与型钢牛腿20对接处开始螺栓孔。

混凝土梁部品21的截面尺寸和长度均固定，如表1所示。

表1混合梁尺寸表

框架梁跨度L	混凝土梁部品长度L1	混凝土梁部品高度h1
			5～6m	4m	500mm
6～7m	5m	600mm
			7～8m	6m	700mm
8～10m	7m	800mm

由表1可见，混凝土梁部品21长度L1可设计为4m、5m、6m、7m，高度h1可设计为500mm、600mm、700mm、800mm，型钢牛腿20截面尺寸和长度L2均可调整，借助型钢牛腿20截面尺寸和长度的调整，可得到5～10m的框架梁跨度L，在使用部品梁的情况下也能够适应不同跨度的框架梁，拓展了部品梁的使用范围。

混合梁作为框架梁使用时，型钢牛腿为框架梁受力塑性铰区，型钢牛腿的截面根据混合梁承担水平荷载和竖向荷载确定；混凝土梁部品为混合梁受力弹性区段，混凝土梁部品的截面可根据混合梁承担的竖向荷载选用固定部品。

继续参见图10、图11，示出了一种墙梁连接节点，在横向上连接排钢管混凝土部品10与混凝土梁部品21。

具体的，墙梁连接节点包括型钢牛腿20、转换端板201、水平翼缘板202、竖向侧板203以及剪切板204。

如图10所示，水平翼缘板202设置上、下两块，分别与型钢牛腿20的上、下翼缘对齐，水平翼缘板202与圆钢管端部焊接连接，且水平翼缘板202上对应圆钢管开设有尺寸略小于圆钢管内径的通孔206，例如水平翼缘板202的通孔边缘伸入圆钢管内5mm，如图12所示，通孔206与圆钢管对齐，借助通孔206便于在圆钢管内浇筑混凝土，在水平翼缘板202围绕圆钢管的周围焊接固定。水平翼缘板与型钢牛腿上下翼缘对齐，传递型钢牛腿翼缘拉压力。

考虑到水平翼缘板202在圆钢管混凝土芯柱处开洞等削弱作用，在转换端板201内侧上、下水平翼缘板202之间设置竖向侧板203，竖向侧板203设置上、下两排，分别焊接连接在上水平翼缘板202下方以及下水平翼缘板202上方的相邻两圆钢管之间，并与上水平翼缘板、下水平翼缘板焊接，靠近边缘处的竖向侧板203与转换端板201焊接连接。上、下竖向侧板203的高度根据受力计算确定，通过设置竖向侧板，传递部分型钢牛腿翼缘应力，确保强节点弱构件理念的实现。

剪切板204布置在靠近型钢牛腿20的圆钢管与转换端板201之间，与圆钢管侧壁和转换端板201焊接连接，剪切板传递型钢牛腿剪力值至圆钢管；剪切板采用双板设置，相对于型钢牛腿腹板厚度可减少1/3～1/2，剪切板厚度与圆钢管壁厚相当，便于与圆钢管焊接。

剪切板204与上、下竖向侧板203隔开，如图10，剪切板204的上方和下方分别与上、下竖向侧板203之间形成洞口。洞口可作为混凝土浇筑孔，保证节点区混凝土浇筑密实。

转换端板201竖向设置在排钢管混凝土部品10的边缘，连接排钢管混凝土部品10与型钢牛腿20，其宽度与水平翼缘板202一致，也是与剪力墙的厚度一致，一侧与水平翼缘板202、竖向侧板203以及剪切板204焊接连接，另一侧与型钢牛腿20焊接连接。转换端板的设置可以给予型钢牛腿设计、施工的灵活性，转换端板外侧可适配不同截面的型钢牛腿，型钢牛腿可采用等截面或变截面形式与转换端板连接。此外，转换端板作为型钢牛腿的转换构件，其内侧水平翼缘板相对于外侧型钢牛腿翼缘可加宽，可保证节点区承载力高于钢牛腿承载力，实现强节点弱构件的抗震设计理念。

在一些实施例中，墙梁连接节点还包括抗剪支撑205，抗剪支撑205焊接连接在上、下竖向侧板203之间，连接上、下竖向侧板203，并与相邻两圆钢管焊接连接。抗剪支撑将型钢牛腿翼缘拉压力转变90°方向，传递至排钢管混凝土部品的上下端。对于受力较大的情况，若不转变方向，型钢牛腿横向拉压力传递至剪力墙远端，水平翼缘板需延伸至剪力墙中部或远端，不同排钢管混凝土部品之间需要将水平翼缘板现场焊接，现场施工量大，现场混凝土浇筑困难。拉压力转变90度方向后，型钢牛腿拉压力直接在排钢管混凝土部品的边缘部件内消化，受力简单、直接。

较佳的，抗剪支撑205采用X型斜撑。斜撑空隙处可作为混凝土浇筑孔，保证节点区混凝土浇筑密实。

容易理解，竖向侧板203、剪切板204以及抗剪支撑205均沿圆钢管混凝土芯柱内外两侧对称设置。如此，可减弱钢板对圆钢管的径向撕裂作用，保证圆钢管混凝土芯柱套箍作用的完整性；此外，钢板设置为双板，可降低钢板厚度，便于与圆钢管混凝土芯柱的焊接。

通过上述墙梁连接节点，排钢管混凝土部品与混合梁形成刚性节点，传力模式与普通框架梁、剪力墙节点传力方式有所不同，普通框架梁依靠锚定剪力墙混凝土、钢筋或型钢的拉压力形成力偶来平衡框架梁的弯矩，传递至剪力墙远端；排钢管混凝土部品与混合梁的连接节点依靠排钢管混凝土部品的拉压力形成力偶来平衡钢牛腿弯矩,传递至排钢管混凝土部品的上下端。排钢管混凝土部品长度为1m～2m，采用钢牛腿延伸至剪力墙远端时不会导致不同排钢管混凝土部品连接困难；连接节点把圆钢管混凝土芯柱连接成整体，可避免圆钢管混凝土芯柱空腹式布置整体性差的缺点。

容易理解，本公开的结构体系还包括楼板3以及墙板连接节点。参见图13～15，楼板3可由预制层31和叠合层32构成。墙板连接节点在横向上连接排钢管混凝土部品10与楼板3。

在一些实施例中，墙板连接节点包括预留洞口301和预埋件302，预留洞口301布置在排钢管混凝土部品10的相邻圆钢管之间，预留洞口301中设置预埋件302，通过预埋件与楼板连接。

较佳的，预埋件302采用外侧下翼缘凸出的方钢管，方钢管上下左右开孔，孔中贯穿横向和纵向的锚固钢筋303，锚固钢筋303作为预埋件302与排钢管混凝土部品10的锚固构件，以及作为楼板3叠合层32混凝土与排钢管混凝土部品10的锚固构件。

预埋件采用下翼缘向外凸出的方钢管，能够提供如下优势：可作为排钢管混凝土部品受力的加强管，避免部品预留洞口对结构受力的削弱；方钢管下翼缘外凸可作为叠合楼板施工时临时支撑，免除临时支撑后可方便后续施工工序的开展；方钢管下翼缘外凸还可作为楼板正常使用的支撑，加强楼板竖向抗倒塌能力，提供楼板安全度。

容易理解，墙板连接节点处还采取构造措施，包括设置支座负筋33、附加钢筋34以及分布钢筋35，如图14、图15所示，支座负筋33、附加钢筋34伸入或穿过预埋件302，将叠合层32与排钢管混凝土部品10整体锚固。

再参见图16，部品化排钢管混凝土结构体系建造的装配式建筑结构，排钢管混凝土剪力墙1在与混合梁2同向的连接处采用刚接节点连接，在与混合梁2垂直的连接处采用铰接节点连接。

通过以上阐述已经显然可见，部品化排钢管混凝土结构体系充分利用了钢结构和混凝土结构的优点，具有优异的抗震性能和耐久性，建筑平面布局更灵活、户内使用空间更佳。与装配式混凝土结构相比，模数化程度高，节点连接简便，施工快捷，抗震性能优异，可降低工程综合成本、节约材料、减少能耗；与装配式钢结构相比，防腐、防火性能优异，耐久性及舒适度好，材料成本低，适用于国内各种户型。

部品化排钢管混凝土结构竖向构件采用排钢管混凝土部品拼接的剪力墙，水平构件采用混凝土梁部品和型钢牛腿拼接的混合梁；部品全部预制，重复率高、预制率高，部品的吊装和连接方式与钢结构类似，现场只需少量现浇混凝土，即可达到较高的预制化、装配化水平。部品化排钢管混凝土结构体系采用排钢管混凝土结构与混合梁承担竖向荷载和水平荷载，结构体系抗震性能接近于钢结构。

排钢管混凝土部品、混凝土梁部品可采用工业化生产线生产，全程由机器人自动化操作。该结构无需现场配置钢筋，现场只需局部后浇混凝土，施工速度快。部品规则，便于生产、运输、吊装和安装。

部品化排钢管混凝土结构体系契合国家建筑工业化政策，是优质的装配式工业化结构，代表未来产业化发展方向；并且造价低，受力和抗震性能好，具有其他结构无可比拟的优点，可广泛应用于各种住宅、办公、酒店、商业等低多层、高层和超高层建筑中，是一种优质的装配式工业化结构，值得行业推广。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本公开的较佳实施方式而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于主要包括排钢管混凝土剪力墙、混合梁和连接节点，其中：

所述排钢管混凝土剪力墙由排钢管混凝土部品连接而成，排钢管混凝土部品主要包括圆钢管混凝土芯柱、竖向钢筋、箍筋网片、水平端钢板、管外混凝土，其中所述圆钢管混凝土芯柱管内采用高强混凝土，所述竖向钢筋布置在圆钢管四周，所述箍筋网片套在圆钢管和竖向钢筋外，所述水平端钢板与圆钢管端部焊接连接，封闭圆钢管作为排钢管混凝土部品的边模和排钢管混凝土部品竖向连接的转换钢板；

所述混合梁由型钢牛腿和混凝土梁部品连接而成；

所述连接节点包括墙墙连接节点和墙梁连接节点，墙墙连接节点在竖向上连接上、下排钢管混凝土部品，墙梁连接节点在横向上连接排钢管混凝土部品与混凝土梁部品。

2.根据权利要求1所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述圆钢管外焊接螺旋环筋，用于协调圆钢管混凝土芯柱与管外混凝土共同作用。

3.根据权利要求1所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述墙墙连接节点包括水平端钢板、十字板和侧翼板，其中：

水平端钢板与圆钢管端部焊接连接；

十字板在平面内呈45°放置，与上、下排钢管混凝土部品的水平端钢板焊接连接，十字板由两竖向钢板呈十字交叉连接固定形成；

侧翼板对称设置在圆钢管混凝土芯柱端部两侧，与圆钢管侧壁、水平端钢板焊接连接，且与十字板对齐。

4.根据权利要求1所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述墙梁连接节点包括型钢牛腿、转换端板、水平翼缘板、竖向侧板以及剪切板，其中：

水平翼缘板设置上、下两块，分别与型钢牛腿的上、下翼缘对齐，水平翼缘板与圆钢管端部焊接连接，且水平翼缘板上对应圆钢管开设有尺寸略小于圆钢管内径的通孔；

竖向侧板设置上、下两排，分别焊接连接在上水平翼缘板下方以及下水平翼缘板上方的相邻两圆钢管之间，并与上水平翼缘板、下水平翼缘板焊接；

剪切板布置在靠近型钢牛腿的圆钢管和转换端板之间，与圆钢管侧壁和转换端板焊接连接，并且与上、下竖向侧板断开；

转换端板一侧与水平翼缘板、竖向侧板以及剪切板焊接连接，另一侧与型钢牛腿焊接连接。

5.根据权利要求4所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述型钢牛腿截面尺寸和长度均可调整，混凝土梁部品的截面尺寸和长度均固定。

6.根据权利要求4所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述墙梁连接节点还包括X型抗剪支撑，抗剪支撑焊接连接在上、下竖向侧板之间，并与相邻两圆钢管焊接连接。

7.根据权利要求1所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：还包括楼板，所述连接节点还包括墙板连接节点，墙板连接节点在横向上连接排钢管混凝土部品与楼板。

8.根据权利要求7所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述墙板连接节点包括预留洞口和预埋件，预留洞口布置在排钢管混凝土部品的相邻圆钢管之间，预留洞口中设置预埋件，通过预埋件与楼板连接。

9.根据权利要求8所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述预埋件采用外侧下翼缘凸出的方钢管，方钢管贯穿横向和纵向的锚固钢筋，锚固钢筋作为预埋件与排钢管混凝土部品的锚固构件，以及作为楼板与排钢管混凝土部品的锚固构件。

10.根据权利要求1～9任一项所述的部品化排钢管混凝土结构体系，其特征在于：所述排钢管混凝土剪力墙由所述排钢管混凝土部品在横向上组成L形剪力墙、T形剪力墙以及一字形剪力墙，排钢管混凝土部品在横向上通过混凝土后浇带连接，所述混凝土后浇带长度在0～500mm范围内。

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