一种混合式工业化建筑结构体系及其施工方法技术

一种混合式工业化建筑结构体系及其施工方法，其中混合式工业化建筑结构体系，包括结构柱、结构梁、剪力墙和楼板连接组成的结构体系，所述结构柱为钢柱或者钢管混凝土柱或者钢管钢筋混凝土柱；所述结构梁中至少有一片为预制变刚度混合式组合梁；所述剪力墙中至少有一片为预制剪力墙；所述预制剪力墙连接于结构柱和预制变刚度混合式组合梁围合而成的框架结构中；所述预制变刚度混合式组合梁包括有钢骨架和设置在钢骨架腹板两侧的钢筋混凝土块。本发明专利技术解决了传统的现浇混凝土结构是抗震性能差、施工时间长以及传统的钢结构耐火性差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合式工业化建筑结构体系及其施工方法。
技术介绍
地震就是地壳的快速振动，地震象刮风、下雨一样，是地球上经常发生的自然现象。全世界每年约发生500万次，每天大概发生13 700次，约1%为人们可以感知的地震，造成严重破坏的地震（7级以上）约每年18次，5级地震每年约千次，仅中国每年发生5级以上地震约20～30次。1900年以来，中国共发生6级以上地震近800次，每年约8次，遍布除贵州、浙江两省和香港、澳门特别行政区以外所有的省、自治区、直辖市。地震是自然灾害中的杀手之王，中国因地震造成死亡的人数，占国内所有自然灾害包括洪水、山林火灾、泥石流、滑坡等总人数的54%，其中1920年宁夏海原地震， 23万多人死亡，1976年河北唐山地震， 24万多人死亡。地震给人们带来巨大的经济损失，1995年日本神户大地震，人员死亡5466人，3万多人受伤，经济损失达1000亿美元。地震是人类必须面对的重大灾难。2008.5.12中国发生汶川地震，震级为8级，总计9万人死亡和失踪。现浇混凝土结构体系为目前主流的结构，但是存在施工时间长，抗震性能较差等不足。钢结构则存在耐火性差等缺点或不足。如何找到一种能够实现工业化生产、绿色、防火性能好、良好抗震性能的新型结构体系成为工程面临重要的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混合式工业化建筑结构体系及其施工方法，要解决传统的现浇混凝土结构抗震性能差、施工时间长以及传统的钢结构耐火性差的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种混合式工业化建筑结构体系，包括结构柱、结构梁、剪力墙和楼板连接组成的结构体系。所述结构柱为钢柱或者钢管混凝土柱或者钢管钢筋混凝土柱。所述结构梁中至少有一片为预制变刚度混合式组合梁。所述剪力墙中至少有一片为预制剪力墙。所述预制剪力墙连接于结构柱和预制变刚度混合式组合梁围合而成的框架结构中。所述预制变刚度混合式组合梁包括有钢骨架和设置在钢骨架腹板两侧的钢筋混凝土块。所述钢骨架包括有上、下翼缘板和靠近翼缘板中部位置处、连接在上、下翼缘板之间的腹板。所述钢筋混凝土块位于钢骨架的腹板与上、下翼缘板构成的框架中，钢筋混凝土块与钢骨架之间的间隙以及钢筋混凝土块的外侧浇筑有混凝土保护层。所述钢骨架的端部超出钢筋混凝土块的端部、并与结构柱固定连接。优选的，所述混合式工业化建筑结构体系还包括有沿混凝土保护层的外侧面和钢骨架下翼缘底部浇筑的钢筋混凝土层。优选的，所述预制变刚度混合式组合梁与现浇钢筋混凝土楼板通过连接件共同构成变刚度混合式梁板结构。优选的，所述腹板有一块或者一组，其中一组腹板相互平行、间隔设置。优选的，所述上翼缘板、下翼缘板之间、平行于上下翼缘板还设置有一层或者多层中隔板；所述中隔板与腹板固定连接。一种混合式工业化建筑结构体系中的预制剪力墙，所述预制剪力墙包括有钢板墙芯和钢板墙芯两侧的面外约束钢筋混凝土墙板；所述钢板墙芯的四边超出预制剪力墙的四周侧面；所述钢板墙芯上开有第一通孔和第二通孔；所述钢板墙芯通过穿在第一通孔中的连接钢筋、穿在第二通孔中的抗剪栓与面外约束钢筋混凝土墙板连接。优选的，所述框架结构的内侧设有连接板一；所述连接板一与预制剪力墙的钢板墙芯超出部分叠合焊接和/或通过连接螺栓栓接，或者连接板一的一端连接在框架结构的内侧，另一端通过连接螺栓连接在预制剪力墙的上。一种混合式工业化建筑结构体系中的预制剪力墙，所述预制剪力墙包括有交叉钢板条带板、布置在交叉钢板条带板周围的钢筋网架以及浇筑在钢筋网架外部的墙板混凝土；交叉钢板条带板的端头均预制剪力墙的四个转角，与框架结构相连接。优选的，所述交叉钢板条带板伸出预制剪力墙的端头与框架结构固定连接；所述框架结构的内侧设有连接板一；所述预制剪力墙四周侧面、垂直于侧面方向还设有连接板二；所述连接板一与连接板二叠合焊接和/或通过连接螺栓栓接，或者连接板一的一端连接在框架结构的内侧，另一端通过连接螺栓连接在预制剪力墙上。一种混合式工业化建筑结构体系中的预制剪力墙，所述预制剪力墙包括有交叉钢筋网片、布置在交叉钢筋网片两侧的钢筋网架以及浇筑在钢筋网架外的墙板混凝土。优选的，所述框架结构的内侧设有连接板一；所述预制剪力墙的四周侧面、垂直于侧面方向还设有连接板二；所述连接板一与连接板二叠合焊接和/或通过连接螺栓栓接，或者连接板一的一端连接在框架结构的内侧，另一端通过连接螺栓直接与框架结构连接为一体。优选的，所述楼板为预制钢筋混凝土楼板或者钢筋桁架混凝土楼板或者压型钢板现浇钢筋混凝土楼板或者现场支模的现浇钢筋混凝土楼板或者预制与现浇结合的叠合楼板；所述楼板的混凝土为普通混凝土或者再生混凝土或者粉煤灰混凝土或者矿渣混凝土或者添加剂的混凝土。优选的，所述一种混合式工业化建筑结构体系，还包括基础，所述基础为钢筋混凝土基础或者钢筋混凝土基础为独立基础或者筏板基础或者梁式基础或者箱型基础。优选的，所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱或者钢管混凝土柱；所述钢管钢筋混凝土柱中的钢筋为搭接或者焊接或者机械连接；所述结构柱中的混凝土为普通混凝土或者再生混凝土或者粉煤灰混凝土、矿渣混凝土。一种混合式工业化建筑结构体系，包括基础、结构柱、结构梁、抗侧力构件和楼板连接组成的结构体系；所述结构梁中至少有一片为预制变刚度混合式组合梁；所述抗侧力构件中至少有一个预加工支撑；所述预加工支撑为防屈曲约束支撑、钢支撑、预制钢骨钢筋混凝土支撑、预制钢筋混凝土支撑；所述预制变刚度混合式组合梁包括有钢骨架和设置在钢骨架腹板两侧的钢筋混凝土块；所述钢筋混凝土块位于钢骨架的腹板与上、下翼缘板构成的框架中；所述钢骨架的两端超出钢筋混凝土块的两端，并且超出部分与结构柱固定连接，组成框架结构；所述预加工支撑与框架结构固定连接。一种预制剪力墙构成的混合式工业化建筑结构体系的施工方法，包括步骤如下：步骤一，在工厂内预制结构柱的外包钢筒、预制变刚度混合式组合梁、预制剪力墙。根据钢骨架的尺寸大小设计需要制作的纵向钢筋和横向钢筋，然后将钢筋置于钢骨架腹板两侧、上下翼缘之间，在钢筋外侧支模板，浇筑混凝土，形成钢筋混凝土块，养护至预定强度；其中钢骨架的两端裸露，钢骨架与钢筋混凝土块形成预制变刚度混合式组合梁。在钢板墙芯上开第一通孔和第二通孔，在第一通孔中穿连接钢筋，在第二通孔中穿抗剪栓，连接钢筋和抗剪栓的两端均超出钢板墙芯面外；在钢板墙芯两侧绑扎钢筋，在钢筋两侧支模，浇筑混凝土形成面外约束钢筋混凝土墙板，使钢板墙芯的四边超出面外约束钢筋混凝土墙板四周侧面；养护至预定强度，钢板墙芯与两侧的面外约束钢筋混凝土墙板形成预制剪力墙； 在结构柱、预制变刚度混合式组合梁相应位置处固定连接板一。步骤二，施工基础。步骤三，施工结构柱的外包钢筒的起始层标准节和预制变刚度混合式组合梁；将外包钢筒的起始层标准节和预制变刚度混合式组合梁连接。步骤四，吊装安装楼板的预加工部分。步骤五，在外包钢筒内浇筑柱混凝土形成钢管混凝土柱。步骤六，重复步骤三-步骤五施工至顶层，整个结构体系的框架结构完成。步骤七，逐层施工预制剪力墙；将预制剪力墙与框架结构固定连接，结构体系施工完毕。一种剪力墙构成的混合式工业化建筑结构体系的施工方法，包括步骤如下：步骤一，在工厂内预制结构柱的外包钢筒、预制变刚度混合式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合式工业化建筑结构体系，包括结构柱（1）、结构梁、剪力墙和楼板（4）连接组成的结构体系，其特征在于：所述结构柱（1）为钢柱或者钢管混凝土柱或者钢管钢筋混凝土柱；所述结构梁中至少有一片为预制变刚度混合式组合梁(2)；所述剪力墙中至少有一片为预制剪力墙（3）；所述预制剪力墙（3）连接于结构柱 (1)和预制变刚度混合式组合梁(2)围合而成的框架结构中；所述预制变刚度混合式组合梁(2)包括有钢骨架（21）和设置在钢骨架（21）腹板两侧的钢筋混凝土块（22）；所述钢骨架包括有上、下翼缘板和靠近翼缘板中部位置处、连接在上、下翼缘板之间的腹板；所述钢筋混凝土块（22）位于钢骨架（21）的腹板与上、下翼缘板构成的框架中，钢筋混凝土块（22）与钢骨架（21）之间的间隙以及钢筋混凝土块（22）的外侧浇筑有混凝土保护层（23）；所述钢骨架（21）的端部超出钢筋混凝土块（22）的端部、并与结构柱（1）固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种混合式工业化建筑结构体系，包括结构柱（1）、结构梁、剪力墙和楼板（4）连接组成的结构体系，其特征在于：所述结构柱（1）为钢柱或者钢管混凝土柱或者钢管钢筋混凝土柱；所述结构梁中至少有一片为预制变刚度混合式组合梁(2)；所述剪力墙中至少有一片为预制剪力墙（3）；所述预制剪力墙（3）连接于结构柱 (1)和预制变刚度混合式组合梁(2)围合而成的框架结构中；所述预制变刚度混合式组合梁(2)包括有钢骨架（21）和设置在钢骨架（21）腹板两侧的钢筋混凝土块（22）；所述钢骨架包括有上、下翼缘板和靠近翼缘板中部位置处、连接在上、下翼缘板之间的腹板；所述钢筋混凝土块（22）位于钢骨架（21）的腹板与上、下翼缘板构成的框架中，钢筋混凝土块（22）与钢骨架（21）之间的间隙以及钢筋混凝土块（22）的外侧浇筑有混凝土保护层（23）；所述钢骨架（21）的端部超出钢筋混凝土块（22）的端部、并与结构柱（1）固定连接。2.根据权利要求1所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：还包括有沿混凝土保护层（23）的外侧面和钢骨架（21）下翼缘底部浇筑的钢筋混凝土层（24）。3.根据权利要求1所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：所述预制变刚度混合式组合梁(2)与现浇钢筋混凝土楼板通过连接件共同构成变刚度混合式梁板结构。4.根据权利要求1所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：所述腹板有一块或者一组，其中一组腹板相互平行、间隔设置。5.根据权利要求2所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：所述上翼缘板、下翼缘板之间、平行于上下翼缘板还设置有一层或者多层中隔板；所述中隔板与腹板固定连接。6.一种运用于权利要求1或2所述混合式工业化建筑结构体系中的预制剪力墙，其特征在于：所述预制剪力墙（3）包括有钢板墙芯（31）和钢板墙芯（31）两侧的面外约束钢筋混凝土墙板（32）；所述钢板墙芯（31）的四边超出预制剪力墙（3）的四周侧面；所述钢板墙芯（31）上开有第一通孔（5）和第二通孔（6）；所述钢板墙芯（31）通过穿在第一通孔（5）中的连接钢筋（15）、穿在第二通孔（6）中的抗剪栓（16）与面外约束钢筋混凝土墙板（32）连接。7.根据权利要求6所述的预制剪力墙，其特征在于：在框架结构的内侧设有连接板一（7）；所述连接板一（7）与预制剪力墙（3）的钢板墙芯（31）超出部分叠合焊接和/或通过连接螺栓（9）栓接，或者连接板一（7）的一端连接在框架结构的内侧，另一端通过连接螺栓（9）连接在预制剪力墙（3）的上。8.一种运用于权利要求1或2所述混合式工业化建筑结构体系中的预制剪力墙，其特征在于：所述预制剪力墙（3）包括有交叉钢板条带板（33）、布置在交叉钢板条带板（33）周围的钢筋网架（34）以及浇筑在钢筋网架（34）外部的墙板混凝土（36）；交叉钢板条带板（33）的端头均预制剪力墙（3）的四个转角，与框架结构相连接。9.根据权利要求8所述的预制剪力墙，其特征在于：所述交叉钢板条带板（33）伸出预制剪力墙（3）的端头与框架结构固定连接；在框架结构的内侧设有连接板一（7）；所述预制剪力墙（3）四周侧面、垂直于侧面方向还设有连接板二（8）；所述连接板一（7）与连接板二（8）叠合焊接和/或通过连接螺栓（9）栓接，或者连接板一（7）的一端连接在框架结构的内侧，另一端通过连接螺栓（9）连接在预制剪力墙（3）的上。10.一种运用于权利要求1或2所述混合式工业化建筑结构体系中的预制剪力墙，其特征在于：所述预制剪力墙（3）包括有交叉钢筋网片（35）、布置在交叉钢筋网片（35）两侧的钢筋网架（34）以及浇筑在钢筋网架（34）外的墙板混凝土（36）。11.根据权利要求10所述的预制剪力墙，其特征在于：在框架结构的内侧设有连接板一（7）；所述预制剪力墙（3）的四周侧面、垂直于侧面方向还设有连接板二（8）；所述连接板一（7）与连接板二（8）叠合焊接和/或通过连接螺栓（9）栓接，或者连接板一（7）的一端连接在框架结构的内侧，另一端通过连接螺栓（9）直接与框架结构连接为一体。12.根据权利要求1-5中任意一项所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：所述楼板（4）为预制钢筋混凝土楼板或者钢筋桁架混凝土楼板或者压型钢板现浇钢筋混凝土楼板或者现场支模的现浇钢筋混凝土楼板或者预制与现浇结合的叠合楼板；所述楼板（4）的混凝土为普通混凝土或者再生混凝土或者粉煤灰混凝土或者矿渣混凝土或者添加剂的混凝土。13.根据权利要求1-5中任意一项所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：还包括基础（14），所述基础（14）为钢筋混凝土基础或者钢筋混凝土基础为独立基础或者筏板基础或者梁式基础或者箱型基础。14.根据权利要求1-5中任意一项所述一种混合式工业化建筑结构体系，其特征在于：所述结构柱（1）为钢管钢筋混凝土柱或者钢管混凝土柱；所述钢管钢筋混凝土柱中的钢筋为搭接或者焊接或者机械连接；所述结构柱（1）中的混凝土为普通混凝土或者再生混凝土或者粉煤灰混凝土、矿渣混凝土。15.一种混合式工业化建筑结构体系，包括基础（14）、结构柱（1）、结构梁、抗侧力构件和楼板（4）连接组成的结构体系；其特征在于：所述结构梁中至少有一片为预制变刚度混合式组合梁(2)；所述抗侧力构件中至少有一个预加工支撑；所述预加工支撑为防屈曲约束支撑、钢支撑、预制钢骨钢筋混凝土支撑、预制钢筋混凝土支撑；所述预制变刚度混合式组合梁(2）包括有钢骨架（21）和设置在钢骨架（21）腹板两侧的钢筋混凝土块（22）；所述钢筋混凝土块（22）位于钢骨架（21）的腹板与上、下翼缘板构成的框架中；所述钢骨架（21）的两端超出钢筋混凝土块（22）的两端，并且超出部分与结构柱（1）固定连接，组成框架结构；所述预加工支撑与框架结构固定连接。16.一种由权利要求6中所述预制剪力墙构成的混合式工业化建筑结构体系的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一，在工厂内预制结构柱（1）的外包钢筒（11）、预制变刚度混合式组合梁（2）、预制剪力墙（3）；根据钢骨架（21）的尺寸大小设计需要制作的纵向钢筋和横向钢筋，然后将钢筋置于钢骨架（21）腹板两侧、上下翼缘之间，在钢筋外侧支模板，浇筑混凝土，形成钢筋混凝土块（22），养护至预定强度；其中钢骨架（21）的两端裸露，钢骨架（21）与钢筋混凝土块（22）形成预制变刚度混合式组合梁（2）；在钢板墙芯（31）上开第一通孔（5）和第二通孔（6），在第一通孔（5）中穿连接钢筋，在第二通孔（6）中穿抗剪栓（16），连接钢筋和抗剪栓（16）的两端均超出钢板墙芯（31）面外；在钢板墙芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚攀峰，
申请(专利权)人：姚攀峰，
类型：发明
国别省市：北京;11