一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系及其施工方法；抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系包括钢架结构和空心楼盖；所述钢架结构由钢柱和钢梁构成；所述空心楼盖包括预制底板、肋梁、填充箱和现浇混凝土层；所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。该抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系采用双管组合柱、装配式连接节点、装配式空心楼盖等结构形式，具有装配化程度高、适用性好（室内无柱棱和梁台）、防腐防火费用省、抗震性能好、成本适中等优势，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑工程
，尤其涉及一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系及其施工方法。
技术介绍
随着我国经济社会的快速发展，传统建筑业高污染、高能耗、高资源消耗的发展模式逐渐遇到瓶颈，绿色建筑和建筑工业化成为当前建筑行业发展的新趋势。钢结构建筑天生具有工业化建造特征，是工业化建筑的最佳载体。在量大面广的住宅建筑中推广应用钢结构，发展抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系具有重要的理论与实际意义。目前抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系多直接套用多高层办公楼、医院、教学楼等建筑中常用的钢框架、钢框架-支撑、钢框架-剪力墙结构体系等，缺乏适合于住宅建筑的专有抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系。与办公楼、医院、教学楼等相比，住宅的建筑功能更多，要求也更为严格。目前常见的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系普遍存在以下问题：（1）梁柱连接以焊接为主，存在现场焊接量大，施工速度慢，施工质量难以保证等问题。（2）钢柱和钢梁尺寸较大，导致室内存在露梁露柱的问题，由此形成的柱棱和梁台影响室内观瞻和住宅的使用功能。（3）钢结构防火、防腐性能差,防腐防火费用高。（4）用钢量大，造价偏高，制约了钢结构住宅的推广。（5）工业化程度低，大量的楼板、楼梯等构件仍然以现场浇筑为主。因此，寻求装配化程度高、适用性好（室内无柱棱和梁台）、防腐防火费用省、成本适中的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构装配化程度高、适用性好的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系；具体技术方案为：一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，包括钢架结构和空心楼盖；所述钢架结构由钢柱和钢梁构成；所述空心楼盖包括预制底板、肋梁、填充箱和现浇混凝土层；所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。进一步，所述下翼缘比上翼缘宽40~120mm。进一步，所述腹板上设置有通孔，所述通孔中设置有贯通钢筋。进一步，所述装配式空心楼盖上端面高于所述钢梁上翼缘50~120mm或与之平齐。进一步，所述钢架结构的钢柱为双管组合柱，所述双管组合柱包括在墙面内设置的两根钢管柱肢、若干组柱间梁和柱侧牛腿；所述柱间梁设置在所述钢管柱肢之间，与钢管柱肢焊接连接，同组所述柱侧牛腿梁与柱间梁在同一平面；所述柱侧牛腿梁上设置有螺栓安装孔。进一步，所述柱间梁的翼缘与所述柱侧牛腿梁的翼缘一体设计。进一步，钢柱采用法兰式拼接节点；所述法兰式拼接节点包括法兰柱肢、节点柱肢和节点区；所述节点区与所述节点柱肢焊接为一体，所述节点区的端面设置有与所述法兰柱肢下端的法兰适配的连接端板，所述法兰与所述连接端板通过螺栓固定连接。进一步，所述法兰的中心开设有圆孔。本专利技术还公开了上述抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系的施工方法，包括以下步骤：1）在工厂内制作双管组合柱及钢梁和连接件；2）在工厂绑扎预制底板钢筋，浇筑混凝土并进行养护，完成所述预制底板5预制；3）在工厂制作腹板设置有贯通腹板正反面的通孔的钢梁2；4)安装双管组合柱；在施工现场吊装钢梁，并与双管组合柱的钢柱连接，形成钢架结构；连接方式采用螺栓连接；5）在施工现场吊装预制底板，搁置在钢梁的下翼缘上；6）布置、固定填充箱，将贯通钢筋穿过腹板通孔，固定在腹板通孔内；7）绑扎现浇混凝土层双向钢筋网；8）浇筑现浇混凝土层，完成抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系施工。本专利技术所述的一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系可以采用装配式施工，钢梁可以起到施工时支撑预制板的作用，现场无需支模，施工速度快。结构构造简单，钢梁可以替代部分空心楼盖柱上板带钢筋，避免柱上板带负弯矩筋与柱连接的难题。因此，上述抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系及其施工方法可以应用于多高层钢结构建筑，尤其是在钢结构住宅中具有较好的推广应用前景。附图说明图1为本专利技术抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系结构示意图；图2为本专利技术抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系结构示意图俯视图；图3为空心楼盖结构示意图；图4为本专利技术抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系局部结构示意图；图5为边部组合柱结构示意图；图6为中部组合柱结构示意图；图7为角部组合柱结构示意图；图8为钢梁结构示意图；图9为钢梁结构示意图；图10为钢梁结构示意图；图11为钢柱结构示意图分解图；图12为预制底板结构示意图；图13为柱侧牛腿梁与钢梁连接方式结构示意图。图中：1、钢柱；1-1、钢管柱肢；1-1.1、上柱肢管；1-1.2、下柱肢管；1-1.3、法兰；1-1.4、节点区；1-2、柱间梁；1-3、柱侧牛腿梁；2、钢梁；2-1、上翼缘；2-2、下翼缘；2-3、腹板通孔；2-4、栓钉；2-5、肋板；2-6、腹板；2-7、钢筋孔；3、填充箱；4、钢筋；5、预制底板；5-1、肋梁；6、贯通钢筋；7、支撑。具体实施方式下面利用实施例对本专利技术进行更全面的说明。本专利技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。如图1至4所示，本实施例中的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，包括钢架结构和空心楼盖。钢梁2通过焊接或螺栓与钢柱1连接，形成钢架结构。空心楼盖包括预制底板5、肋梁5-1、填充箱3和现浇混凝土层；钢梁可以起到施工时支撑预制板的作用，现场无需支模，施工速度快。预制底板5铺设在楼盖结构的层底。钢梁2为H型截面；由上翼缘2-1、腹板2-6和下翼缘2-2组成；下翼缘2-2比上翼缘2-1宽。可以使下翼缘2-2比上翼缘2-1宽40~120mm。不仅方便预制底板5的铺设操作，还可以降低钢梁的重量，使整个结构的重量更轻。浇筑现浇混凝土层时，浇筑后的装配式空心楼盖上端面最好高于钢梁2的上翼缘2-1的上端面50~120mm，至少与上翼缘2-1的上端面平齐。预制底板5在工厂预制，由混凝土、板底钢筋和箍筋组成；预制底板5两端下侧留有槽口，槽口高度为钢梁2的下翼缘2-2厚度加10~30mm；槽口深度为20~60mm。还可以在预制底板5上设置肋梁5-1；肋梁5-1在工厂与预制底板5整体预制，或在现场浇筑而成；预制底板5内设置有钢筋，两端设置有底板防裂筋。如图8所示，钢梁2由上翼缘2-1、下翼缘2-2和腹板组成；上翼缘2-1的顶面低于腹板2-6的顶端高度；靠近腹板2-6顶侧设置有通孔作为钢筋4的钢筋孔2-7。腹板2-6上设置有腹板通孔2-3，腹板通孔2-3可以是圆形，也可以是方形、椭圆形或者其他形状。现浇混凝土层浇筑时，混凝土可以通过腹板通孔2-3连接在一起。将钢梁2也浇筑进现浇混凝土层。腹板2-6的正反两面焊接肋板2-5可以提高钢梁2的强度，同时，肋板2-5与上翼缘2-1和下翼缘2-2构成的槽状结构，提高了钢梁2与现浇混凝土层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，包括钢架结构和空心楼盖；所述钢架结构由钢柱和钢梁构成；其特征在于，所述空心楼盖包括预制底板、肋梁、填充箱和现浇混凝土层；所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。

【技术特征摘要】
1.一种抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，包括钢架结构和空心楼盖；所述钢架结构由钢柱和钢梁构成；其特征在于，所述空心楼盖包括预制底板、肋梁、填充箱和现浇混凝土层；所述钢梁为H型截面；由上翼缘、腹板和下翼缘组成；所述下翼缘比上翼缘宽。2.如权利要求1所述的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，其特征在于，所述下翼缘比上翼缘宽40~120mm。3.如权利要求1所述的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，其特征在于，所述腹板上设置有通孔，所述通孔中设置有贯通钢筋。4.如权利要求1所述的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，其特征在于，所述装配式空心楼盖上端面高于所述钢梁上翼缘50~120mm或与之平齐。5.如权利要求1所述的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，其特征在于，所述钢架结构的钢柱为双管组合柱，所述双管组合柱包括在墙面内设置的两根钢管柱肢、若干组柱间梁和柱侧牛腿；所述柱间梁设置在所述钢管柱肢之间，与钢管柱肢焊接连接，同组所述柱侧牛腿梁与柱间梁在同一平面；所述柱侧牛腿梁上设置有螺栓安装孔。6.如权利要求5所述的抗侧力与抗重力分开的住宅钢结构体系，其特征在于，所述柱间梁的翼缘与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯兆新，聂建国，龚超，陶慕轩，刘晓刚，郑云，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11