应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系制造技术

本发明专利技术涉及一种应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系，属于结构工程技术领域。所述结构体系是由预应力索、装配式楼板和装配式法兰柱采用螺栓装配而成；所述装配式楼板可拼接成需要规模。装配式楼板采用波纹腹板槽钢梁，相邻楼板拼接处的两个波纹槽钢梁的腹板咬合对接，通过螺栓进行装配连接，装配后呈咬合状，有效地提高装配式钢梁的抗剪承载能力。预应力索的引入，在保证装配式钢梁承载能力的前提下，有效地减轻装配式钢梁的自重，提高装配式钢梁的跨度。本发明专利技术的钢结构体系实现了工厂化生产，现场快速装配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系，属于结构工程

技术介绍
长期以来，我国的经济都是粗放式经营，依靠资源和生产资料的简单再投入来拉动经济的增长，这种经营方式只能带来短期的经济效益，却不能使国民经济持续快速的健康发展。建筑业是我国国民经济中传统的支柱性产业。但是，传统的建造方式带来了高能耗和高消耗，建筑消耗和能耗占了全国能源消耗的约30%，建筑垃圾占了城市垃圾总量的30%～40%，装修占了6%左右，传统的建造方式给社会带来高能耗和高消耗的问题，给环境带来了巨大的压力，严重阻碍了经济的循环发展和可持续发展。工业化将大大提高建筑业的生产率，显著降低生产和使用过程中能耗和资源的浪费。正因为如此，要在施工阶段大幅度减少能源消耗，只能采取装配式施工。在现有的装配式钢结构体系中，通常采用的是两个槽钢进行拼装，两个槽钢的腹板对接，通过螺栓进行连接，形成装配式H型钢。但是，在这种拼接方式中，剪力是通过螺栓传递给腹板，腹板为平钢板，所以所需的螺栓数和腹板的用钢量很大。由此可见，将传统的型钢构件用在装配式钢结构之中效果不是很理想，不仅影响构件的受力性能，而且需要消耗大量的钢材，产生不必要的浪费。所以，创新出应用于装配式钢结构体系的新型受力构件势在必行。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提出了一种应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系。其目的在于在钢结构体系的生产和施工中，将模块化、工厂化、标准化和装配化相结合，实现工厂化生产以及现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高施工速度、减少施工周期、降低工程造价。本专利技术的技术方案如下：一种应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系，由预应力索、装配式楼板和装配式法兰柱采用螺栓装配而成；所述装配式楼板由A板，B板和C板3种装配式楼板拼接而成；所述A板主要由短主梁Ⅰ、长主梁Ⅰ、边次梁、中部次梁、连接板I、楼板、柱座Ⅰ、柱座Ⅱ、连接板Ⅳ和连接板Ⅴ构成；所述A板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板A；短主梁Ⅰ和边次梁垂直摆放，通过柱座Ⅰ和连接板I将短主梁Ⅰ和边次梁进行连接，柱座Ⅰ的上下法兰板Ⅰ分别与短主梁Ⅰ和边次梁的上下翼缘齐平，所述连接板I的两个侧面分别与短主梁Ⅰ和边次梁的翼缘相连，两块连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅰ放置在同一条直线上，通过柱座Ⅱ相连，柱座Ⅱ的上下法兰板Ⅰ分别与两个短主梁Ⅰ的上下翼缘齐平；中部次梁与边次梁平行，与两个短主梁Ⅰ垂直，通过柱座Ⅱ和连接板I与两个短主梁Ⅰ相连，柱座Ⅱ的上下法兰板Ⅰ分别与中部次梁的上下翼缘齐平，所述连接板I的两个侧面分别与短主梁Ⅰ和中部次梁的翼缘相连，两块连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅰ平行于两个短主梁Ⅰ，垂直于两个边次梁和中部次梁，通过连接板I、连接板Ⅳ和连接板Ⅴ与两个边次梁和中部次梁进行连接；所述连接板Ⅳ位于边次梁的端部，连接板Ⅳ的上下端与边次梁的翼缘相连，一个侧边与边次梁的腹板相连；所述连接板Ⅴ为矩形钢板，其中一边与中部次梁的腹板平行对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅰ的翼缘和腹板相连；所述连接板I的两个侧面连接长主梁Ⅰ和边次梁的翼缘，和连接长主梁Ⅰ和中部次梁的翼缘，连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板放置于各个梁所围成的平面上，采用栓钉将楼板连接在各个梁上；所述B板主要由长主梁Ⅰ、边次梁、中部次梁、连接板I、楼板、短主梁Ⅱ、连接板Ⅳ和连接板Ⅴ构成；所述B板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板B；短主梁Ⅱ和边次梁垂直摆放，通过连接板I和连接板Ⅳ将短主梁Ⅱ和边次梁进行连接，所述连接板Ⅳ位于边次梁的端部，连接板Ⅳ的上下端与边次梁的翼缘相连，一个侧边与边次梁的腹板相连，所述连接板I的两个侧面分别与短主梁Ⅱ和边次梁的翼缘相连，两块连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅱ放置在同一条直线上，没有直接的连接；中部次梁与边次梁平行，与两个短主梁Ⅱ垂直，通过连接板I和连接板Ⅳ与两个短主梁Ⅱ相连，所述连接板Ⅳ分别位于中部次梁和短主梁Ⅱ的端部，连接板Ⅳ的上下端与梁的翼缘相连，一个侧边与梁的腹板相连；所述连接板I的两个侧面分别与短主梁Ⅱ和中部次梁的翼缘相连，连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅰ平行于两个短主梁Ⅱ，垂直于两个边次梁和中部次梁，通过连接板I、连接板Ⅳ和连接板Ⅴ与两个边次梁和中部次梁进行连接，所述连接板Ⅳ位于边次梁的端部，连接板Ⅳ的上下端与边次梁的翼缘相连，一个侧边与边次梁的腹板相连；所述连接板Ⅴ为矩形钢板，其中一边与中部次梁的腹板平行对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅰ的翼缘和腹板相连；所述连接板I的两个侧面连接长主梁Ⅰ和边次梁的翼缘，和连接长主梁Ⅰ和中部次梁的翼缘，连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板放置于各个梁所围成的平面上，采用栓钉将楼板连接在各个梁上；所述C板主要由边次梁、中部次梁、连接板I、楼板、柱座Ⅲ、柱座Ⅳ、短主梁Ⅱ、长主梁Ⅱ、连接板Ⅳ和连接板Ⅴ构成；所述C板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板C；短主梁Ⅱ和边次梁垂直摆放，通过柱座Ⅲ和连接板I将短主梁Ⅱ和边次梁进行连接，柱座Ⅲ的上下法兰板Ⅰ分别与短主梁Ⅱ和边次梁的上下翼缘齐平，所述连接板I的两个侧面分别与短主梁Ⅱ和边次梁的翼缘相连，两块连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅱ放置在同一条直线上，通过柱座Ⅳ相连，柱座Ⅳ的上下法兰板Ⅰ分别与两个短主梁Ⅱ的上下翼缘齐平；中部次梁与边次梁平行，与两个短主梁Ⅱ垂直，通过柱座Ⅳ和连接板I与两个短主梁Ⅱ相连，柱座Ⅳ的上下法兰板Ⅰ分别与中部次梁的上下翼缘齐平，所述连接板I的两个侧面分别与短主梁Ⅰ和中部次梁的翼缘相连，两块连接板I分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅱ平行于两个短主梁Ⅱ，垂直于两个边次梁和中部次梁，通过连接板I、连接板Ⅳ和连接板Ⅴ与两个边次梁和中部次梁进行连接，所述连接板Ⅳ位于边次梁的端部，连接板Ⅳ的上下端与边次梁的翼缘相连，一个侧边与边次梁的腹板相连；所述连接板Ⅴ为矩形钢板，其中一边与中部次梁的腹板对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅱ的翼缘和腹板相连；所述连接板I的两个侧面连接长主梁Ⅱ和边次梁的翼缘，和连接长主梁Ⅱ和中部次梁的翼缘，连本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系，其特征在于，所述应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系由预应力索、装配式楼板和装配式法兰柱采用螺栓装配而成；所述装配式楼板由A板，B板和C板3种装配式楼板拼接而成；所述A板主要由短主梁Ⅰ（1）、长主梁Ⅰ（2）、边次梁（3）、中部次梁（4）、连接板I（5）、楼板（6）、柱座Ⅰ（7）、柱座Ⅱ（8）、连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）构成；所述A板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板A；短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）垂直摆放，通过柱座Ⅰ（7）和连接板I（5）将短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）进行连接，柱座Ⅰ（7）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）的上下翼缘齐平，所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）的翼缘相连，两块连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅰ（1）放置在同一条直线上，通过柱座Ⅱ（8）相连，柱座Ⅱ（8）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与两个短主梁Ⅰ（1）的上下翼缘齐平；中部次梁（4）与边次梁（3）平行，与两个短主梁Ⅰ（1）垂直，通过柱座Ⅱ（8）和连接板I（5）与两个短主梁Ⅰ（1）相连，柱座Ⅱ（8）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与中部次梁（4）的上下翼缘齐平，所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁Ⅰ（1）和中部次梁（4）的翼缘相连，两块连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅰ（2）平行于两个短主梁Ⅰ（1），垂直于两个边次梁（3）和中部次梁（4），通过连接板I（5）、连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）与两个边次梁（3）和中部次梁（4）进行连接；所述连接板Ⅳ（25）位于边次梁（3）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端与边次梁（3）的翼缘相连，一个侧边与边次梁（3）的腹板相连；所述连接板Ⅴ（26）为矩形钢板，其中一边与中部次梁（4）的腹板平行对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅰ（2）的翼缘和腹板相连；所述连接板I（5）的两个侧面连接长主梁Ⅰ（2）和边次梁（3）的翼缘，和连接长主梁Ⅰ（2）和中部次梁（4）的翼缘，连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板（6）放置于各个梁所围成的平面上，采用栓钉将楼板（6）连接在各个梁上；所述B板主要由长主梁Ⅰ（2）、边次梁（3）、中部次梁（4）、连接板I（5）、楼板（6）、短主梁Ⅱ（11）、连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）构成；所述B板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板B；短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）垂直摆放，通过连接板I（5）和连接板Ⅳ（25）将短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）进行连接，所述连接板Ⅳ（25）位于边次梁（3）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端与边次梁（3）的翼缘相连，一个侧边与边次梁（3）的腹板相连，所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）的翼缘相连，两块连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅱ（11）放置在同一条直线上，没有直接的连接；中部次梁（4）与边次梁（3）平行，与两个短主梁Ⅱ（11）垂直，通过连接板I（5）和连接板Ⅳ（25）与两个短主梁Ⅱ（11）相连，所述连接板Ⅳ（25）分别位于中部次梁（4）和短主梁Ⅱ（11）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端与梁的翼缘相连，一个侧边与梁的腹板相连；所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁Ⅱ（11）和中部次梁（4）的翼缘相连，连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅰ（2）平行于两个短主梁Ⅱ（11），垂直于两个边次梁（3）和中部次梁（4），通过连接板I（5）、连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）与两个边次梁（3）和中部次梁（4）进行连接，所述连接板Ⅳ（25）位于边次梁（3）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端与边次梁（3）的翼缘相连，一个侧边与边次梁（3）的腹板相连；所述连接板Ⅴ（26）为矩形钢板，其中一边与中部次梁（4）的腹板平行对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅰ（2）的翼缘和腹板相连；所述连接板I（5）的两个侧面连接长主梁Ⅰ（2）和边次梁（3）的翼缘，和连接长主梁Ⅰ（2）和中部次梁（4）的翼缘，连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板（6）放置于各个梁所围成的平面上，采用栓钉将楼板（6）连接在各个梁上；所述C板主要由边次梁（3）、中部次梁（4）、连接板I（5）、楼板（6）、柱座Ⅲ（9）、柱座Ⅳ（10）、短主梁Ⅱ（11）、长主梁Ⅱ（12）、连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）构成；所述C板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板C；短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）垂直摆放，通过柱座Ⅲ（9）和连接板I（5）将短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）进行连接，柱座Ⅲ（9）的上下法兰板...

【技术特征摘要】
1.应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系，其特征在于，所
述应用预应力咬合拼接的装配式钢结构体系由预应力索、装配式楼板
和装配式法兰柱采用螺栓装配而成；所述装配式楼板由A板，B板和
C板3种装配式楼板拼接而成；
所述A板主要由短主梁Ⅰ（1）、长主梁Ⅰ（2）、边次梁（3）、中
部次梁（4）、连接板I（5）、楼板（6）、柱座Ⅰ（7）、柱座Ⅱ（8）、
连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）构成；所述A板的所有构件均在工
厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装
配式楼板A；短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）垂直摆放，通过柱座Ⅰ（7）
和连接板I（5）将短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）进行连接，柱座Ⅰ
（7）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与短主梁Ⅰ（1）和边次梁（3）的
上下翼缘齐平，所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁Ⅰ（1）
和边次梁（3）的翼缘相连，两块连接板I（5）分别连接在上翼缘和
下翼缘上；两个短主梁Ⅰ（1）放置在同一条直线上，通过柱座Ⅱ（8）
相连，柱座Ⅱ（8）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与两个短主梁Ⅰ（1）
的上下翼缘齐平；中部次梁（4）与边次梁（3）平行，与两个短主梁
Ⅰ（1）垂直，通过柱座Ⅱ（8）和连接板I（5）与两个短主梁Ⅰ（1）
相连，柱座Ⅱ（8）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与中部次梁（4）的上
下翼缘齐平，所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁Ⅰ（1）和
中部次梁（4）的翼缘相连，两块连接板I（5）分别连接在上翼缘和
下翼缘上；长主梁Ⅰ（2）平行于两个短主梁Ⅰ（1），垂直于两个边
次梁（3）和中部次梁（4），通过连接板I（5）、连接板Ⅳ（25）和

\t连接板Ⅴ（26）与两个边次梁（3）和中部次梁（4）进行连接；所述
连接板Ⅳ（25）位于边次梁（3）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端
与边次梁（3）的翼缘相连，一个侧边与边次梁（3）的腹板相连；所
述连接板Ⅴ（26）为矩形钢板，其中一边与中部次梁（4）的腹板平
行对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅰ（2）的翼缘和腹板相连；
所述连接板I（5）的两个侧面连接长主梁Ⅰ（2）和边次梁（3）的
翼缘，和连接长主梁Ⅰ（2）和中部次梁（4）的翼缘，连接板I（5）
分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板（6）放置于各个梁所围成的平
面上，采用栓钉将楼板（6）连接在各个梁上；
所述B板主要由长主梁Ⅰ（2）、边次梁（3）、中部次梁（4）、连
接板I（5）、楼板（6）、短主梁Ⅱ（11）、连接板Ⅳ（25）和连接板
Ⅴ（26）构成；所述B板的所有构件均在工厂加工制作完成，然后通
过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装配式楼板B；短主梁Ⅱ（11）
和边次梁（3）垂直摆放，通过连接板I（5）和连接板Ⅳ（25）将短
主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）进行连接，所述连接板Ⅳ（25）位于边
次梁（3）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端与边次梁（3）的翼缘相
连，一个侧边与边次梁（3）的腹板相连，所述连接板I（5）的两个
侧面分别与短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）的翼缘相连，两块连接板
I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅱ（11）放置在同
一条直线上，没有直接的连接；中部次梁（4）与边次梁（3）平行，
与两个短主梁Ⅱ（11）垂直，通过连接板I（5）和连接板Ⅳ（25）
与两个短主梁Ⅱ（11）相连，所述连接板Ⅳ（25）分别位于中部次梁

\t（4）和短主梁Ⅱ（11）的端部，连接板Ⅳ（25）的上下端与梁的翼
缘相连，一个侧边与梁的腹板相连；所述连接板I（5）的两个侧面
分别与短主梁Ⅱ（11）和中部次梁（4）的翼缘相连，连接板I（5）
分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅰ（2）平行于两个短主梁Ⅱ
（11），垂直于两个边次梁（3）和中部次梁（4），通过连接板I（5）、
连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）与两个边次梁（3）和中部次梁（4）
进行连接，所述连接板Ⅳ（25）位于边次梁（3）的端部，连接板Ⅳ
（25）的上下端与边次梁（3）的翼缘相连，一个侧边与边次梁（3）
的腹板相连；所述连接板Ⅴ（26）为矩形钢板，其中一边与中部次梁
（4）的腹板平行对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅰ（2）的翼缘
和腹板相连；所述连接板I（5）的两个侧面连接长主梁Ⅰ（2）和边
次梁（3）的翼缘，和连接长主梁Ⅰ（2）和中部次梁（4）的翼缘，
连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板（6）放置于各个
梁所围成的平面上，采用栓钉将楼板（6）连接在各个梁上；
所述C板主要由边次梁（3）、中部次梁（4）、连接板I（5）、楼
板（6）、柱座Ⅲ（9）、柱座Ⅳ（10）、短主梁Ⅱ（11）、长主梁Ⅱ（12）、
连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）构成；所述C板的所有构件均在工
厂加工制作完成，然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成所述装
配式楼板C；短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）垂直摆放，通过柱座Ⅲ
（9）和连接板I（5）将短主梁Ⅱ（11）和边次梁（3）进行连接，
柱座Ⅲ（9）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与短主梁Ⅱ（11）和边次梁
（3）的上下翼缘齐平，所述连接板I（5）的两个侧面分别与短主梁

\tⅡ（11）和边次梁（3）的翼缘相连，两块连接板I（5）分别连接在
上翼缘和下翼缘上；两个短主梁Ⅱ（11）放置在同一条直线上，通过
柱座Ⅳ（10）相连，柱座Ⅳ（10）的上下法兰板Ⅰ（14）分别与两个
短主梁Ⅱ（11）的上下翼缘齐平；中部次梁（4）与边次梁（3）平行，
与两个短主梁Ⅱ（11）垂直，通过柱座Ⅳ（10）和连接板I（5）与
两个短主梁Ⅱ（11）相连，柱座Ⅳ（10）的上下法兰板Ⅰ（14）分别
与中部次梁（4）的上下翼缘齐平，所述连接板I（5）的两个侧面分
别与短主梁Ⅰ（1）和中部次梁（4）的翼缘相连，两块连接板I（5）
分别连接在上翼缘和下翼缘上；长主梁Ⅱ（12）平行于两个短主梁Ⅱ
（11），垂直于两个边次梁（3）和中部次梁（4），通过连接板I（5）、
连接板Ⅳ（25）和连接板Ⅴ（26）与两个边次梁（3）和中部次梁（4）
进行连接，所述连接板Ⅳ（25）位于边次梁（3）的端部，连接板Ⅳ
（25）的上下端与边次梁（3）的翼缘相连，一个侧边与边次梁（3）
的腹板相连；所述连接板Ⅴ（26）为矩形钢板，其中一边与中部次梁
（4）的腹板对接相连，另外三条边分别与长主梁Ⅱ（12）的翼缘和
腹板相连；所述连接板I（5）的两个侧面连接长主梁Ⅱ（12）和边
次梁（3）的翼缘，和连接长主梁Ⅱ（12）和中部次梁（4）的翼缘，
连接板I（5）分别连接在上翼缘和下翼缘上；楼板（6）放置于各个
梁所围成的平面上，采用栓钉将楼板（6）连接在各个梁上；
所述柱座包括四种形式的柱座，分别为柱座Ⅰ（7），柱座Ⅱ（8）、
柱座Ⅲ（9）和柱座Ⅳ（10）；
所述柱座Ⅰ（7）由柱座Ⅴ（13）和两个连接板Ⅱ（16）组成，

\t柱座Ⅴ（13）由两个法兰板Ⅰ（14）和一个方钢管Ⅰ（15）组成，两
个法兰板Ⅰ（14）分别位于方钢管Ⅰ（15）的两个端头上，所有连接
均采用焊接；两个连接板Ⅱ（16）分别位于柱座Ⅴ（13...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱林，赵亮，刘学春，马林，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11