一种装配式钢框架-钢板剪力墙结构制造技术

本发明专利技术提供了一种装配式钢框架‑钢板剪力墙结构。本结构由柱、钢梁、钢板剪力墙和楼板组合而成。所述柱至少有一部分是异形柱，所述异形柱是具有多室空腔的L形、T形、十字形或Z形柱，所述异形柱的空腔内可根据需要浇注混凝土；钢梁采用H形钢梁或隔声钢梁；梁柱连接的节点区域的柱腔内无横隔板，柱外表面无外加劲环板；钢板剪力墙与钢梁采用Z形、S形、Y形或7字形连接板连接；楼板采用叠合楼板或钢筋桁架楼承板；本结构的梁、柱、墙布置灵活，柱均可内嵌于建筑墙体以内，抗震性能、隔声性能好，工厂制作，装配化施工，具有良好的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式钢框架-钢板剪力墙结构
本专利技术涉及一种适用于多、高层的装配式建筑
，尤其涉及一种装配式钢框架-钢板剪力墙结构。
技术介绍
传统的现浇式建筑施工技术存在生产效率低、材料消耗多、建筑垃圾多、环境污染大等缺点，与现浇式建筑相比，装配式建筑的主要优点是组装效率高、精度高、质量可靠、绿色环保(建筑垃圾较少、节能、节水)、可大幅降低人工依赖。对比发达国家，我国装配式建筑渗透率差距巨大。主要发达国家建筑现代化推进已经较为成熟，建筑业相对成熟、完善，代表国家美国、日本、法国、新加坡等2017年装配式建筑渗透率均达到或超过70％，对比我国渗透率不足10％，我国装配化建筑渗透率差距较大，提升空间巨大。对比混凝土装配式(PC)建筑，钢结构装配式建筑又有其天然的优势：装配化易实现、施工速度更快、材料可回收利用、构件截面小使用空间大、抗震性能好、施工质量易控制等。同时钢结构装配式建筑也存在造价略高于混凝土现浇建筑、钢结构人才较紧缺、用户认可度有限等问题和现状。现在建筑中多采用矩形柱，像矩形柱这种规则截面在使用中,柱体会突出墙面,不仅占用一定的室内空间,而且不利于家具物品的摆放。为了解决室内钢柱突出墙面的问题，现有技术中有的建筑物采用了钢管混凝土组合异形柱，该柱截面是多个钢管混凝土矩形柱作为柱肢，通过连接板和肋板连接组成的L形、T形和十字形异形柱。这种柱截面的连接板和肋板处与建筑墙体的连接构造复杂，隔音性能有待提高。现有钢结构结构体系中，往往会使用钢支撑组成抗侧力构件，由于钢支撑的稳定问题比较突出，支撑截面会比较大，除了用钢量大之外往往还需要将钢支撑包进建筑墙体内隐藏起来，这就给建筑墙体的施工带来很多困难，同时钢支撑所在的墙体会比较厚，一方面不利于美观，另一方面也占用室内使用空间。装配式钢结构体系在民用住宅类建筑的应用中，尤其是钢梁与内隔墙的位置，存在隔声性能差、装饰装修容易受到限制等问题，钢梁高度范围内的墙体不能钉、挂装饰构件，使钢结构房屋的宜居性变差。现有技术中钢管混凝土柱与H形钢梁的连接节点主要包括：柱壁贴板加厚连接、内隔板式连接、加强外环板式连接等。这些节点形式无论在施工质量、运输、施工复杂程度、综合成本等方面都存在一些劣势。柱壁贴板加厚连接方式的焊接量比较大且施工质量不容易保证，传统的内隔板式连接节点构造比较复杂，并且需要内置隔板，给混凝土浇筑带来困难，不容易保证浇注混凝土的质量，难以适用于小截面柱。加强外环板式连接节点尺寸较大，不利于构件运输，且影响美观，不适用于住宅建筑中。因此市场上需要构造简单、便于运输且易于混凝土浇注施工的梁柱连接节点。现有技术中对于钢板剪力墙的设计，现行各规范均假定其不承受竖向荷载，为保证钢板剪力墙尽可能少的承受竖向荷载，现有技术中常常采用钢板剪力墙与钢梁后焊的方式，给施工带来不便，而且也不能完全有效的释放钢板剪力墙在结构变形过程中受到的竖向荷载。叠合楼板是预制和现浇相结合的一种方式生产的建筑用楼板，预制底板与上部现浇混凝土层结合为整体叠合楼板。这种叠合楼板具有现浇混凝土板的整体性，也具有刚度大、抗裂性好、不增加钢筋消耗、不需要拆除底模、施工工期短等优点。在装配式钢结构体系中，一般情况下，叠合楼板支撑于梁顶面；在柱板交接处，叠合楼板无法正常支撑,往往采用现浇钢筋混凝土楼板来解决这个问题，这样不仅浪费人力物力，还会延长工期。
技术实现思路
本专利技术提供了一种钢结构体系，以缓解现有装配式建筑技术中存在的结构刚度小、构件承载力低、抗震性能差、装配化程度不高、造价偏高、室内露梁露柱、墙体需局部加厚、隔声性能差、钢板剪力墙与钢梁连接效果不理想、装饰装修容易受到限制、局部楼板不容易施工等技术问题。本专利技术的技术解决方案是：所述一种装配式钢框架-钢板剪力墙结构由钢柱、钢梁、钢板剪力墙和楼板组合而成：钢柱与钢梁采用刚性连接形成框架结构，框架结构的主要作用是承担竖向力作用并辅助钢板剪力墙承担地震和风荷载等水平作用；在适当位置设置与钢梁连接的钢板剪力墙以增强结构的整体刚度，钢板剪力墙主要作用是承担地震和风荷载等水平作用；楼板铺设于钢梁顶面并与钢梁、钢柱可靠连接，楼板的主要作用是承担楼面处的竖向荷载并把该荷载传给钢梁。其中，所述本体系的柱根据结构需要可以全部由异形柱组成，也可以部分是矩形柱、部分是异形柱混合组成，柱可嵌入墙体而不外露。进一步地，所述本体系的矩形柱是由钢板直接拼接成形或弯曲后拼接成形的矩形空腔钢管，空腔截面内可根据需要浇注混凝土。进一步地，所述异形钢管混凝土柱是具有多室空腔的L形、T形、十字形或Z形的异形柱，由矩形管截面、U形截面、L形截面、S形截面、H形截面和直钢板截面六种基本截面单元中的部分或全部组合而成，所述异形柱的相邻空腔之间有共用的侧壁；所述空腔截面内可根据需要浇注混凝土，钢柱侧壁可以有效约束核心混凝土，从而使混凝土的抗压强度和变形能力都得以显著提高，同时混凝土的存在也可以有效防止钢柱侧壁发生局部屈曲，二者共同工作能充分发挥钢材受拉性能高和混凝土受压性能好的优点，从而大大提高柱的承载能力和隔声性能。进一步地，所述本体系的柱内的混凝土需在钢柱安装好之后自上而下或自下而上浇注，所述的混凝土是普通混凝土、高强混凝土、轻骨料混凝土、自密实混凝土或微膨胀混凝土。进一步地，所述柱与钢梁连接的梁柱节点区域，柱腔内无横隔板、柱外表面无外加劲环板，所述空腔钢柱的管壁厚度大于梁柱节点区域以外空腔钢柱的管壁厚度，通过加强梁柱节点区域空腔钢柱的壁厚来提高此处空腔钢柱的承载力和柱壁的抗变形能力以保证钢梁的弯矩能有效传给钢柱；所述钢梁的腹板与空腔钢柱通过连接板和螺栓进行连接，保证钢梁的剪力传给钢柱；所述钢梁的翼缘与空腔钢柱的柱壁直接焊接，保证钢梁的弯矩传给钢柱；所述钢梁的上、下翼缘的外表面根部贴梁端加强钢板，将钢梁端部塑性铰远离梁柱节点区域，实现“强节点弱杆件”的设计思想。其中，所述本体系的钢梁采用H形钢梁或隔声钢梁，隔声钢梁与建筑墙体的连接采用隔声构造做法；进一步地，所述隔声钢梁具体包括H形或工字形钢梁、隔声板和对拉螺栓组件；所述隔声板分别置于所述H形或工字形钢梁的腹板两侧、通过所述对拉螺栓组件将所述H形或工字形钢梁和所述隔声板可靠连接；所述H形或工字形钢梁的腹板每隔一定间距开孔(腹板孔)，所述隔声板每隔一定间距开设螺栓孔、安装螺母一侧表面开沉头孔，所述隔声材料的螺栓孔和沉头孔的设置位置与所述H形或工字形钢梁的腹板孔位置一一对应；所述螺栓孔和腹板孔的尺寸大于所述对拉螺杆尺寸，所述沉头孔的尺寸大于所述螺母尺寸；进一步地，所述隔声钢梁和建筑墙板之间通过U形或L形连接件连接，隔声钢梁和墙板之间的缝隙填充弹性密封材料，H形或工字形钢梁、水泥基隔声材料和墙板接缝区域需贴抗裂纤维后抹抗裂砂浆至平整，梁宽不大于建筑墙体的厚度；所述H形或工字形钢梁，表面须涂刷防腐、防火层；隔声钢梁以及其与建筑墙板之间的隔声连接提高了隔墙的隔声性能，改善了钢结构住宅的宜居性。其中，所述本结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式钢框架-钢板剪力墙结构，由柱、钢梁、钢板剪力墙和楼板装配而成，其特征在于：/n所述柱与所述钢梁连接形成框架，所述结构的适当位置设置所述钢板剪力墙，所述楼板铺设于钢梁顶面并与钢梁和柱可靠连接；/n所述柱至少有一部分是异形柱，所述异形柱是具有多室空腔的L形、T形、十字形或Z形柱，由矩形管截面、U形截面、L形截面、S形截面、H形截面和直钢板截面六种基本截面单元中的部分或全部组合而成，所述异形柱的相邻空腔之间有共用的侧壁；所述钢梁采用H形钢梁、工字形钢梁或隔声钢梁；所述柱与所述钢梁的梁柱节点区域内，所述柱的内腔无横隔板，所述柱的外表面无外加劲环板；所述钢板剪力墙通过连接板与所述钢梁连接；所述楼板采用叠合楼板或钢筋桁架楼承板。/n

【技术特征摘要】
1.一种装配式钢框架-钢板剪力墙结构，由柱、钢梁、钢板剪力墙和楼板装配而成，其特征在于：
所述柱与所述钢梁连接形成框架，所述结构的适当位置设置所述钢板剪力墙，所述楼板铺设于钢梁顶面并与钢梁和柱可靠连接；
所述柱至少有一部分是异形柱，所述异形柱是具有多室空腔的L形、T形、十字形或Z形柱，由矩形管截面、U形截面、L形截面、S形截面、H形截面和直钢板截面六种基本截面单元中的部分或全部组合而成，所述异形柱的相邻空腔之间有共用的侧壁；所述钢梁采用H形钢梁、工字形钢梁或隔声钢梁；所述柱与所述钢梁的梁柱节点区域内，所述柱的内腔无横隔板，所述柱的外表面无外加劲环板；所述钢板剪力墙通过连接板与所述钢梁连接；所述楼板采用叠合楼板或钢筋桁架楼承板。


2.如权利要求1所述的装配式钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于：所述空腔内浇注混凝土，所述的混凝土是普通混凝土、高强混凝土、轻骨料混凝土、自密实混凝土或微膨胀混凝土。


3.如权利要求1所述的装配式钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于：所述钢板剪力墙可采用防屈曲钢板剪力墙、加劲钢板剪力墙、非加劲钢板剪力墙和开缝钢板剪力墙。


4.如权利要求1所述的装配式钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于：所述隔声钢梁具体包括H形或工字形钢梁、隔声板和对拉螺栓组件；所述隔声板分别置于所述H形或工字形钢梁的腹板两侧、通过所述对拉螺栓组件将所述H形或工字形钢梁和所述隔声板可靠连接。


5.如权利要求4所述的装配式钢框架-钢板剪力墙结构，其特征在于：所述隔声钢梁的H形或工字形钢梁的腹板每隔一定间距开孔，即腹板孔，所述隔声板每隔一定间距开设螺栓孔、安装螺母一侧表面开沉头孔，所述隔声材料的螺栓孔和沉头孔的设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李虎，魏东林，徐向东，夏亮，刘明月，
申请(专利权)人：安如泰北京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11