【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，属于装配式建筑结构。
技术介绍
1、装配式建筑的结构形式包括装配式混凝土结构、装配式钢结构和装配式木结构。装配式钢结构和木结构在防火、防腐等方面存在不足，在很多场景应用受到制约，装配式混凝土结构具有其他结构形式不可替代的优势。
2、但现有的装配式混凝土结构中单个构件质量极大，且构件间连接形式较为复杂，这致使其施工安装必须借助大型工程机械设备和很多专业施工人员辅助方能完成，这无疑增加了施工成本，降低了施工速度。另外，现有装配式混凝土结构均按永久结构进行设计，不强调建筑拆除难易性及建筑根据用户需求重构可行性。因而针对特殊场景，如：训练设施、临时建筑等，其无法满足多场景灵活拆卸重构、组装便捷、无需重型机械辅助即可实现快速搭建等需求。如cn110306690a公开了铝合金—轻质混凝土薄壁束柱剪力墙装配式节点连接构造，分为无混凝土梁连接构造和有混凝土梁连接构造，上述两种连接构造均包括上部墙体、下部墙体、连接件和挡板；在预制剪力墙端部预留空洞，该空洞上面为上部墙体，空洞下面为下部墙体，并在空洞底部下部墙体的上面预埋钢板，所述连接件设置于空洞中，连接件的底部固定在预埋的钢板上，所述空洞的洞口处设有挡板，空洞内填充有灌浆料。该专利技术仍存在施工复杂，成本高以及施工速度低的问题。
3、针对设计方法，cn107391862a公开了一种装配式混凝土结构三维协同设计方法，其包括依据图纸资料完成装配式建筑拆分设计、revit项目中心文件准备、建立预制构件和现浇节点的参数化
4、为此，提出一种模块化劲性轻质混凝土框架结构体系及其设计方法，该体系采用模块化安装，单个构件模块质量轻，构件模块间采用全干式连接且连接简单，方便拆装无需重型机械辅助，显著提升了施工速度并降低了复杂度，提升了装配式混凝土结构的应用普适性。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，所述模块化劲性轻质混凝土框架结构体系由多组模块化劲性轻质混凝土结构单元组合而成，每组模块化劲性轻质混凝土结构单元包括模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土柱构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件，该体系的设计方法具体包括以下步骤：
4、步骤s1、根据用户提出的空间及单个构件质量需求，结合荷载情况开展建筑方案设计、结构计算分析，根据相关结果开展模块化劲性轻质混凝土结构构件设计；
5、步骤s2、根据s1相关结果验算柱、梁、梁柱接头、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件的截面强度是否符合设计要求，必要时调整模块化轻质混凝土结构构件的方案设计；
6、步骤s3、根据s1相关结果及模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土柱构件、模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件及模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件的方案设计，开展柱与柱、梁与梁、梁与梁柱接头连接件的设计与验算；
7、步骤s4、根据s1～s3有关结果，完善其他细部设计并绘制相关图纸。
8、进一步地，步骤s1中进行结构计算分析时，若结构考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件应采用螺栓连接；若结构不考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件可采用销轴连接或螺栓连接；当模块化劲性轻质混凝土柱构件间连接方式为螺栓连接，则柱底与地面间设为刚接；当模块化劲性轻质混凝土柱构件间连接方式为销轴连接，则柱底与地面间设为铰接。
9、进一步地，步骤s1中进行结构计算分析时，模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件连接设为刚接。
10、进一步地，步骤s2具体包括以下步骤：
11、步骤s2.1、若结构不考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件中劲性部件不作为承力部件而仅作为构造措施发挥方便模块化劲性轻质混凝土柱构件间及模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件连接和保护模块化劲性轻质混凝土柱构件边角免遭磕碰的作用，验算截面强度时仅考虑轻质混凝土截面承受柱中轴力作用；若结构考虑侧向力作用，尚需验算劲性部件截面是否强度满足；
12、步骤s2.2、验算模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件的中部非加强区的截面抗弯承载力及抗剪承载力是否满足设计要求；
13、步骤s2.3、若经s2.1或s2.2验算确定构件强度不满足设计要求，则返回步骤s1进行构件设计方案调整；若构件满足设计强度要求但不满足重量要求，则采用更为轻质的劲性材料或轻质混凝土或优化构件构造方式进行构件降重。
14、进一步地，步骤s3具体包括以下步骤：
15、步骤s3.1、若结构不考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件间、模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件所用连接销轴或连接螺栓设计仅需考虑构造要求，所用销轴与螺栓有效截面直径不应低于10mm；若结构考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件间、模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件所用螺栓型号应根据s1中提取的模块化劲性轻质混凝土柱构件中最大剪力与最大弯矩确定；
16、步骤s3.2：根据s1提取的结构梁中最大弯矩及剪力确定梁-梁连接件厚度；
17、步骤s3.3：根据s2中确定的劲性部件尺寸确定梁-梁连接件上螺栓孔中心位置，并根据s1提取的梁中最大弯矩及剪力确定模块化劲性轻质混凝土梁构件间、模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件、模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件连接螺栓型号；
18、步骤s3.4：验算梁-梁连接件上螺栓孔局部承压能力是否符合设计要求，若不符合则增加梁-梁连接件厚度。
19、进一步地，步骤s4具体包括以下步骤：
20、步骤s4.1：根据s3确定的螺栓尺寸设计模块化劲性轻质混凝土柱构件中手孔尺寸；
21、步骤s4.2：根据s1提取的结构梁中最大弯矩剪力及模块化劲性轻质混凝土梁构件间、模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件、模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件连接螺栓型号，结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，所述模块化劲性轻质混凝土框架结构体系由多组模块化劲性轻质混凝土结构单元组合而成，每组模块化劲性轻质混凝土结构单元包括模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土柱构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件，该体系的设计方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤S1中进行结构计算分析时，若结构考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件应采用螺栓连接；若结构不考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件可采用销轴连接或螺栓连接；当模块化劲性轻质混凝土柱构件间连接方式为螺栓连接，则柱底与地面间设为刚接；当模块化劲性轻质混凝土柱构件间连接方式为销轴连接，则柱底与地面间设为铰接。
3.根据权利要求2所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤S1中进行结构计算分析时，模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件连接设
4.根据权利要求3所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤S4具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：所述模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土柱构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件均由轻质混凝土部件和劲性部件组成；
8.根据权利要求7所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：所述轻质混凝土部件为泡沫混凝土、轻骨料混凝土；所述劲性部件为铝合金、碳纤维、玄武岩纤维架体。
9.根据权利要求7所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：所述模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件端部的连接孔均为贯通连接孔；所述梁-梁连接件上下留有与待连接的模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件端部的连接孔位置对应的孔洞；所述模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件之间、模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件之间、模块化劲性轻质混凝土梁构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件之间均通过所述梁-梁连接件以及连接孔、孔洞连接。
10.根据权利要求7所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：所述模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件内竖向的连接件为梁柱接头连接孔；模块化劲性轻质混凝土柱构件内的连接件为柱连接孔；模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件内的连接件为主次梁接头连接孔；模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土柱构件之间、模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件之间的连接件采用销轴或螺栓连接。
11.根据权利要求7所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：所述模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土柱构件之间、模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件之间采用螺栓连接方式时，模块化劲性轻质混凝土柱构件与模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件四周棱边上设置有手孔。
...【技术特征摘要】
1.一种模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，所述模块化劲性轻质混凝土框架结构体系由多组模块化劲性轻质混凝土结构单元组合而成，每组模块化劲性轻质混凝土结构单元包括模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土柱构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件，该体系的设计方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤s1中进行结构计算分析时，若结构考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件应采用螺栓连接；若结构不考虑侧向力作用，则模块化劲性轻质混凝土柱构件可采用销轴连接或螺栓连接；当模块化劲性轻质混凝土柱构件间连接方式为螺栓连接，则柱底与地面间设为刚接；当模块化劲性轻质混凝土柱构件间连接方式为销轴连接，则柱底与地面间设为铰接。
3.根据权利要求2所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤s1中进行结构计算分析时，模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件与模块化劲性轻质混凝土梁构件连接设为刚接。
4.根据权利要求3所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤s2具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤s3具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：步骤s4具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的模块化劲性轻质混凝土框架结构体系设计方法，其特征在于：所述模块化劲性轻质混凝土梁构件、模块化劲性轻质混凝土柱构件、模块化劲性轻质混凝土主次梁接头构件以及模块化劲性轻质混凝土梁柱接头构件均由轻...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱增志，周大兴，兰炳稷，张红伟，董磊，张鹏飞，于程水，孙连波，王强，
申请(专利权)人：中铁建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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