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CN106812235A - 一种装配式板柱钢结构体系 - Google Patents

一种装配式板柱钢结构体系 Download PDF

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CN106812235A CN201710026494.4A CN201710026494A CN106812235A CN 106812235 A CN106812235 A CN 106812235A CN 201710026494 A CN201710026494 A CN 201710026494A CN 106812235 A CN106812235 A CN 106812235A
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马晓飞
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Beijing University of Technology
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    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/43—Floor structures of extraordinary design; Features relating to the elastic stability; Floor structures specially designed for resting on columns only, e.g. mushroom floors

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Abstract

本发明涉及一种装配式板柱钢结构体系，属于工业化装配式钢结构领域。此装配式板柱钢结构体系由装配式板柱钢节点与节点之间的钢筋混凝土板机械连接组成，钢节点由柱座连接和钢筋混凝土板组成，钢管柱与柱座法兰螺栓连接。本发明的装配式板柱钢节点中伸臂梁段先于钢筋混凝土板破坏，起到保护主体结构的功能。

Description

一种装配式板柱钢结构体系
技术领域
本专利涉及一种具有良好延性和耗能的装配式板柱钢结构体系，属工业化装配式钢结构领域。
背景技术
板柱结构是由无梁楼盖和柱子构成承重体系的房屋建筑结构。板柱结构具有室内楼板下没有梁、空间通畅简洁、平面布置灵活、能降低建筑物层高等优点，并且具有节约施工成本的特点，在工程上得到了设计师、工程师们的青睐，被广泛应用于大空间的多层厂房、仓库、公共建筑、办公楼及住宅建筑等。
钢结构具有良好的机械加工性能，易拼装，轻质高强，最适合建筑的模块化、标准化、工厂化、装配化和现代化，也最容易实现建筑现场的无火、无水、无尘、无垃圾的绿色建筑理念。装配式板柱钢结构，作为一种新型结构体系，结合了钢结构良好的延性和耗能，更适合结构工厂生产，现场拼装，促进住宅产业化，而且很好地改善了板柱结构的受力机理和抗震性能。
装配式板柱钢结构体系应具备以下特点：①作为一种新型装配式钢结构，丰富了钢结构建筑种类，填补了钢结构建筑体系中没有板柱结构的空白；②节点通过柱座伸臂梁段与槽钢连接的工字形钢连段螺栓拼接，柱和槽钢连接之间预留方形孔，形成耗能梁段(柱座伸臂梁段)，使得耗能梁段先于板破坏，实现节点延性破坏，规避了传统板柱结构体系脆性破坏的问题，起到保护主体结构的作用；③柱座及其伸臂梁段的破坏，大大增加了整体结构的延性和耗能，使得该结构可不借助抗震墙即可应用在中震或大震抗震设防地区；④抗侧力同时得到提高，使该结构体系应用在高层甚至超高层中成为可能。
发明内容
本发明为适用于高层和抗震设防地区的一种装配式板柱钢结构体系。
本发明的技术方案见附图，装配式板柱钢结构主要包括板柱钢节点和钢管柱，其中节点由柱座连接和钢筋混凝土板组成。
其特征在于，包括板柱钢节点和方钢管柱，其中所述的钢节点由柱座连接和钢筋混凝土板组成；所述的柱座连接包括柱座和槽钢连接；所述的柱座包括方钢管柱和工字形钢伸臂梁段，所述的工字形钢伸臂梁段贯通穿过所述的方钢管柱壁，交界处焊接；所述的槽钢连接包括槽钢方孔和工字形钢梁段，所述的槽钢方孔由四个相同尺寸的槽钢首尾焊接而成，所述的工字形钢梁段穿过槽钢腹板，在交界处焊接并添加加劲肋；所述的槽钢连接与钢筋混凝土板工厂浇筑成整体；所述的钢筋混凝土板采用双向钢筋网；
装配式板柱钢结构由所述的装配式板柱钢节点和方钢管柱在所述的柱座处法兰螺栓连接，节点与节点之间的钢筋混凝土板机械连接而成。
一种装配式板柱钢结构体系，其特征在于：包括钢筋混凝土板(1)、方钢管柱(2)、连接钢筋混凝土板(1)和方钢管柱(2)的柱座连接(3)；
柱座包括工字形钢伸臂梁段(12)、柱座方钢管柱(9)和法兰板(10)；工字形钢伸臂梁段(12)贯通穿过柱座方钢管柱(9)壁，两者交界处焊接；法兰板(10)与柱座方钢管柱(9)焊接；
槽钢连接包括槽钢、工字形钢梁段(5)、三角形加劲肋(7)和方形加劲肋(11)；四个相同尺寸槽钢两两首尾焊接，形成槽钢方孔，工字形钢梁段(5)穿过槽钢腹板，三角形加劲肋(7)和方形加劲肋(11)分别在槽钢(4)与工字形钢梁段(5)腹板交界处的两端，起到加劲作用；
柱座通过焊接在工字形钢伸臂梁段(12)上的端板与焊接在槽钢连接工字形钢梁段上的端板通过高强螺栓连接；
装配式板柱钢节点在承受水平荷载时，钢筋混凝土板(1)上的荷载通过柱座连接(3)传递到方钢管柱(2)上，进而传到地下；柱座连接(3)上的工字形钢伸臂梁段(12)先于钢筋混凝土板(1)破坏。
本发明最终节点延性破坏，起到保护主体结构的功能。
附图说明
图1为一种三层装配式板柱钢结构三维图；
图2为一种装配式板柱钢节点三维图；
图3为一种装配式板柱钢节点的柱座连接三维图；
图4为一种装配式板柱钢节点的柱座连接正视图；
图5为一种装配式板柱钢节点的柱座三维图；
图6为一种装配式板柱钢节点的槽钢连接三维图；
图7为一种装配式板柱钢节点的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图，详细说明本专利的实施方式。
如图1-7所示，一种装配式板柱钢结构体系包括以下部件：
1——钢筋混凝土板；
2——方钢管柱；
3——柱座连接；
4——槽钢；
5——工字形钢梁段；
6——高强螺栓；
7——三角形加劲肋；
8——端板；
9——柱座方钢管柱；
10——法兰板；
11——方形加劲肋；
12——工字形钢伸臂梁段。
如图1-7所示，装配式板柱钢结构，包括钢筋混凝土板(1)、方钢管柱(2)、连接钢筋混凝土板(1)和方钢管柱(2)的柱座连接(3)。
装配式板柱钢节点，包括柱座连接(3)和钢筋混凝土板(1)，柱座连接(3)的槽钢连接(图6)与钢筋混凝土板(1)工厂浇筑完成。
柱座连接(3)，包括柱座(图5)和槽钢连接(图6)，柱座(图5)通过焊接在工字形钢伸臂梁段(12)上的端板(8)与焊接在槽钢连接(图6)工字形钢梁段上的端板(8)高强螺栓(6)连接。
柱座(图5)包括工字形钢伸臂梁段(12)、柱座方钢管柱(9)和法兰板(10)；工字形钢伸臂梁段(12)贯通穿过柱座方钢管柱(9)壁，两者交界处焊接；法兰板(10)与柱座方钢管柱(9)焊接。
槽钢连接(图6)包括槽钢(4)、工字形钢梁段(5)、三角形加劲肋(7)和方形加劲肋(11)；四个相同尺寸槽钢(4)两两首尾焊接，形成槽钢方孔，工字形钢梁段(5)穿过槽钢(4)腹板，三角形加劲肋(7)和方形加劲肋(11)分别在槽钢(4)与工字形钢梁段(5)腹板交界处的两端，起到加劲作用。
装配式板柱钢节点在承受水平荷载时，钢筋混凝土板(1)上的荷载通过柱座连接(3)传递到方钢管柱(2)上，进而传到地下；柱座连接(3)上的工字形钢伸臂梁段(12)先于钢筋混凝土板(1)破坏，最终节点延性破坏，起到保护主体结构的功能。

Claims (2)

1.一种装配式板柱钢结构体系，其特征在于：包括钢筋混凝土板(1)、方钢管柱(2)、连接钢筋混凝土板(1)和方钢管柱(2)的柱座连接(3)；
柱座包括工字形钢伸臂梁段(12)、柱座方钢管柱(9)和法兰板(10)；工字形钢伸臂梁段(12)贯通穿过柱座方钢管柱(9)壁，两者交界处焊接；法兰板(10)与柱座方钢管柱(9)焊接；
槽钢连接包括槽钢、工字形钢梁段(5)、三角形加劲肋(7)和方形加劲肋(11)；四个相同尺寸槽钢两两首尾焊接，形成槽钢方孔，工字形钢梁段(5)穿过槽钢腹板，三角形加劲肋(7)和方形加劲肋(11)分别在槽钢(4)与工字形钢梁段(5)腹板交界处的两端，起到加劲作用；
柱座通过焊接在工字形钢伸臂梁段(12)上的端板与焊接在槽钢连接工字形钢梁段上的端板通过高强螺栓连接；
装配式板柱钢节点在承受水平荷载时，钢筋混凝土板(1)上的荷载通过柱座连接(3)传递到方钢管柱(2)上，进而传到地下；柱座连接(3)上的工字形钢伸臂梁段(12)先于钢筋混凝土板(1)破坏。
2.根据权利要求1所述的一种装配式板柱钢结构体系，其特征在于：所述的槽钢连接与钢筋混凝土板工厂浇筑成整体；所述的钢筋混凝土板采用双向钢筋网。
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