專利名稱：一種工業化裝配式多、高層鋼結構中心支撐體系的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型結構體系，特別是建筑領域應用的一種工業化裝配式鋼結構中心支撐體系。
背景技術：
普通的鋼結構的施工在現場大量使用焊接，不僅影響施工速度而且施工質量也很難控制，最近幾年出現的由于鋼結構施工質量造成的工程質量問題不勝枚舉，現場焊接是其中一個重要的因素，現場焊接質量不易控制，而且對環境造成很大的污染。傳統的鋼筋混凝土結構需要現場綁扎鋼筋、澆注混凝土，需要大量的人工及養護時間，工程造價大大提高。并且建筑拆除時造成大量的建筑垃圾。最近幾年，國內學者對裝配式鋼結構的研究僅限于多層，并且施工速度只是稍有減少，并未真正實現鋼結構的快速安裝，體現鋼結構的優勢。

發明內容
本發明的目的在于克服現有工程的上述缺陷，提供一種高層鋼結構快速施工的結構體系，該結構體系能夠實現主體鋼結構和支撐構件的快速安裝，并且能夠抵抗高烈度地震，完美地體現出鋼結構的優勢。一種工業化裝配式多、高層鋼結構中心支撐體系，包括主體板架I和由柱子與柱蓋板組成的柱子系統、支撐構件2 ;主體板架包括基礎板架、樓板15 ；所述主體板架I由A、B、C三種基礎板架組成的基本單元構成，其中A基礎板架為邊緣部位的基礎板架，B、C兩基礎板為中間位置的板架，且B、C基礎板架交替連接；三種基礎板架中，不與其他基礎板架相鄰一邊的梁均為寬梁3 ;與其他基礎板架相鄰一邊的梁均為窄梁4 ;窄梁的梁寬為寬梁梁寬的一半，寬梁的梁寬小于或等于柱座法蘭的寬度；寬梁，窄梁的構造相同，都是桁架梁；其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼10，桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板；桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接；A、B、C三種基礎板架中相互垂直的兩梁，沿梁高與兩塊加勁板12通過焊接連接；并排相鄰的梁在兩梁相同位置的連接槽鋼用螺栓連接；帶柱座7的基礎板架中，柱座與相鄰的梁用螺栓連接；A基礎板架為主體板架I的外側基礎板架，為寬梁3和窄梁4組成的矩形的基礎板架，A板架的中間位置有兩個并排相連的窄梁4，且兩窄梁用螺栓將處于兩梁相同位置的連接槽鋼連接在一起；A基礎板架的外側長邊一邊布置柱子8 ;與其他基礎板架相鄰的長邊一邊不布置柱子；B基礎板架，C基礎板架為中間類型的兩種矩形的基礎板架；其中B基礎板架與A基礎板架相鄰的窄梁邊不布置柱子8 ;與C基礎板架相鄰的窄梁邊布置柱子8，形成節點，其中中間節點為節點6，兩端的節點為節點5 ;節點6為T形，由于柱座法蘭寬大于或等于窄梁梁寬的兩倍，所以把窄梁與柱座法蘭的中心線對齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節點5為L形，其中柱座與相互垂直的一條寬梁、一條窄梁用螺栓連接在一起，寬梁與柱座法蘭中相互垂直的兩條中心線中的一條對齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度JPB基礎板架節點5、節點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起；C基礎板架與B基礎板架、A基礎板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎板架與B基礎板架相鄰的長邊的節點，中間位置節點是節點8，兩端是節點7 ;節點8為四條窄梁組成，其中兩窄梁共線；另外兩窄梁位于C基礎板架中間位置，并排連接且與共線窄梁垂直；兩共線窄梁分別與并排窄梁的不相鄰長邊垂直對齊；節點7為相互垂直的一條窄梁和一條寬梁組成；窄梁與寬梁的內側長邊垂直對齊；即(基礎板架節點8、節點7均形成凹槽，使得節點8凹槽與B基礎板架節點5的凸起相吻合、節點7凹槽與B基礎板架節點6的凸起相吻合；柱座7為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件7-1包裹的柱墩；各部件通過焊接連接在一起；柱子8與柱蓋板通過焊接連接在一起；將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起；樓板15澆注在于A、B、C基礎板架上，與基礎板架形成整體；支撐構件2其實現形式為人字形中心支撐或對角中心支撐。為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案本發明涉及一種工業化裝配式多、高層鋼結構偏心支撐體系包括鋼結構主體板架、支撐構件、柱子系統，其特征在于所述鋼結構主體板架包括基礎板架、樓板。在工廠將所述寬梁、窄梁、樓板做成一體，寬梁和窄梁均為在工廠由槽鋼焊接而成。管線在寬梁和窄梁的腹板槽鋼間通過，從而形成A基礎板架、B基礎板架和C基礎板架。在所述基礎板架板與所述柱座連接部位、所述寬梁與所述窄梁連接處采用螺栓連接及部分焊接僅限于工廠內。所述柱座與所述柱子之間采用螺栓通過法蘭連接。所述耳板通過高強螺栓與所述主板連接。當水平力作用于結構時，所述支撐構件的水平力分量減小甚至抵消作用于結構的水平力，使結構的層間位移為較小值，滿足規范的要求。有益效果本發明采用施工階段能夠實現快速裝配式并能夠有效抵抗水平側移的高層鋼結構體系。這種結構形式不僅能夠有效地實現鋼結構構件加工的工業化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。通過工程實踐和1:10振動臺實驗發現，所述新型結構體系比普通結構體系施工速度提高了 500%，而且用鋼量降低50%，并且實現施工現場的“無水、無火、無塵”，減小了現場施工的安全隱患，減小環境污染。


圖I本發明結構主板架拼裝平面布置圖
圖2本發明結構梁板組合3本發明結構框架支撐圖I圖4本發明結構框架支撐圖2圖5本發明結構A板架6本發明結構B板架7本發明結構B板架節點6凸起8本發明結構B板架節點5凸起9本發明結構C板架10本發明結構C板架節點8凹槽11本發明結構C板架節點7凹槽12本發明結構節點I13本發明結構節點I詳14發明結構節點215本發明結構節點2詳16本發明結構節點317本發明結構節點3詳18本發明結構節點419本發明結構節點4詳20本發明結構節點521本發明結構節點5詳22本發明結構節點623本發明結構節點6詳24本發明結構節點725本發明結構節點7詳26本發明結構節點827本發明結構節點8詳28本發明結構柱座29本發明結構柱座詳30本發明結構壓型鋼板31本發明結構支撐構件與框架寬梁連接節點詳32本發明結構窄梁連接示意圖其中，I-主體板架；2_支撐構件；3_寬梁；4_窄梁5-壓型鋼板；6_混凝土 ；7-柱座；7_1 :柱座連接件；7_2 :柱墩；7_3 :柱座法蘭；8-柱子；9-1 :單連接耳板；9-2 :雙連接耳板；10-連接槽鋼；11-1柱蓋板I ; 11-2蓋板II ；11-3柱蓋板III ;11_4蓋板IV ;11_5柱蓋板V ;12_加勁板；13_端頭；14_段封板；15_樓板。
具體實施例方式下面結合附圖具體說明所述結構體系的實現方式。如圖I飛所示，本發明為一種工業化裝配式多、高層鋼結構中心支撐體系，括鋼結構主體板架、支撐構件、柱子系統，其特征在于所述鋼結構主體板架包括基礎板架、柱子系統。在工廠將寬梁3、窄梁4和柱座7組裝成基礎板架，此處樓板以壓型鋼板混凝土為例，樓板還可以為鋼筋混凝土樓板等形式。此處支撐構件以一種普通形式說明。將壓型鋼板5放置在于寬梁3和窄梁4上，采用栓釘連接，在壓型鋼板5上澆筑混凝土 6，利用寬梁3、窄梁4腹桿的空隙，放置管線等，最終形成A基礎板架、B基礎板架和C基礎板架，將A、B、C基礎板架按照附圖I所示通過螺栓連接，及焊接連接成主體板架。樓板15澆注在于A、B、C基礎板架上,與基礎板架形成整體。將柱子8通過螺栓與柱座7連接成整體框架，將耳板9與主體框架連接后，再將支撐構件2通過端頭13與整體框架的耳板9相連，形成整個結構體系。圖11-圖26為本結構節點的構造形式，其連接方式如下柱8與柱蓋板在工廠焊接，寬梁3和窄梁4沿梁高與兩塊加勁板12通過焊接連接在一起形成基礎板架，最后用螺栓將柱座7、柱蓋板、基礎板架連接在一起形成節點。圖27-圖28為本結構柱座構造圖。柱座7為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件7-1包裹的柱墩。各部件通過焊接連接在一起。柱子8與柱蓋板通過焊接連接在一起。將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起。圖31-圖32為結構支撐構件，寬梁，窄梁的構造組成。寬梁，窄梁的構造相同，都是桁架梁。其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度。每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼10，桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板14。桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接。以上是本發明的一個典型實施例，本發明的實施不限于此。
權利要求
1.一種工業化裝配式多、高層鋼結構中心支撐體系，包括主體板架(I)和由柱子與柱蓋板組成的柱子系統、支撐構件；主體板架包括基礎板架和樓板(15)； 所述主體板架(I)由A、B、C三種基礎板架組成的基本單元構成，其中A基礎板架為邊緣部位的基礎板架，B、C兩基礎板為中間位置的板架，且B、C基礎板架交替連接； 三種基礎板架中，不與其他基礎板架相鄰一邊的梁均為寬梁(3);與其他基礎板架相鄰一邊的梁均為窄梁(4);窄梁的梁寬為寬梁梁寬的一半，寬梁的梁寬小于或等于柱座法蘭的寬度；寬梁，窄梁的構造相同，都是桁架梁；其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼(10)，桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板；桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接； A、B、C三種基礎板架中相互垂直的兩梁，沿梁高與兩塊加勁板(12)通過焊接連接；并排相鄰的梁在兩梁相同位置的連接槽鋼用螺栓連接；帶柱座(7)的基礎板架中，柱座與相鄰的梁用螺栓連接； A基礎板架為主體板架(I)的外側基礎板架，為寬梁(3)和窄梁(4)組成的矩形的基礎板架，A板架的中間位置有兩個并排相連的窄梁(4)，且兩窄梁用螺栓將處于兩梁相同位置的連接槽鋼連接在一起；A基礎板架的外側長邊一邊布置柱子(8);與其他基礎板架相鄰的長邊一邊不布置柱子； B基礎板架，C基礎板架為中間類型的兩種矩形的基礎板架；其中B基礎板架與A基礎板架相鄰的窄梁邊不布置柱子(8 );與C基礎板架相鄰的窄梁邊布置柱子(8 )，形成節點，其中中間節點為節點6，兩端的節點為節點5 ;節點6為T形，由于柱座法蘭寬大于或等于窄梁梁寬的兩倍，所以把窄梁與柱座法蘭的中心線對齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節點5為L形，其中柱座與相互垂直的一條寬梁、一條窄梁用螺栓連接在一起，寬梁與柱座法蘭中相互垂直的兩條中心線中的一條對齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度JPB基礎板架節點5、節點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起； C基礎板架與B基礎板架、A基礎板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎板架與B基礎板架相鄰的長邊的節點，中間位置節點是節點8，兩端是節點7 ;節點8為四條窄梁組成，其中兩窄梁共線；另外兩窄梁位于C基礎板架中間位置，并排連接且與共線窄梁垂直；兩共線窄梁分別與并排窄梁的不相鄰長邊垂直對齊；節點7為相互垂直的一條窄梁和一條寬梁組成；窄梁與寬梁的內側長邊垂直對齊；即C基礎板架節點8、節點7均形成凹槽，使得節點8凹槽與B基礎板架節點5的凸起相吻合、節點7凹槽與B基礎板架節點6的凸起相吻合；柱座(7)為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件(7-1)包裹的柱墩；各部件通過焊接連接在一起；柱子(8)與柱蓋板通過焊接連接在一起；將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起； 樓板(15)澆注在于A、B、C基礎板架上，與基礎板架形成整體； 支撐構件(2)其實現形式為人字形中心支撐或對角中心支撐。
全文摘要
一種工業化裝配式多、高層鋼結構中心支撐體系屬于建筑領域。本發明包括鋼結構主體板架、支撐構件、柱子。在工廠將所述寬梁、窄梁、樓板做成一體，寬梁和窄梁均為在工廠由槽鋼焊接而成。管線在寬梁和窄梁的腹板槽鋼間通過，從而形成A板、B板和C板。在所述主板與所述柱座連接部位、所述寬梁與所述窄梁連接處采用高強螺栓連接及部分焊接(僅限于工廠內)。所述柱座與所述柱子之間采用高強螺栓通過法蘭連接。本發明具有施工速度快，結構承載力高、抗側移能力好等優點，能夠充分發揮材料的強度，有效抵抗水平荷載，減小結構層間位移，減小焊接對環境造成的污染，節約成本。
文檔編號E04B1/00GK102979165SQ20121048578
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者劉學春, 張愛林, 葉全喜, 楊博 申請人:北京工業大學