本實用新型涉及建筑工程中的鋼結構住宅，特指一種鋼結構住宅體系及其中的鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構。

背景技術：

在近年來的國家政策倡導下，推進建筑工業化的步伐逐步加快，大力發展裝配式混凝土建筑和鋼結構建筑成為必然趨勢。鋼結構建筑相比混凝土結構具有諸多優點，如重量輕、裝配化程度高，抗震性能好等特點。低層鋼結構建筑在國外研發和應用較為成熟，多高層鋼結構住宅建筑較少，而我國是人口大國，結合我國國情，研發適用于我國多高層鋼結構住宅建筑的結構體系迫在眉睫。

在鋼結構工程中，如圖1所示，鋼結構梁11與鋼管柱12連接處由于鋼結構梁11在豎向荷載F1作用下受彎引起鋼結構梁11的上翼緣111對鋼管柱12的柱璧產生受拉作用，以及鋼結構梁11的下翼緣112對鋼管柱12的柱璧產生受壓作用，可能由此引起鋼管柱12屈曲破壞，因此為減少鋼結構梁11的上、下翼緣對鋼管柱12的柱璧的集中作用，常常采取一些構造措施，分散鋼結構梁的上、下翼緣對鋼管柱12的柱璧的作用力。傳統的措施有以下三種：

第一種措施為：如圖2和圖3所示，在鋼管柱12內沿鋼結構梁11上、下翼緣平面內分別焊接上下兩塊水平隔板121(水平加勁板)，以達到分散鋼結構梁11的上、下翼緣對鋼管柱12的柱璧的作用力。但該做法存在以下問題：若鋼管柱12的截面尺寸較小，加焊水平隔板121后其中間區域留設的混凝土流淌孔洞尺寸有限(內孔可圓可方)，不利于混凝土澆筑。

第二種措施為：如圖4和圖5所示，該第二種措施在第一種措施之上進行了如下改進，將鋼管柱12內焊接的水平隔板取消，而是將水平隔板122加焊到鋼管柱12外圍一定寬度(水平隔板可做成外圓形也可做成圖示的方形)，同樣能夠分散鋼結構梁11的上、寫翼緣對鋼管柱12的柱璧的作用力。但這種做法存在以下問題：鋼管柱12外設置水平板，占據建筑室內空間，影響室內美觀。

第三種措施為：如圖6和圖7所示，在鋼結構梁11的上翼緣111和下翼緣112的端部加焊垂直于梁翼緣的鋼板條113，鋼板條113在遠離鋼管柱12的一端可以做成梯形或三角形等形狀，以減少由于加焊鋼板條后鋼結構梁11截面突變引起的應力集中。加焊的鋼板條一定程度上可以將鋼結構梁的上、下翼緣對鋼管柱12的柱璧的作用力進行分散傳遞。但這種做法存在以下問題：由于在鋼結構梁的翼緣上加焊垂直于梁翼緣的鋼板條一定程度上無法避免鋼結構梁的截面變化，而且由于焊接產生的應力集中對鋼結構梁的承載力有一定的削弱。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種鋼結構住宅體系及鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構，解決現有技術中為減少鋼結構梁對鋼管柱的柱璧的集中作用而采用的于鋼管柱內焊接水平隔板而不利于混凝土澆筑的問題、采用的于鋼管柱外圍焊接水平隔板而占據建筑室內空間影響室內美觀的問題及采用的于鋼結構梁的翼緣板上焊接鋼板條而帶來的改變鋼結構梁的截面變化和焊接產生的應力集中對鋼結構梁的承載力有一定削弱的問題。

實現上述目的的技術方案是：

本實用新型提供了一種鋼結構住宅體系，包括：

立設于住宅體系中柱節點處的鋼結構柱，端部設有鋼管柱；

橫向設于相鄰的兩個鋼結構柱之間并與對應的鋼管柱連接的鋼結構梁，所述鋼結構梁與所述鋼結構柱組成所述住宅體系的受力框架；

裝設于所述鋼結構梁和對應的鋼管柱連接處的連接結構，包括貼設于所述鋼管柱外壁面并與所述鋼管柱固定連接的第一豎向傳力板和垂直連接于所述第一豎向傳力板的第二豎向傳力板，所述第二豎向傳力板與所述鋼結構梁連接，通過所述第二豎向傳力板和所述第一豎向傳力板將所述鋼結構梁的豎向荷載經由所述第一豎向傳力板上貼設于所述鋼管柱的貼合面傳遞給所述鋼管柱；以及

裝設于所述鋼結構柱和所述鋼結構梁圍合形成的墻體空間內的鋼板剪力墻結構。

采用第一豎向傳力板和第二豎向傳力板的連接結構，將鋼結構梁傳來的作用力通過第一豎向傳力板均勻分散到鋼管柱的柱壁上，避免了鋼結構梁的翼緣板和腹板直接對鋼管柱柱壁的集中作用，有效防止了鋼管柱由于局部受力發生屈曲破壞。且連接結構的截面與鋼結構梁的截面相同，連接方便，避免了傳統做法中于鋼結構梁的翼緣板上焊接鋼板條而帶來的改變鋼結構梁的截面變化的問題。

本實用新型鋼結構住宅體系的進一步改進在于，所述鋼結構梁為工字鋼，包括相對設置的上翼緣板和下翼緣板以及垂直連接所述上翼緣板和所述下翼緣板的腹板；

所述第二豎向傳力板連接于所述腹板。

本實用新型鋼結構住宅體系的進一步改進在于，所述上翼緣板和所述下翼緣板的端部凸伸出所述腹板的端部對應形成抵靠端部；

所述第二豎向傳力板插設于所述上翼緣板和所述下翼緣板之間并與所述腹板相貼合，進而與所述腹板鉸接，且所述上翼緣板和所述下翼緣板的抵靠端部抵靠于所述第一豎向傳力板。

本實用新型鋼結構住宅體系的進一步改進在于，所述連接結構還包括垂直連接于所述第一豎向傳力板和所述第二豎向傳力板頂部的第一橫向傳力板和垂直連接于所述第一豎向傳力板和所述第二豎向傳力板底部的第二橫向傳力板，所述第一橫向傳力板與所述上翼緣板固定連接，所述第二橫向傳力板與所述下翼緣板固定連接，所述第二豎向傳力板與所述腹板固定連接。

本實用新型還提供了一種鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構，所述鋼結構柱的端部設有鋼管柱，所述鋼結構梁橫向設于相鄰的兩個鋼結構柱之間并與對應的鋼管柱連接，所述連接結構包括貼設于所述鋼管柱外壁面并與所述鋼管柱固定連接的第一豎向傳力板和垂直連接于所述第一豎向傳力板的第二豎向傳力板，所述第二豎向傳力板與所述鋼結構梁連接，通過所述第二豎向傳力板和所述第一豎向傳力板將所述鋼結構梁的豎向荷載經由所述第一豎向傳力板上貼設于所述鋼管柱的貼合面傳遞給所述鋼管柱。

本實用新型鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構的進一步改進在于，所述鋼結構梁為工字鋼，包括相對設置的上翼緣板和下翼緣板以及垂直連接所述上翼緣板和所述下翼緣板的腹板；

所述第二豎向傳力板連接于所述腹板。

本實用新型鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構的進一步改進在于，所述上翼緣板和所述下翼緣板的端部凸伸出所述腹板的端部對應形成抵靠端部；

所述第二豎向傳力板插設于所述上翼緣板和所述下翼緣板之間并與所述腹板相貼合，進而與所述腹板鉸接，且所述上翼緣板和所述下翼緣板的抵靠端部抵靠于所述第一豎向傳力板。

本實用新型鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構的進一步改進在于，所述連接結構還包括垂直連接于所述第一豎向傳力板和所述第二豎向傳力板頂部的第一橫向傳力板和垂直連接于所述第一豎向傳力板和所述第二豎向傳力板底部的第二橫向傳力板，所述第一橫向傳力板與所述上翼緣板固定連接，所述第二橫向傳力板與所述下翼緣板固定連接，所述第二豎向傳力板與所述腹板固定連接。

附圖說明

圖1為現有技術中鋼結構梁和鋼結構柱連接結構處的受力狀態示意圖。

圖2為現有技術中以第一種措施連接鋼結構梁和鋼結構柱的橫斷面剖視圖。

圖3為現有技術中以第一種措施連接鋼結構梁和鋼結構柱的豎向側面剖視圖。

圖4為現有技術中以第二種措施連接鋼結構梁和鋼結構柱的橫斷面剖視圖。

圖5為現有技術中以第二種措施連接鋼結構梁和鋼結構柱的豎向側面剖視圖。

圖6為現有技術中以第三種措施連接鋼結構梁和鋼結構柱的橫斷面剖視圖。

圖7為現有技術中以第三種措施連接鋼結構梁和鋼結構柱的豎向側面剖視圖。

圖8為本實用新型中受力框架的結構示意圖。

圖9為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼結構柱的第一實施例的結構示意圖。

圖10為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼結構柱的第二實施例的結構示意圖。

圖11為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼結構柱的第三實施例的結構示意圖。

圖12為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼結構柱的第四實施例的結構示意圖。

圖13為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼結構柱的第五實施例的結構示意圖。

圖14為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼結構柱的第六實施例的結構示意圖。

圖15為本實用新型鋼結構住宅體系中的鋼板剪力墻結構的結構示意圖。

圖16為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第一實施例的結構示意圖。

圖17為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第一實施例連接鋼結構柱和鋼結構梁的分解結構示意圖。

圖18為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第一實施例與鋼結構柱的連接結構示意圖。

圖19為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第一實施例連接鋼結構柱和鋼結構梁的結構示意圖。

圖20為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第二實施例的結構示意圖。

圖21為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第二實施例連接鋼結構柱和鋼結構梁的分解結構示意圖。

圖22為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第二實施例與鋼結構柱的連接結構示意圖。

圖23為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構的第二實施例連接鋼結構柱和鋼結構梁的結構示意圖。

圖24為本實用新型鋼結構柱與鋼結構梁的連接結構處的受力狀態示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

參閱圖8，本實用新型提供了一種鋼結構住宅體系及其中的鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構，用于解決現有技術中鋼結構梁與鋼結構柱連接處由于鋼結構梁在豎向荷載作用下受彎引起鋼結構梁對鋼管柱柱壁產生受拉作用，以及鋼結構梁下翼緣對鋼管柱柱壁產生受壓作用，可能由此引起鋼管柱屈曲破壞的問題。本實用新型的鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構能夠分散鋼結構梁對鋼結構柱柱壁的集中作用，有效防止鋼管柱由于局部受力發生屈曲破壞。具體地，該連接結構包括第一豎向傳力板和第二豎向傳力板，該第一豎向傳力板貼設在鋼管柱外壁面上，第二豎向傳力板與鋼結構梁連接，通過第二豎向傳力板和第一豎向傳力板將鋼結構梁的豎向荷載經由第一豎向傳力板均勻地分散到鋼管柱的柱壁上。下面結合附圖對本實用新型鋼結構住宅體系及其中的鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構進行說明。

如圖8所示，本實用新型的鋼結構住宅體系包括鋼結構柱21、鋼結構梁22、連接結構、以及鋼板剪力墻結構，結合圖9所示，鋼結構柱21立設在住宅體系中柱節點處，鋼結構柱21的端部設有鋼管柱211，鋼結構梁22橫向設于相鄰的兩個鋼結構柱21之間并與對應的鋼管柱211連接，鋼結構梁22與鋼結構柱21組成住宅體系的受力框架20，結合圖15所示，鋼板剪力墻結構23裝設在鋼結構柱21和鋼結構梁22圍合形成的墻體空間內，這樣就形成了鋼結構住宅體系。結合圖16和圖19所示，連接結構24裝設在鋼結構梁22和對應的鋼管柱211的連接處，連接結構24包括貼設在鋼管柱211外壁面并與鋼管柱211固定連接的第一豎向傳力板241和垂直連接于第一豎向傳力板241的第二豎向傳力板242，第二豎向傳力板242與鋼結構梁22連接，通過第二豎向傳力板242和第一豎向傳力板241將鋼結構梁22的豎向荷載經由第一豎向傳力板241上貼設于鋼管柱211的貼合面2411傳遞給鋼管柱211。

采用第一豎向傳力板和第二豎向傳力板的連接結構，將鋼結構梁傳來的作用力通過第一豎向傳力板均勻分散到鋼管柱的柱壁上，避免了鋼結構梁的翼緣板直接對鋼管柱柱壁的集中作用，有效防止了鋼管柱由于局部受力發生屈曲破壞。其中的第二豎向傳力板與鋼結構梁22對接連接，且與鋼結構梁22的設置方向相一致不會影響鋼結構梁22的截面形狀，即連接結構的截面與鋼結構梁的截面相同，連接方便，避免了傳統做法中于鋼結構梁的翼緣板上焊接鋼板條而帶來的改變鋼結構梁的截面變化的問題。

作為本實用新型的一較佳實施方式，如圖17和圖19所示，鋼結構梁22為工字鋼，包括相對設置的上翼緣板221和下翼緣板(圖中未示出)以及垂直連接上翼緣板221和下翼緣板的腹板222。連接結構24中的第二豎向傳力板242與鋼結構梁22的腹板222連接，且第二豎向傳力板242與腹板222的設置方向相一致。

如圖16所示，顯示了本實用新型中的連接結構的第一實施例的結構示意圖。在第一實施例中，結合圖17至圖19所示，鋼結構梁22的上翼緣板221和下翼緣板的端部凸伸出腹板222的端部對應形成抵靠端部2211，連接結構24的第二豎向傳力板242插設于上翼緣板221和下翼緣板之間并與腹板222相貼合，進而與腹板222鉸接連接，且上翼緣板221和下翼緣板的抵靠端部2211抵靠于第一豎向傳力板241。較佳地，可以采用螺栓連接腹板222和第二豎向傳力板242，使得腹板222和第二豎向傳力板242實現可轉動的連接。該連接結構的設置，使得鋼結構梁和鋼結構柱的連接操作簡單易行。

如圖20所示，顯示了本實用新型中的連接結構的第二實施例的結構示意圖。在第二實施例中，結合圖21至圖23所示，連接結構24還包括垂直連接于第一豎向傳力板241和第二豎向傳力板242頂部的第一橫向傳力板243和垂直連接于第一豎向傳力板241和第二豎向傳力板242底部的第二橫向傳力板244，第一橫向傳力板243與上翼緣板221固定連接，第二橫向傳力板244與下翼緣板固定連接，第二豎向傳力板242與腹板222固定連接，第一橫向傳力板243、第二橫向傳力板244以及第二豎向傳力板242形成的形狀與鋼結構梁22的形狀相同。較佳地，第一橫向傳力板243與上翼緣板221焊接固定，第二橫向傳力板244與下翼緣板焊接固定，第二豎向傳力板242與腹板222焊接固定，該連接結構的設置，使得鋼結構梁和鋼結構柱的連接操作簡單易行。

如圖9至圖14所示，顯示了鋼結構柱的不同實施例的結構示意圖。鋼結構柱21包括多個鋼管柱211和墻體結構212，鋼管柱211內澆筑有混凝土柱芯，墻體結構212設于兩個鋼管柱211之間，墻體結構212包括相對立設的鋼板2121、固設于鋼板2121內表面的T型件2122以及澆筑在兩個鋼板2121之間的混凝土結構2123，通過墻體結構212和鋼管柱211組合形成鋼結構柱21，解決了傳統鋼結構體系中的室內露柱的問題。如圖9所示，顯示了鋼結構柱的第一實施例的結構，在第一實施例中，鋼管柱21為H型結構，包括六個鋼管柱211和五段墻體結構212。如圖10所示，在第二實施例中，鋼結構柱21為U型結構，包括有四個鋼管柱211和三段墻體結構212。如圖11所示，在三實施例中，鋼結構柱21為十字型結構，包括有五個鋼管柱211和四段墻體結構212。如圖12所示，在第四實施例中，鋼結構柱21為T字型結構，包括有四個鋼管柱211和三段墻體結構212。如圖13所示，在第五實施例中，鋼結構柱21為L型結構，包括有三個鋼管柱211和兩段墻體結構212。如圖14所示，在第六實施例中，鋼結構柱21為一字型結構，包括有兩個鋼管柱211和一段墻體結構212。如圖15所示，鋼板剪力墻結構23包括有相對設置的鋼板231、固設于鋼板231內表面的T型件232以及澆筑在鋼板231之間的混凝土結構233。本實用新型的鋼結構住宅體系能夠有效解決鋼管柱組合鋼板剪力墻鋼板件連接于焊接難度大的問題，解決了現有的鋼結構住宅體系墻與梁節點連接部裸露室內的問題。鋼結構柱端部的鋼管柱提升了墻體的約束能力，提高了鋼結構柱的承載能力，在墻體結構以及鋼板剪力墻結構內設置T型件加強鋼板與內部混凝土結構的咬合力，提升墻體的抗剪能力，約束鋼管柱和墻體結構組合形成的鋼結構柱發揮各自優勢，提高抗震性能。本實用新型的鋼結構住宅體系中的構件可以實現工廠加工，現場拼裝；利用連接結構可方便梁柱的連接，操作簡單，能夠加快工程施工進度，且優化了受力體系，如圖24所示，顯示為利用連接結構的第二實施例連接鋼結構柱和鋼結構梁的豎向側面剖視圖。該連接結構24的傳力路徑為，鋼結構梁22受到豎向荷載F2的作用，該作用力通過連接結構24的第一豎向傳力板241均勻分散到鋼管柱211的柱壁上，從而避免了鋼結構梁翼緣直接對鋼管柱柱壁的集中作用，有效防止了鋼管柱由于局部受力發生屈曲破壞。

本實用新型還提供了一種鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構，下面結合附圖對鋼結構柱和鋼結構梁的連接結構進行說明。

如圖8和圖16所示，鋼結構柱21的端部設有鋼管柱211，鋼結構梁22橫向設于相鄰的兩個鋼結構柱21之間并與對應的鋼管柱211連接，結合圖17至圖19所示，連接結構24包括貼設在鋼管柱211外壁面并與鋼管柱211固定連接的第一豎向傳力板241和垂直連接于第一豎向傳力板241的第二豎向傳力板242，第二豎向傳力板242與鋼結構梁22連接，通過第二豎向傳力板242和第一豎向傳力板241將鋼結構梁22的豎向荷載經由第一豎向傳力板241上貼設于鋼管柱211的貼合面2411傳遞給鋼管柱211。

采用第一豎向傳力板和第二豎向傳力板的連接結構，將鋼結構梁傳來的作用力通過第一豎向傳力板均勻分散到鋼管柱的柱壁上，避免了鋼結構梁的翼緣板直接對鋼管柱柱壁的集中作用，有效防止了鋼管柱由于局部受力發生屈曲破壞。其中的第二豎向傳力板與鋼結構梁22對接連接，且與鋼結構梁22的設置方向相一致不會影響鋼結構梁22的截面形狀，即連接結構的截面與鋼結構梁的截面相同，連接方便，避免了傳統做法中于鋼結構梁的翼緣板上焊接鋼板條而帶來的改變鋼結構梁的截面變化的問題。

作為本實用新型的一較佳實施方式，如圖17和圖19所示，鋼結構梁22為工字鋼，包括相對設置的上翼緣板221和下翼緣板(圖中未示出)以及垂直連接上翼緣板221和下翼緣板的腹板222。連接結構24中的第二豎向傳力板242與鋼結構梁22的腹板222連接，且第二豎向傳力板242與腹板222的設置方向相一致。

如圖16所示，顯示了本實用新型中的連接結構的第一實施例的結構示意圖。在第一實施例中，結合圖17至圖19所示，鋼結構梁22的上翼緣板221和下翼緣板的端部凸伸出腹板222的端部對應形成抵靠端部2211，連接結構24的第二豎向傳力板242插設于上翼緣板221和下翼緣板之間并與腹板222相貼合，進而與腹板222鉸接連接，且上翼緣板221和下翼緣板的抵靠端部2211抵靠于第一豎向傳力板241。較佳地，可以采用螺栓連接腹板222和第二豎向傳力板242，使得腹板222和第二豎向傳力板242實現可轉動的連接。該連接結構的設置，使得鋼結構梁和鋼結構柱的連接操作簡單易行。

如圖20所示，顯示了本實用新型中的連接結構的第二實施例的結構示意圖。在第二實施例中，結合圖21至圖23所示，連接結構24還包括垂直連接于第一豎向傳力板241和第二豎向傳力板242頂部的第一橫向傳力板243和垂直連接于第一豎向傳力板241和第二豎向傳力板242底部的第二橫向傳力板244，第一橫向傳力板243與上翼緣板221固定連接，第二橫向傳力板244與下翼緣板固定連接，第二豎向傳力板242與腹板222固定連接，第一橫向傳力板243、第二橫向傳力板244以及第二豎向傳力板242形成的形狀與鋼結構梁22的形狀相同。較佳地，第一橫向傳力板243與上翼緣板221焊接固定，第二橫向傳力板244與下翼緣板焊接固定，第二豎向傳力板242與腹板222焊接固定，該連接結構的設置，使得鋼結構梁和鋼結構柱的連接操作簡單易行。

如圖24所示，顯示為利用連接結構的第二實施例連接鋼結構柱和鋼結構梁的豎向側面剖視圖。該連接結構24的傳力路徑為，鋼結構梁22受到豎向荷載F2的作用，該作用力通過連接結構24的第一豎向傳力板241均勻分散到鋼管柱211的柱壁上，從而避免了鋼結構梁翼緣直接對鋼管柱柱壁的集中作用，有效防止了鋼管柱由于局部受力發生屈曲破壞。

以上結合附圖實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權利要求書界定的范圍作為本實用新型的保護范圍。