一種新型多高層鋼結構裝配式組合結構體系的制作方法

本發明屬于結構工程的技術領域，涉及一種新型多高層鋼結構裝配式組合結構體系及其實施方法。

背景技術：

建筑工業化是當前我國建筑領域的重要發展趨勢，也是國家大力推進和支持的發展方向。預制裝配式結構是建筑工業化的產物，具有施工節奏快，產品質量好、預算造價低，施工效率高，生產工藝簡單等優勢。裝配式建筑的典型特征在于簡化現場施工工作，大幅度縮短現場施工工期，其核心就是要減少現場工作量，特別是影響關鍵工期的工作。

傳統的鋼結構一直采用框架梁柱體系，鋼結構工廠預制，現場拼裝，樓板采用現澆樓板，傳統鋼結構本質上雖也屬于裝配式建筑，但存在現場焊接工作量大、桿件數量多，現澆樓板自重大，施工工期長，造價高于普通混凝土結構等問題，背離工業化建筑快速、經濟的核心，至今在整個建筑工程中實際占比份額偏低。

針對上述現有工程中存在的問題，本發明提出了一種新型多高層鋼結構裝配式組合結構體系，采用l形桁架鋼柱做為垂直方向的承載構件以及橫向抗彎構件，施工過程中一次吊裝，無需設置臨時支撐。梁、桁架柱連接節點上改變傳統的剛性連接形式，改用高強螺栓連接，從而省去大量焊接工作，大大降低工期。樓面板采用預制疊合板的形式，既可以實現體系的預制裝配化，同時保證結構體系具有較好的整體性。體系外墻采用裝配式外掛板體系，安裝快捷方便。新型鋼結構裝配式組合結構體系克服了傳統鋼結構的不足，實現了鋼結構建筑快速、經濟的優勢，將建筑施工現場大部分程序簡化為在工廠生產制造，減少了對現場環境的影響，提高建筑產品質量，降低建筑成本，體現了建筑工業化的基礎核心，可以在多高層建筑結構中廣泛應用。

技術實現要素：

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種新型多高層鋼結構裝配式組合結構體系及其實施方法。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

由預制l形桁架鋼柱做為垂直方向的承載構件以及橫向抗彎構件；在桁架柱水平方向設置外伸梁段，與鋼梁用螺栓進行連接；樓面板采用預制鋼筋混凝土疊合板，預制板通過栓釘與鋼梁連接；在鋪好的預制板上現澆混凝土面層，通過裝配整體式樓面板協同各桁架鋼柱共同工作；外墻體采用外掛式預制墻板，免去現場外裝飾工作，從而形成梁、柱、板、墻高度預制化的裝配式組合結構體系。

所述的l形桁架鋼柱，平面布置上為l形，在豎直方向上為帶水平腹桿和斜腹桿的桁架形式，l形桁架鋼柱可以在工廠里加工，在滿足結構及運輸要求的前提下通過計算確定每一節鋼桁架墻柱的寬度和長度。桁架鋼柱在現場與基礎中的預埋件進行焊接，無需臨時支撐即可達到穩定狀態。

所述的l形桁架鋼柱在水平方向上設置外伸梁段，外伸梁段截面為工字形，外伸梁段的高度為預制鋼梁高度的一半，在水平方向上等間距設置加勁肋，在外伸梁段上等間距對稱預留螺栓孔。

所述的預制鋼梁，在梁兩端做成變截面外伸段，變截面外伸段截面為工字形，預制鋼梁的兩端做成變截面外伸段，變截面外伸段截面的高度為預制鋼梁整體高度的一半，與鋼柱外伸梁段對稱設置加勁肋及螺栓孔，現場施工時直接將預制鋼梁兩端變截面外伸段搭在桁架鋼柱外伸梁段之上，將加勁肋和螺栓孔上下對齊后用高強螺栓進行連接。

所述的鋼筋混凝土疊合板，混凝土采用輕質混凝土，鋼筋采用三角形桁架筋，預制板的厚度為80-120mm，在樓板兩端預留螺栓孔，現場施工時直接將板搭在鋼梁上，并用高強螺栓通過預留螺栓孔將預制板和鋼梁進行連接。預制板鋪設完成后，在上面澆筑混凝土現澆面層，通過裝配整體式樓面板協同各桁架鋼柱共同工作。

所述的預制墻板，可以根據工程需要在工廠進行預制，在現場通過下支上拉的方式與鋼框架進行連接。

本發明的優點是：桁架鋼柱、鋼梁、樓板、墻板都可以工廠生產，現場拼裝，施工快捷方便。桁架鋼柱取代傳統的單柱，施工過程中一次吊裝，無需設置臨時支撐，預制鋼梁和桁架柱用螺栓連接，減少了焊接等繁瑣的工作流程，裝配整體式樓面板協同各桁架鋼柱共同工作，既可以實現體系的預制裝配化，同時保證結構體系具有較好的整體性，體系外墻采用裝配式外掛板體系，安裝快捷方便。

附圖說明

圖1是本發明結構體系的立面示意圖；

圖2是本發明的桁架鋼柱的立面和平面示意圖；

圖3是本發明的預制板的平面示意圖；

圖4是本發明的預制梁柱節點的示意圖；

圖5是梁柱節點示意圖的1-1剖面圖；

圖6是梁柱節點示意圖的2-2剖面圖；

圖中，1—桁架柱橫腹桿；2—桁架柱斜腹桿；3—桁架柱豎桿；4—預制板；5—預制鋼梁；6—螺栓孔；7—桁架筋；8—加勁肋；9—高強螺栓。

具體實施方式

圖1—圖6所示，一種新型多高層鋼結構裝配式組合結構體系，本發明的具體實施步驟如下。

1、發明的多高層鋼結構裝配式組合結構體系立面示意圖如圖1所示；

2、將工廠預制好的l型桁架鋼柱在現場和基礎預埋件進行吊裝焊接，依靠自身構造達到穩定性，桁架柱構造如圖2所示；

3、一次性吊裝焊接完全部的桁架鋼柱之后，將預制鋼梁與桁架柱用高強螺栓螺栓進行拼裝連接，梁、柱節點的作法及連接方式如圖4，圖5，圖6所示；

4、在工廠預制樓板，預制板厚度80-120mm，樓板在預制的時候放置格柵鋼筋，在板的兩端各預留4個螺栓孔，板的作法如圖3所示；

5、將預制好的板搭在鋼梁上，用螺栓與鋼梁焊接，每一樓層的板全部鋪好之后再在上面現澆混凝土面層，形成裝配整體式樓面板；

6、墻板在工廠預制，在現場通過下支上拉的方式與鋼框架進行連接。

技術特征：

技術總結
本發明公布一種新型多高層鋼結構裝配式組合結構體系及其實施方法，本體系垂直方向的承載構件以及橫向抗彎構件采用L形桁架鋼柱，在現場與基礎中的預埋件進行焊接，焊接后L形桁架鋼柱即可達到穩定狀態而不需要臨時支撐。L形桁架鋼柱在水平方向設置外伸梁段，在外伸梁段處將預制鋼梁與桁架柱通過高強螺栓進行連接。樓面采用預制鋼筋混凝土疊合板，在現場通過栓釘與鋼梁進行連接后再現澆混凝土面層。體系的外墻體采用外掛式預制墻板，免去現場外裝飾工作。本發明能夠提高建筑工業化程度，降低工人勞動強度，產品質量易于控制，滿足建筑裝配產業化需求，可廣泛應用于多高層鋼結構建筑。

技術研發人員：李天祺;鄒昀;殷詩寶;王城泉;楊麗梅
受保護的技術使用者：江南大學
技術研發日：2017.06.26
技術公布日：2017.10.10