一種裝配式型鋼‑混凝土筒中筒結構體系的製作方法
2023-05-10 23:50:16
本實用新型涉及建築結構構造技術領域，尤其是一種裝配式型鋼-混凝土筒中筒結構體系。
背景技術：
目前我國傳統建築生產方式普遍存在著建築資源能耗高、生產效率低下、工程質量和安全堪憂、勞動力成本逐步升高、資源短缺嚴重等問題。這要求建築業企業必須改變傳統建築生產方式，滿足未來建築業可持續發展的要求,促進新型建築產業現代化發展及建築業結構轉型升級，改變我國建築業現狀，擺脫傳統建築模式的依賴與束縛，尋求建築產業現代化為目標的發展路徑。
我國的建築工業化雖然市場潛力巨大，但是由於工作基礎薄弱，必須承認整個發展形勢仍然比較嚴峻，主要面臨著以下幾個挑戰：一、現場作業量大，揚塵噪音汙染嚴重，且受自然環境影響較大，工期較長，難以保證施工進度。二，受現場作業環境限制，工程安裝精度不高，節點處質量特別是裂縫是長期存在的質量通病。三，模板系統及支撐系統作業量大、安全隱患多，樓板需在支撐系統安全保證措施到位後方可進行模板安裝等後續工藝施工，施工周期長且安全隱患多。四，建築工業化在我國尚處於發展中期，社會認知度不夠，建築工業化技術應用發展的空間還十分有限，局部地區對建築工業化的本質缺乏正確認識，標準體系不健全，建築工業化的發展整體上依然緩慢。產業化技術人才與產業化工人缺乏，出現瓶頸，當前從事工業化的技術人員數量少，整體素質不高，需要經過專業培訓的施工隊伍配合安裝，這些一定程度上阻礙了建築工業化的推廣和發展。五，傳統預製構件體系自重大，抗震性能低，傳統現澆體系現場鋼筋施工費時費工資源浪費嚴重。
技術實現要素：
本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種裝配式型鋼-混凝土筒中筒結構體系。本實用新型通過設置外筒、內筒、構件柱、疊合梁、疊合樓板、預製樓梯、抗側力構件形成筒中筒結構體系，受力明確，利於受力分析，內筒作為承受重力荷載和側向荷載的核心，通過內外筒間框架結構與外筒連接成為整體，共同抵禦側向力。外筒能夠保證整體骨架的穩定性及整體性，保證內筒的剛度，使其結構延性顯著提高，抗震結構性能優越。外筒、內筒及內外筒間框架結構均採用外包混凝土，其結構剛度是型鋼截面的剛度及外包鋼筋混凝土截面剛度之和，使結構自重輕並結合鋼結構抗震性能好優勢提高整體抗震等級，強度高、延性好、截面尺寸小、能跨越較大跨度等優點。安裝精準定位，簡化鋼筋混凝土節點部位處理的複雜工藝，保證質量，用作豎向構件時，其抗側移剛度相對較小。
本裝配式筒中筒結構體系可以有效提高建設速度和質量，在辦公環境上有著良好的空間性，在結構抗震體系上採用雙受力抗側力體系，工業化裝配程度開發潛力巨大，結構佔用面積小，結構延性性能好，抗震性能優越。高度工業化、快速裝配化、減少現場作業量，減少揚塵及噪聲汙染，施工周期短。構件拆除後可加固重複利用，提高建築垃圾利用率，減少碳排放，節約社會資源，走上綠色循環可持續發展的道路。
為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案：一種裝配式型鋼-混凝土筒中筒結構體系，它包括外筒、設立在外筒內部的內筒、連接外筒與內筒的內外筒間框架結構，所述內外筒間框架結構包括多個構件柱、連接在多個構件柱之間的疊合梁、固接在疊合梁上的疊合樓板、連接上下結構樓層的預製樓梯；
所述外筒包括多個豎直設置的外筒牆體豎骨架及連接在多個外筒牆體豎骨架之間的外筒牆體橫骨架，在所述外筒牆體豎骨架與外筒牆體橫骨架之間還連接有外筒牆體支撐骨架，所述外筒牆體橫骨架與外筒牆體支撐骨架的側壁上均分布固接有多個外筒抗剪栓釘，所述外筒牆體豎骨架、外筒牆體橫骨架和外筒牆體支撐骨架組成外筒牆體整體骨架且牆體整體骨架的外圍增設有外筒牆體鋼筋網片，所述外筒牆體整體骨架內澆築有外筒牆體預製混凝土將外筒牆體豎骨架、外筒牆體橫骨架、外筒牆體支撐骨架和外筒牆體鋼筋網片進行包覆；
每個所述外筒牆體支撐骨架包括焊接在外筒牆體橫骨架底面上的外筒牆體橫骨架連接型鋼，以及焊接在外筒牆體豎骨架側壁上的外筒牆體豎骨架連接型鋼，所述外筒牆體橫骨架連接型鋼與外筒牆體豎骨架連接型鋼之間通過螺栓連接有外筒牆體支撐骨架型鋼。
優選的，所述內筒包括多個豎直設置的內筒牆體豎骨架及連接在多個內筒牆體豎骨架之間的內筒牆體橫骨架，在所述內筒牆體豎骨架與內筒牆體橫骨架之間還連接有內筒牆體支撐骨架，所述內筒牆體橫骨架與內筒牆體支撐骨架的側壁上均分布固接有多個內筒抗剪栓釘，所述內筒牆體豎骨架、內筒牆體橫骨架和內筒牆體支撐骨架組成內筒牆體整體骨架且內筒牆體整體骨架的外圍增設有內筒牆體鋼筋網片，所述內筒牆體整體骨架內澆築有內筒牆體預製混凝土將內筒牆體豎骨架、內筒牆體橫骨架、內筒牆體支撐骨架和內筒牆體鋼筋網片進行包覆。
優選的，所述構件柱包括構件柱型鋼，所述構件柱型鋼外側包覆有構件柱標準化構造鋼筋，所述構件柱型鋼外側還澆築有構件柱預製混凝土且構件柱預製混凝土將構件柱標準化構造鋼筋進行包覆。
優選的，所述構件柱型鋼為方形型鋼或圓形型鋼，且方形型鋼或圓形型鋼的內腔澆築有構件柱現澆混凝土。
優選的，所述疊合梁包括疊合梁型鋼骨架，所述疊合梁型鋼骨架外側包附有疊合梁鋼筋網片，所述疊合梁型鋼骨架外側與疊合梁鋼筋網片被疊合梁預製混凝土包覆，所述疊合梁的頂端還固接有多個疊合梁栓釘。
優選的，在所述內筒牆體豎骨架上固接開設螺栓孔的連接板，在所述疊合梁的疊合梁型鋼骨架上開設位置與連接板上螺栓孔位置相對應的螺栓孔，通過高強螺栓將連接板與疊合梁型鋼骨架連接。
優選的，所述疊合樓板包括若干並列設置的疊合樓板型鋼骨架、疊合樓板底層鋼筋網片、疊合樓板頂層鋼筋網片、疊合樓板預製混凝土、疊合樓板現澆混凝土，所述疊合樓板型鋼骨架下端鋪設疊合樓板底層鋼筋網片，所述疊合樓板型鋼骨架上端鋪設疊合樓板頂層鋼筋網片，疊合樓板型鋼骨架下半部分及疊合樓板底層鋼筋網片被疊合樓板預製混凝土包覆，疊合樓板型鋼骨架上半部分及疊合樓板頂層鋼筋網片被疊合樓板現澆混凝土包覆，且疊合樓板預製混凝土上表面進行拉毛處理。
優選的，每個所述預製樓梯包括兩個樓梯梯梁、水平設置的上層樓梯平臺、水平設置的下層樓梯平臺、多個角鋼骨架、多個樓梯上層鋼筋網片、樓梯下層鋼筋網片；所述上層樓梯平臺通過其上開設的多個上層安裝定位圓孔固接在上層支撐結構上，所述下層樓梯平臺通過其上開設的多個下層安裝定位圓孔固接在下層支撐結構上，兩個所述樓梯梯梁並排設置，每個樓梯梯梁的上端與上層樓梯平臺相連，每個樓梯梯梁的下端與下層樓梯平臺相連，多個所述角鋼骨架設置在兩個樓梯梯梁之間且沿兩個樓梯梯梁長度方向呈階梯狀依次排列，多個所述樓梯上層鋼筋網片沿呈階梯狀排列的多個角鋼骨架下端設置，樓梯下層鋼筋網片固接在兩個樓梯梯梁下端，所述樓梯上層鋼筋網片和所述樓梯下層鋼筋網片之間填充有樓梯混凝土。
本實用新型的有益效果是：
本實用新型通過設置外筒、內筒、構件柱、疊合梁、疊合樓板、預製樓梯、抗側力構件形成筒中筒結構體系，受力明確，利於受力分析，內筒作為承受重力荷載和側向荷載的核心，通過內外筒間框架結構與外筒連接成為整體，共同抵禦側向力。外筒能夠保證整體骨架的穩定性及整體性，保證內筒的剛度，使其結構延性顯著提高，抗震結構性能優越。外筒、內筒及內外筒間框架結構均採用外包混凝土，其結構剛度是型鋼截面的剛度及外包鋼筋混凝土截面剛度之和，使結構自重輕並結合鋼結構抗震性能好優勢提高整體抗震等級，強度高、延性好、截面尺寸小、能跨越較大跨度等優點。安裝精準定位，簡化鋼筋混凝土節點部位處理的複雜工藝，保證質量，用作豎向構件時，其抗側移剛度相對較小。
本裝配式筒中筒結構體系可以有效提高建設速度和質量，在辦公環境上有著良好的空間性，在結構抗震體系上採用雙受力抗側力體系，工業化裝配程度開發潛力巨大，結構佔用面積小，結構延性性能好，抗震性能優越。高度工業化、快速裝配化、減少現場作業量，減少揚塵及噪聲汙染，施工周期短。構件拆除後可加固重複利用，提高建築垃圾利用率，減少碳排放，節約社會資源，走上綠色循環可持續發展的道路。
附圖說明
圖1是外筒的結構示意圖；
圖2是外筒牆體橫骨架連接型鋼結構示意圖；
圖3是外筒牆體豎骨架連接型鋼結構示意圖；
圖4是內筒結構示意圖；
圖5是內筒與疊合梁連接結構示意圖；
圖6是圖5的俯視結構示意圖；
圖7是構件柱的結構示意圖；
圖8是疊合梁結構示意圖；
圖9是疊合樓板結構示意圖；
圖10是預製樓梯結構示意圖；
圖11是圖10中A-A方向剖視結構示意圖；。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖1至圖11所示，一種裝配式型鋼-混凝土筒中筒結構體系，它包括外筒7、設立在外筒7內部的內筒6、連接外筒7與內筒6的內外筒間框架結構，所述內外筒間框架結構包括多個構件柱1、連接在多個構件柱1之間的疊合梁2、固接在疊合梁2上的疊合樓板3、連接上下結構樓層的預製樓梯4；
所述外筒7包括多個豎直設置的外筒牆體豎骨架71及連接在多個外筒牆體豎骨架71之間的外筒牆體橫骨架72，在所述外筒牆體豎骨架71與外筒牆體橫骨架72之間還連接有外筒牆體支撐骨架73，所述外筒牆體橫骨架72與外筒牆體支撐骨架73的側壁上均分布固接有多個外筒抗剪栓釘75，所述外筒牆體豎骨架71、外筒牆體橫骨架72和外筒牆體支撐骨架73組成外筒牆體整體骨架且牆體整體骨架的外圍增設有外筒牆體鋼筋網片，所述外筒牆體整體骨架內澆築有外筒牆體預製混凝土74將外筒牆體豎骨架71、外筒牆體橫骨架72、外筒牆體支撐骨架73和外筒牆體鋼筋網片進行包覆；
每個所述外筒牆體支撐骨架73包括焊接在外筒牆體橫骨架72底面上的外筒牆體橫骨架連接型鋼701，以及焊接在外筒牆體豎骨架71側壁上的外筒牆體豎骨架連接型鋼702，所述外筒牆體橫骨架連接型鋼701與外筒牆體豎骨架連接型鋼702之間通過螺栓連接有外筒牆體支撐骨架型鋼703。
其中外筒牆體豎骨架71可採用與內外筒間框架結構中構件柱1相同的結構構造，外筒牆體橫骨架72可採用與內外筒間框架結構中疊合梁2相同的結構構造；在外筒1與內外筒間框架結構的銜接處，疊合樓板3可鋪設在外筒1的外筒牆體橫骨架72與內外筒間框架結構的疊合梁2上。
如圖4所示，在上述技術方案基礎上，所述內筒6包括多個豎直設置的內筒牆體豎骨架61及連接在多個內筒牆體豎骨架61之間的內筒牆體橫骨架62，在所述內筒牆體豎骨架61與內筒牆體橫骨架62之間還連接有內筒牆體支撐骨架69，所述內筒牆體橫骨架62與內筒牆體支撐骨架69的側壁上均分布固接有多個內筒抗剪栓釘63，所述內筒牆體豎骨架61、內筒牆體橫骨架62和內筒牆體支撐骨架69組成內筒牆體整體骨架且內筒牆體整體骨架的外圍增設有內筒牆體鋼筋網片68，所述內筒牆體整體骨架內澆築有內筒牆體預製混凝土64將內筒牆體豎骨架61、內筒牆體橫骨架62、內筒牆體支撐骨架69和內筒牆體鋼筋網片68進行包覆。
如圖7所示，在上述技術方案基礎上，所述構件柱1包括構件柱型鋼102，所述構件柱型鋼102外側包覆有構件柱標準化構造鋼筋103，所述構件柱型鋼102外側還澆築有構件柱預製混凝土104且構件柱預製混凝土104將構件柱標準化構造鋼筋103進行包覆。如此設置，構件柱結構穩定，強度滿足使用要求，整體穩定性與可靠性好。
如圖7所示，在上述技術方案基礎上，所述構件柱型鋼102為方形型鋼或圓形型鋼，且方形型鋼或圓形型鋼的內腔澆築有構件柱現澆混凝土101。如此設置，在構件柱1運至施工現場後對構件柱型鋼102的內腔澆築現澆混凝土，可減少構件柱1預製的重量，方便運輸與吊裝。
如圖8所示，在上述技術方案基礎上，所述疊合梁2包括疊合梁型鋼骨架202，所述疊合梁型鋼骨架202外側包附有疊合梁鋼筋網片203，所述疊合梁型鋼骨架202外側與疊合梁鋼筋網片203被疊合梁預製混凝土201包覆，所述疊合梁2的頂端還固接有多個疊合梁栓釘204。如此設置，滿足結構構造及施工工藝需要，抗震等級高，疊合梁栓釘204用於後續與現澆混凝土進行錨固，進而保證疊合梁2預製部分與現澆部分結合的穩固性，滿足實際使用需要。
如圖5至圖6所示，在上述技術方案基礎上，根據結構構造及設計、規範需要，將所述內筒6與所述疊合梁2進行連接固定，具體為在所述內筒牆體豎骨架61上固接開設螺栓孔的連接板205，在所述疊合梁2的疊合梁型鋼骨架202上開設位置與連接板205上螺栓孔位置相對應的螺栓孔，通過高強螺栓206將連接板205與疊合梁型鋼骨架202連接。如此設置，進而將內筒6與所述疊合梁2進行連接固定，滿足實際使用需要。
如圖9所示，在上述技術方案基礎上，所述疊合樓板3包括若干並列設置的疊合樓板型鋼骨架303、疊合樓板底層鋼筋網片301、疊合樓板頂層鋼筋網片302、疊合樓板預製混凝土304、疊合樓板現澆混凝土305，所述疊合樓板型鋼骨架303下端鋪設疊合樓板底層鋼筋網片301，所述疊合樓板型鋼骨架303上端鋪設疊合樓板頂層鋼筋網片302，疊合樓板型鋼骨架303下半部分及疊合樓板底層鋼筋網片301被疊合樓板預製混凝土304包覆，疊合樓板型鋼骨架303上半部分及疊合樓板頂層鋼筋網片302被疊合樓板現澆混凝土305包覆，且疊合樓板預製混凝土304上表面進行拉毛處理。如此設置，便於預製混凝土304與現澆混凝土305的結合，滿足結構構造及施工工藝需要，防火抗震等級高，滿足實際使用需要。分別設置疊合樓板預製混凝土304和疊合樓板現澆混凝土305，方便疊合樓板3安裝的同時，減輕了現場澆築量，疊合樓板型鋼骨架303放置於疊合梁型鋼骨架上，減少現場模板支撐系統工作量，施工方便。
如圖10和圖11所示，在上述技術方案基礎上，每個所述預製樓梯4包括兩個樓梯梯梁431、水平設置的上層樓梯平臺432、水平設置的下層樓梯平臺433、多個角鋼骨架434、多個樓梯上層鋼筋網片435、樓梯下層鋼筋網片436；所述上層樓梯平臺432通過其上開設的多個上層安裝定位圓孔432a固接在上層支撐結構上，所述下層樓梯平臺433通過其上開設的多個下層安裝定位圓孔433a固接在下層支撐結構上，兩個所述樓梯梯梁431並排設置，每個樓梯梯梁431的上端與上層樓梯平臺432相連，每個樓梯梯梁431的下端與下層樓梯平臺433相連，多個所述角鋼骨架434設置在兩個樓梯梯梁431之間且沿兩個樓梯梯梁431長度方向呈階梯狀依次排列，多個所述樓梯上層鋼筋網片435沿呈階梯狀排列的多個角鋼骨架434下端設置，樓梯下層鋼筋網片436固接在兩個樓梯梯梁431下端，所述樓梯上層鋼筋網片435和所述樓梯下層鋼筋網片436之間填充有樓梯混凝土437。如此設置，建造預製樓梯3時，根據房屋相鄰兩層支撐結構之間的高度及相關設計要求選擇相應規格的預製樓梯3，使用緊固件將上層樓梯平臺432通過多個上層安裝定位圓孔432a固接在上層支撐結構上，使用緊固件將下層樓梯平臺432通過多個下層安裝定位圓孔433a固接在下層支撐結構上，預製樓梯3安裝方便。
本實用新型一種裝配式型鋼-混凝土筒中筒結構體系簡稱為「SC筒中筒結構體系」，其中「SC」為「型鋼-混凝土」的英文縮寫，「S」為「鋼」的英文縮寫，「C」為「混凝土」的英文縮寫。
對本實用新型保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護範圍以內。