一種多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系的製作方法
2023-05-20 22:01:41 3
本發明涉及一種多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系，屬於結構工程技術領域。
背景技術：
在建築的全壽命周期內，最大限度地節約資源(節地、節能、節水、節材)、保護環境和減少汙染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，與自然和諧共生的建築。這一理念是轉變經濟增長方式和推動可持續發展的重要戰略轉型，真正為我國房屋(住宅)鋼結構相應體系創新及產業化提供了重大機遇。
目前，國內外對高層鋼結構住宅的系統研究正處於起步階段，工業化裝配式高層鋼結構體系創新勢在必行。傳統的鋼結構住宅建築施工時採用了大量的焊接，施工速度慢，對環境的汙染嚴重，最重要的是焊縫的質量不宜控制，嚴重影響建築物的安全性能。
技術實現要素：
本發明提出了一種屬於結構工程技術領域的一種多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系。其目的在於提出一種新型裝配式模塊，截取框架的節點及反彎點處作為整體進行裝配，框架反彎點彎矩很小，柱與柱可採用較弱的連接方式，而且連接方式靈活，減少鋼用量和降低連接難度。預應力鋼絞線的設計，可以減小框架節點在地震後的殘餘變形，並實現自復位的效果。託板，蓋板和外肋的設置，可使梁精準定位的同時，提節點的穩定性。外肋設置在梁翼緣內部，提高局部承載力的同時，還可以達到美觀的效果。而且在鋼結構體系的生產和施工中，將模塊化，工廠化，標準化和裝配化相結合，實現了工廠化生產，現場快速裝配，在保證施工質量的前提下，提高了施工速度，減少了施工工期，降低了工程造價。
一種多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系，該體系包括外節點模塊(a)、角節點模塊(b)和內節點模塊(c)；該體系包括外節點模塊(a)、角節點模塊(b)和內節點模塊(c)；所述角節點模塊(b)和內節點模塊(c)與外節點模塊(a)組成及結構相似，角節點模塊(b)為l形結構，內節點模塊(c)為十字形結構，外節點模塊(a)為t形結構。外節點模塊(a)設置在鋼結構方管柱框架體系的外圍中間，角節點模塊(b)設置在鋼結構方管柱框架體系的角部，內節點模塊(c)設置在鋼結構方管柱框架體系的中間位置；。
所述外節點模塊(a)包括方管柱(1)、梁(2)、預應力鋼絞線i(3)、預應力鋼絞線ii(4)、託板(5)、蓋板(6)、外肋(7)、加筋肋(8)、端板i(9)和端板ii(10)。方管柱(1)長度為層高，在方管柱(1)中部相鄰三面焊接託板(5)，並保證託板(5)水平，在託板(5)上方距離一個梁高的地方水平焊接蓋板(6)，並保證託板(5)上表面到蓋板(6)下表面之間的距離為一個梁高。在每個託板(5)兩側豎直焊接外肋(7)，並保證外肋(7)外表面與方管柱(1)側面在同一平面。端板ii(10)焊接在方管柱(1)的側面，並保證端板ii(10)在託板(5)與蓋板(6)之間。梁(2)採用h型鋼，在靠近柱的梁端焊接端板i(9)，在梁中部豎直焊接加筋肋(8)。預應力鋼絞線i(3)從一側梁中的加筋肋(8)穿越方管柱(1)到另一側梁中的加筋肋(8)；預應力鋼絞線i(3)在加筋肋(8)外側用鎖頭鎖住。預應力鋼絞線ii(4)從方管柱(1)一側端板ii(10)處穿越方管柱(1)到另一側梁中的加筋肋(8)；預應力鋼絞線ii(4)分別在加筋肋(8)處和端板ii(10)處用鎖頭鎖住。
所述多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中各模塊之間梁的連接採用螺栓連接，包括連接板i(11)和連接板ii(12)。連接板i(11)置於梁翼緣外側，連接板ii(12)置於梁翼緣內側。但是梁與梁之間的連接形式不僅限於此形式，還可以採用其他螺栓連接形式。
所述多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中各模塊之間柱的連接可以採用螺栓連接或焊接連接，根據不同條件可選擇不同的連接方式；根據需要還可以在柱內澆築混凝土，加強柱的連接。
所述外節點模塊(a)中，託板(5)和蓋板(6)具有相同尺寸，端板i(9)和端板ii(10)與柱具有位置相對、大小相同的螺栓孔。各模塊之間梁的連接中，連接板i(11)和連接板ii(12)具有相同長度，具有位置相對、大小相同的螺栓孔，該螺栓孔布置為單排或多排螺栓連接，螺栓數量、規格根據具體情況而定。
所述多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中，所有構件均在工廠內預製加工完成，並在工廠內完成各模塊的拼裝。先將梁與柱及上面相關肋板焊接完成，再將梁放置到託板(5)與蓋板(6)之間，然後穿預應力鋼絞線進行張拉並錨固，即可實現各模塊的製作。在現場只需要進行柱與柱的連接和梁與梁的螺栓連接即可完成框架；根據實際工程需要，可在柱內澆築混凝土。
本發明的有益效果是，上述的多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中的所有的模塊都在工廠加工預製，現場只需進行模塊間連接件的安裝就可以完成建設。由於框架反彎點彎矩很小，柱與柱可採用較弱的連接方式，而且連接方式靈活，減少鋼用量和降低連接難度。預應力鋼絞線的設計，可以減小框架節點在地震後的殘餘變形，並實現自復位的效果。託板，蓋板和外肋的設置，可使梁精準定位的同時，提節點的穩定性。外肋設置在梁翼緣內部，提高局部承載力的同時，還可以達到美觀的效果。而且在鋼結構體系的生產和施工中，將模塊化，工廠化，標準化和裝配化相結合，實現了工廠化生產，現場快速裝配，在保證施工質量的前提下，提高了施工速度，減少了施工工期，降低了工程造價。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的裝配式模塊化自復位框架示意圖
圖2是本發明的外節點模塊示意圖
圖3是本發明的梁構造示意圖
圖4是本發明的柱構造示意圖
圖5是本發明的預應力鋼絞線i示意圖
圖6是本發明的預應力鋼絞線ii示意圖
圖7是本發明的各模塊梁連接示意圖
圖中：1—方管柱，2—梁，3—預應力鋼絞線i，4—預應力鋼絞線ii，5—託板，6—蓋板，7—外肋，8—加筋肋，9—端板i，10—端板ii，11—連接板i，12—連接板ii。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進行詳細說明：
如圖3所示，所述多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中的梁(2)採用h型鋼，在靠近柱的梁端焊接端板i(9)，在梁中部豎直焊接加筋肋(8)。
如圖4所示，所述多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中的方管柱(1)長度為層高，在方管柱(1)中部相鄰三面焊接託板(5)，並保證託板(5)水平，在託板(5)上方距離一個梁高的地方水平焊接蓋板(6)，並保證託板(5)上表面到蓋板(6)下表面之間的距離為一個梁高。在每個託板(5)兩側豎直焊接外肋(7)，並保證外肋(7)外表面與方管柱(1)側面在同一平面。端板ii(10)焊接在方管柱(1)最後一面，並保證端板ii(10)在託板(5)與蓋板(6)之間。
如圖5所示，預應力鋼絞線i(3)從一側梁中的加筋肋(8)穿越方管柱(1)到另一側梁中的加筋肋(8)；預應力鋼絞線i(3)在加筋肋(8)外側用鎖頭鎖住。
如圖6所示，預應力鋼絞線ii(4)從方管柱(1)一側端板ii(10)處穿越方管柱(1)到另一側梁中的加筋肋(8)；預應力鋼絞線ii(4)分別在加筋肋(8)處和端板ii(10)處用鎖頭鎖住。
如圖2所示，所述外節點模塊(a)中，託板(5)和蓋板(6)具有相同尺寸，端板i(9)和端板ii(10)與柱具有位置相對、大小相同的螺栓孔。各模塊之間梁的連接中，連接板i(11)和連接板ii(12)具有相同長度，具有位置相對、大小相同的螺栓孔，該螺栓孔布置為單排或多排螺栓連接，螺栓數量、規格根據具體情況而定。所述多高層裝配式模塊化自復位鋼結構方管柱框架體系中，所有構件均在工廠內預製加工完成，並在工廠內完成各模塊的拼裝。先將梁與柱及上面相關肋板焊接完成，再將梁放置到託板(5)與蓋板(6)之間，然後穿預應力鋼絞線進行張拉並錨固，即可實現各模塊的製作。在現場只需要進行柱與柱的連接和梁與梁的螺栓連接即可完成框架。