一种工业化装配式柱贯通式钢结构框架预应力偏心支撑体系

摘要

一种工业化装配式柱贯通式钢结构框架预应力偏心支撑体系，属结构工程技术领域，包括装配式桁架板、装配式立柱和预应力偏心支撑构件，装配式桁架板包括配有角钢腹杆的格构式桁架梁和楼板；装配式桁架板在工厂预制，在施工现场将装配式桁架板通过其梁端封板及梁上盖板与装配式立柱的梁柱节点相互拼接；装配式立柱在梁柱节点处贯通，一根立柱长度可贯通于4～5层楼高，立柱现场拼接于楼层中间柱受力小的反弯点处，形成多层桁架板钢框架结构；在桁架板钢框架结构的基础上，将预应力偏心支撑构件连接到装配式桁架板中的桁架梁底部或顶部作为抗侧力构件；装配式桁架板，装配式立柱和预应力偏心支撑构件均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配。

主权项

一种工业化装配式柱贯通式钢结构框架预应力偏心支撑体系，其特征在于，该框架结构体系主要结构构件包括装配式桁架板、装配式立柱和预应力偏心支撑构件；所述装配式桁架板包括配有角钢腹杆的格构式桁架梁和楼板(19)，所述格构式桁架梁通过梁端封板及梁上盖板，与其他格构式桁架梁或者立柱连接，形成桁架板钢框架结构，再将楼板置于桁架板框架结构上并进行连接，形成装配式桁架板；所述装配式桁架板在工厂预制，在施工现场将装配式桁架板通过其梁端封板及梁上盖板与装配式立柱的梁柱节点相互拼接；所述的装配式立柱(12)在梁柱节点处贯通，一根装配式立柱(12)长度可贯通于4～5层楼高，装配式立柱(12)通过螺栓现场拼接于楼层中间柱受力小的反弯点处，从而形成多层桁架板钢框架结构；在所述桁架板钢框架结构的基础上，将预应力偏心支撑构件(20)连接到装配式桁架板中的桁架梁底部或顶部作为抗侧力构件；所述的装配式桁架板、装配式立柱和预应力偏心支撑构件均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配；其装配式桁架板包括两种规格，分别为A板与B板；所述A板包括双角钢桁架长主梁(13)、双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架长主梁(15)、单角钢桁架主梁(16)、梁端盖板I(17)、梁端盖板II(18)、梁端盖板III(24)、梁端盖板IV(25)和楼板(19)；双角钢桁架主梁(14)和双角钢桁架长主梁(13)相互垂直且通过梁上盖板I(17)进行连接，梁上盖板I(17)焊接于双角钢桁架主梁(14)和双角钢桁架长主梁(13)的梁端上弦顶部；双角钢桁架主梁(14)的另一端连接有与双角钢桁架长主梁(13)水平的单角钢桁架长主梁(15)，且双角钢桁架主梁(14)与单角钢桁架长主梁(15)通过梁端盖板II(18)相连，梁上盖板II(18)焊接于双角钢桁架主梁(14)和单角钢桁架长主梁(15)的梁端上弦顶部；单角钢桁架长主梁(15)的另一端与单角钢桁架主梁(16)连接，双角钢桁架长主梁(13)和单角钢桁架长主梁(15)水平相对，单角钢桁架主梁(16)与双角钢桁架主梁(14)水平相对，单角钢桁架主梁(16)与单角钢桁架长主梁(15)的梁端上弦杆均与梁端盖板IV(25)焊接相连；单角钢桁架主梁(16)的另一端与双角钢桁架长主梁(13)通过梁端盖板III(24)连接，梁上盖板III(24)焊接于单角钢桁架主梁(16)和双角钢桁架长主梁(13)的梁端上弦顶部；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；梁端盖板I(17)、梁端盖板II(18)、梁端盖板III(24)和梁端盖板IV(25)伸出梁的部分均有螺栓孔；所述相互垂直的两桁架梁之间均在下弦第一节点处焊接有一隅撑(23)将相互垂直的两桁架梁相连；所述双角钢桁架长主梁(13)、双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架长主梁(15)、单角钢桁架主梁(16)构成一长方形框架A₁；同上拼接方式，双角钢桁架长主梁(13)、单角钢桁架长主梁(15)与两个单桁架主梁(16)构成一个长方形框架A₂；各框架以A₁A₂A₁,即两边为A₁，中间为若干A₂的方式连接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单角钢桁架主梁(16)对齐并用螺栓进行连接，并且各双角钢桁架长主梁(13)位于一条直线上，各单角钢桁架长主梁(15)位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板(19)相连，从而形成桁架楼板A；所述A板的所有构件均在工厂中预制和组装；所述B板包括双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架长主梁(15)、单角钢桁架主梁(16)、梁端盖板II(18)、梁端盖板IV(25)和楼板(19)；双角钢桁架主梁(14)的两端分别和两个单角钢桁架长主梁(15)相互垂直相连，且连接方式均为用梁上盖板II(18)进行连接，梁上盖板II(18)焊接于双角钢桁架主梁(14)和单角钢桁架长主梁(15)的梁端上弦顶部；两个单角钢桁架长主梁(15)的另一端与单角钢桁架主梁(16)的两端分别连接，且连接方式均为用梁上盖板IV(25)进行连接，梁上盖板IV(25)焊接于单角钢桁架主梁(16)和单角钢桁架长主梁(15)的梁端上弦顶部；从而两单角钢桁架长主梁(15)水平相对，单角钢桁架主梁(16)与双角钢桁架主梁(14)水平相对；各桁架梁端部的上下弦杆均与一梁端封板焊接相连；梁端盖板I(17)、梁端盖板II(18)、梁端盖板III(24)和梁端盖板IV(25)伸出梁的部分均有螺栓孔；所述相互垂直的两桁架梁之间均在下弦第一节点处焊接有一隅撑(23)将相互垂直的两桁架梁相连；所述两根单角钢桁架长主梁(15)、双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架主梁(16)构成一长方形框架B₁；同上拼接方式，两个单角钢桁架长主梁(15)与两个单桁架主梁(16)构成一个长方形框架B₂；各框架以B₁B₂B₁即两边为B₁，中间为若干B₂的方式连接构成一个拼接的底部框架；各框架拼接通过单角钢桁架主梁(16)对齐并用螺栓进行连接，并且与单角钢桁架主梁(16)连接的每侧的单角钢桁架长主梁(15)均位于一条直线上；桁架板钢框架结构通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板(19)相连，从而构成桁架楼板B；所述B板的所有构件均在工厂中预制和组装；其装配式立柱(12)由箱型柱(7)、连接板I(8I)、节点封板(9)、节点托板(10)、肋板(11)组成；其梁柱节点有三种形式，分别为二向节点、三向节点和四向节点；据其梁柱节点的不同可分为3种形式的立柱，分别为双向立柱(12I)，三向立柱(12II)和四向立柱(12III)；将连接板I(8I)、节点托板(10)分别水平的焊接在箱型柱(7)的一侧，然后在连接板I(8I)与节点托板(10)之间将两道肋板(11)平行焊接于箱型柱(7)上；连接板I(8I)、节点托板(10)和两块肋板(11)的另一端均与一块节点封板(9)相焊接，箱型柱(7)相邻一侧同样做法从而形成二向节点立柱即双向立柱(12I)；箱型柱(7)另外两侧同样做法从而形成三向节点立柱即三向立柱(12II)；箱型柱(7)另外三侧同样做法从而形成四向节点立柱即四向立柱(12III)；其中连接板I(8I)、封板(9)、节点托板(10)均开有螺栓孔，与梁端封板及梁上盖板用螺栓拼接；所述三种装配式立柱均在工厂制作完成；所涉及的梁主要是由上下弦杆和腹杆拼接组成的桁架梁，其中上下弦杆和腹杆都采用角钢，腹杆与弦杆成30度‑60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，角钢的连接使用螺栓连接或者使用焊接；或者所涉及的梁主要由上下弦杆、腹杆和节点板拼接而成的桁架梁，其中上下弦杆使用角钢，或者使用槽型钢，或者使用方钢管，腹杆使用角钢，腹杆与弦杆成30度‑60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，腹杆、上下弦杆和节点板的连接使用螺栓连接或者使用焊接；其装配式立柱(12)与桁架楼板A及桁架楼板B通过螺栓进行现场拼接，双角钢桁架长主梁(13)、双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架长主梁(15)及单角钢桁架主梁(16)的下弦杆端部开有螺栓孔，与装配式立柱(12)的节点托板(10)在相对应的螺栓孔处用螺栓连接；双角钢桁架长主梁(13)、双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架长主梁(15)及单角钢桁架主梁(16)的各梁端盖板I(17)或梁端盖板II(18)或梁端盖板III(24)或梁端盖板IV(25)与装配式立柱(12)的连接板I(8I)通过相应螺栓孔用螺栓进行连接；同时，双角钢桁架长主梁(13)、双角钢桁架主梁(14)、单角钢桁架长主梁(15)及单角钢桁架主梁(16)的各梁端封板与装配式立柱(12)的节点封板(9)通过相应螺栓孔采用螺栓进行连接；从而完成A板或B板与装配式立柱(12)的连接；桁架楼板A与桁架楼板B相交处连接特征在于，A板的单角钢桁架主梁(15)与相应B板的单角钢桁架主梁(15)的拼接位置至少为A板的单角钢桁架主梁(15)和B板的单角钢桁架主梁(15)的端部、中部及四分之一处，所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接；装配式立柱(12)的拼接由箱型柱(7)内侧四面分别焊接连接板II(8II)，连接板II(8II)下半部分与箱型柱焊接，上半部分开有带螺纹的螺栓孔，与另一箱型柱下侧的螺栓孔相对，用螺栓将立柱拼接；预应力偏心支撑构件(20)的端部包含有水平和竖直的连接板，通过采用螺栓将预应力偏心支撑构件(20)的端部连接于桁架梁的上下弦杆处，整体形成框架‑偏心支撑结构；斜撑截面形式为H型钢，或者使用工字型钢、双槽钢组合截面、双角钢组合截面；所述斜撑为普通高强度钢板带，或者使用防屈曲耗能支撑或耗能阻尼器支撑；所述楼板(19)使用压型钢板组合楼板，或者钢筋混凝土楼板，或者OSB刨花板。