[实用新型]一种新型异型格构柱装配式钢结构体系

说明书

本发明公开了一种新型异型格构柱装配式钢结构体系，该体系由异型格构柱与钢梁组成抗侧力结构体系，异型格构柱形式包含“L”型格构柱、“T”型格构柱、“十”型格构柱，异型格构柱边弦杆为工字钢边弦杆或钢管边弦杆，在钢管边弦杆中增加混凝土填芯，形成钢管混凝土；取消斜腹杆，形成空腹桁架格构柱；异型格构柱与钢梁4的连接采用格构柱断开式、梁贯通式连接。由于异型格构柱与钢梁的连接采用高强螺栓连接，有效解决的传统钢结构的连接弊端，实现钢结构的全螺栓连接、快速安装，满足现行国家装配式要求，能用于多高层钢结构，包括住宅、别墅、办公楼等房屋。

技术领域

本发明涉及一种新型异型格构柱装配式钢结构体系，具体涉及到异型钢格构柱的做法及其连接方式，属于钢结构装配式技术领域。

背景技术

传统钢结构包含有钢结构框架结构、中心支撑钢框架结构、偏心支撑钢框架结构、冷弯薄壁轻钢体系等结构体系，由于结构框架体系存在露柱露梁问题，造成结构空间的使用及美观，以及目前钢结构的梁柱连接节点采用焊接，远远达不到快速安装目的且施工质量不易控制。露柱露梁、连接技术的原因严重制约钢结构在装配式领域的发展，已不能满足现行国家钢结构装配式的要求。

钢框架结构主要由钢柱与钢梁组成抗侧力构件，对于层数较多的钢结构，柱截面较大，在结构上会有凸柱的问题，影响建筑空间的使用，钢梁与钢柱的连接采用全栓连接，栓焊连接、全焊连接。全栓连接短梁式连接，该连接式是在工厂中将短梁提前焊接在钢柱上，在钢柱运输过程中会占用很大空间且容易变形；栓焊连接是钢梁腹板连接采用高强螺栓连接，钢梁翼缘板采用对接焊接，不能满足快速装配的要求；全焊连接是钢梁的翼缘板及腹板均采用焊接连接，更不能满足快速装配的要求。中心支撑钢框架结构、偏心支撑钢框架结构由于支撑的设置会影响窗洞、门洞的设置，在空间布置上不灵活，从而制约建筑空间的优化布置。在钢结构装配式领域不是很好的结构解决方案。

影响钢结构装配式建筑发展的因素还有三板问题，即外墙板、楼板、内隔墙板，钢结构能不能给三板安装的带来便利性，一个好的装配式钢结构应能给三板提供良好的安装条件从而满足三板的标准化安装。

总结以上钢结构存在的问题，传统钢结构存在露柱露梁问题、现场焊接问题、钢结构三板问题等制约的装配式钢结构的发展。如何通过发明一种快速装配钢结构的结构体系，对推进装配式钢结构的发展及推广具有重大意义,是装配式钢结构行业发展的需要,采用现场零焊接的结构体系是解决上述问题的有效方法。

发明内容

本发明提供一种全新的结构体系，传统钢结构设计时采用柱贯通、梁断开设计方法，本发明采用梁贯通，柱断开的设计方法，柱采用异型格构柱，即异型桁架或异型空腹桁架，梁与异型格构柱便能形成抗侧力体系。本发明可实现施工现场零焊接作业，达到快速装配的效果，从而达到节约工期；采用异型格构柱可以避免传统钢结构框架漏柱的弊端，从而使得使用空间增大；采用异型格构柱可以有效地减小梁的跨度，可以减小梁的截面高度，进而可以减小层高，节约造价。异型格构柱和钢梁可以进行标准化设计，可以为内隔墙、围护墙、楼板的安装提供合理的模数要求。本发明实现一套现场零焊接作业、标准化设计、标准化构件、标准化生产、标准化安装的钢结构装配式结构技术体系。

为实现以上目标，本发明采用以下技术方案：采用异型格构柱钢框架结构，由异型格构柱与钢梁组成抗侧结构体系。与传统的钢梁与钢柱连接不同之处在于异型格构柱两端与钢梁连接，采用柱断开式、梁贯通式连接方式。异型格构柱的弦杆与钢梁的连接按铰接假定，通过异型格构柱的两端的弦杆传递梁端弯矩，避免弦杆端部承担弯矩，由异型格构柱与梁组成抗侧力构件。柱端铰接处理可以有效的避免钢梁的弯矩直接传递给异型格构柱的弦杆，从而大大的提高了弦杆的承载力。螺栓连接仅承担轴力，可以用较少的螺栓数量实现，满足快速装配的效果，通过软件分析，采用该结构体系可以应用到多高层钢结构，有很大的经济效益。

一种新型异型格构柱装配式钢结构体系，其特征在于：该体系由异型格构柱与钢梁（4）组成抗侧力结构体系，异型格构柱形式包含“L”型格构柱（1）“T”型格构柱（2）、“十”型格构柱（3）；异型格构柱与钢梁（4）的连接采用格构柱断开式、梁贯通式连接。