[发明专利]一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，属于结构工程技术领域。

背景技术

我国每年城乡新建房屋面积20亿平方米，其中80%以上为高能耗建筑，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2倍以上。据中国钢协统计，2011年我国钢产量突破7亿吨大关，连续16年稳居世界各国钢产量首位，发达国家钢结构建筑面积占总建筑面积50%以上，日本占到80%，而我国不到4%。中国作为世界上建筑规模、钢材产量最大的国家，房屋（包括住宅）钢结构的发展严重滞后。

目前，国内外对高层钢结构住宅的系统研究正处于起步阶段，工业化装配式高层钢结构体系创新势在必行。传统的钢结构住宅建筑施工时采用了大量的焊接，施工速度慢，对环境的污染严重，最重要的是焊缝的质量不宜控制，严重影响建筑物的安全性能。

目前预应力索只用在张弦结构中，还未在高层结构中使用，采用预应力索作为高层抗侧力构件在工程上还未有实现。传统的钢框架结构体系，结构的侧向刚度难以满足要求，变形较大，容易引起非结构构件的破坏，工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，在钢框架的基础上增加了横向和纵向预应力中心拉索支撑，提高了结构的侧向刚度，改善了结构的变形性能。

在传统的结构设计与分析中,一般将框架结构中梁柱节点处理成理想的的刚接节点或铰接节点。由于刚性节点承载力与刚度均很大,因而通常被认为是一种最为理想的抗震节点形式而广泛应用于地震区框架结构的节点连接设计中。但地震经验表明:建筑物的刚性梁柱节点连接出现了不同程度的脆性破坏。采用焊接刚性节点的钢框架结构因节点延性差而易发生脆性破坏,且施工难度也大;铰接节点虽构造简单但刚度和耗能性能差,对结构的抗震不利;只有连接方式简单快捷的半刚性节点兼有二者之优势,具有较高的强度和刚度以及较好的延性性能与耗能性能,从而在很大程度上降低了震害。

发明内容

本发明提出了一种属于结构工程技术领域的装配式异形柱钢结构预应力中心支撑体系。其目的在于在钢结构体系的生产和施工中，将模块化，工厂化，标准化和装配化相结合，实现了工厂化生产，现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高了施工速度，减少了施工工期，降低了工程造价。该结构体系能够实现主体钢结构框架和抗侧力构件的快速安装，并且能够抵抗地震和风荷载，体现了钢结构的优势。并且本发明中梁柱节点连接采用半刚性节点，半刚性连接钢框架初始抗侧刚度较小,但延性系数较大,耗能能力很好,在罕遇地震作用下能很好地满足抗震的设计目标。

所述装配式钢结构异形柱预应力中心支撑体系，该装配式钢结构预应力中心支撑体系为多层结构，每层结构包括装配式桁架板、装配式立柱和预应力中心支撑构件；

所述装配式桁架板包括格构式桁架梁和楼板，所述格构式桁架梁通过梁端封板，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与装配式立柱的梁柱节点相互拼接，装配式立柱在层间采用螺栓现场拼接形成多层桁架板钢框架结构；所述的装配式桁架板、装配式立柱均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配。

所述工业化装配式异形柱钢结构预应力中心支撑框架体系，其装配式桁架板包括两种规格，分别为A板与B板；