CN108915083B - 一种新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系 - Google Patents

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Abstract

发明提供一种新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系及其施工方法。该结构体系包括框架柱和框架梁，以及设在框架梁柱所围成空间S内的支撑斜杆。所述框架柱在梁柱连接处套设有外套筒。该结构体系的施工方法包括吊装框架柱、设置外套筒、安装连接件、安装框架梁和吊装支撑斜杆等步骤。该结构体系现场焊接工作量少，施工速度快，对环境的影响小。采用预制装配式施工，安装操作简便。抗震性能好。结构体系拆除时，可以高效回收利用，减少了建筑垃圾，实现绿色环保理念。

Description

一种新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系
技术领域
本发明涉及冷弯厚壁型钢结构领域，特别涉及一种冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系。
背景技术
冷弯型钢作为一种经济、高效、利用率高的绿色建筑材料，具有加工安装方便，施工周期短，易规模化生产等特点。冷弯型钢结构已成为国内外住宅建筑的重要形式。冷弯厚壁型钢因其具有更高的强度、较好的延展性以及广泛的适用性，已受到国内外学者的广泛关注，也将会成为今后冷弯型钢发展的重要趋势。
在工程常用的结构体系中，框架—支撑结构体系具有较好的抗震性能，空间使用灵活，施工安装便捷，而梁柱节点连接以及框架与支撑间连接是体系发展的关键问题。以往梁柱节点连接通常采用焊接或螺栓连接，但是焊接节点抗震性能较差，且现场焊接导致施工周期长，质量难以保证；而采用高强螺栓连接虽然抗震性能较好，但对于封闭截面而言，则存在螺栓拧紧困难、施工繁琐等问题。此外，在空心方钢管柱-梁连接节点中，大多发生柱壁受拉破坏。
发明内容
本发明的目的是提供，以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系的施工方法，包括以下步骤：
1)依次吊装整层的框架柱。其中，所述框架柱为矩形冷弯厚壁型钢柱。
2)在框架柱的梁柱连接处套设外套筒，并焊接外套筒与框架柱的四周柱壁。
3)在同层内依次安装连接件。其中，所述连接件包括端板，以及与端板垂直布置的第一竖板和第二竖板。相邻两根框架柱相对的一侧柱壁上分别布置有两个连接件。所述连接件布置在梁柱连接处。所述连接件通过单边螺栓与框架柱固定连接。所述单边螺栓的螺杆依次穿过端板、对应外套筒和框架柱的柱壁。
4)在同层内依次安装框架梁。其中，所述框架梁为轧制H型钢梁。将框架梁吊装到位后，连接件的第二竖板位于框架梁柱所围成空间S内。所述框架梁腹板的两端分别与对应连接件的第一竖板紧贴并通过高强螺栓连接。
5)吊装支撑斜杆，使用高强螺栓连接支撑斜杆与对应连接件。其中，所述支撑斜杆为卷边槽型冷弯厚壁型钢。所述支撑斜杆倾斜布置，支撑斜杆的两端分别与框架梁柱所围成空间S对角线方向上的第二竖板固定连接。所述支撑斜杆的槽口背离第一竖板的板面。
进一步，所述外套筒由焊接于框架柱四周柱壁的四块贴板组成。四块贴板之间焊接连接。
本发明还公开一种采用上述施工方法制得的新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系，包括框架柱和框架梁，以及设在框架梁柱所围成空间S内的支撑斜杆。
所述框架柱在梁柱连接处套设有外套筒。所述外套筒与框架柱的四周柱壁焊接。
所述外套筒处布置有连接件。所述连接件包括端板，以及与端板垂直布置的第一竖板和第二竖板。所述端板通过单边螺栓与对应外套筒和框架柱的柱壁固定连接。
所述框架梁通过连接件的第一竖板在节点处与框架柱连接固定。所述支撑斜杆通过连接件的第二竖板与框架柱连接固定。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
A.现场焊接工作量少，施工速度快，对环境的影响小；
B.采用预制装配式施工，安装操作简便；
C.冷弯厚壁型钢构件破坏前可经历充分的塑性变形，其延性性能和耗能能力等抗震性能指标较好；
D.结构体系拆除时，可以高效回收利用，减少了建筑垃圾，实现绿色环保理念。
附图说明
图1为框架—支撑结构体系结构示意图；
图2为框架—支撑结构体系整体效果图；
图3为支撑斜杆连接关系图；
图4为连接件结构示意图；
图5为连接件连接关系图。
图中：空间S、框架柱1、框架梁2、支撑斜杆3、连接件4、端板401、第一竖板402、第二竖板403、外套筒5、贴板501。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开一种新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系的施工方法，包括以下步骤：
1)依次吊装整层的框架柱1。其中，所述框架柱1为矩形冷弯厚壁型钢柱。
2)在施工现场，将外套筒5套设在框架柱1的梁柱连接处，并焊接外套筒5与框架柱1的四周柱壁。
3)在同层内依次安装连接件4。其中，所述连接件4包括端板401，以及与端板401垂直布置的第一竖板402和第二竖板403。相邻两根框架柱1相对的一侧柱壁上分别布置有两个连接件4。所述连接件4布置在梁柱连接处。所述连接件4通过单边螺栓与框架柱1固定连接。所述单边螺栓的螺杆依次穿过端板401、对应外套筒5和框架柱1的柱壁。
4)在同层内依次安装框架梁2。其中，所述框架梁2为轧制H型钢梁。将框架梁2吊装到位后，连接件4的第二竖板403位于框架梁柱所围成空间S内。所述框架梁2腹板的两端分别与对应连接件4的第一竖板402紧贴并通过高强螺栓连接。
5)吊装支撑斜杆3，使用高强螺栓连接支撑斜杆3与对应连接件4。其中，所述支撑斜杆3为卷边槽型冷弯厚壁型钢。所述支撑斜杆3倾斜布置，支撑斜杆3的两端分别与框架梁柱所围成空间S对角线方向上的第二竖板402固定连接。所述支撑斜杆3的槽口背离第一竖板402的板面。
值得说明的是，本实施例解决了框架与支撑连接及其装配化施工的问题，提高了冷弯型钢结构的抗震性能，采用预制装配式施工，现场焊接工作量少，施工速度快，对环境的影响小。
实施例2：
参见图1和图2，本实施例公开一种采用实施例1所述施工方法制得的新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系，包括框架柱1和框架梁2，以及设在框架梁柱所围成空间S内的支撑斜杆3。
参见图3，以相邻两根框架柱1和对应的两根框架梁2为例对框架—支撑结构体系进行说明。两根框架柱1标记为第一框架柱和第二框架柱。
所述框架柱1在两处梁柱连接处套设有外套筒5。所述外套筒5由焊接于框架柱1四周柱壁的四块贴板501组成。四块贴板501之间焊接连接。第一框架柱和第二框架柱相对的一侧柱壁上分别布置有两个连接件4。所述连接件4布置在梁柱连接处。
参见图3，所述连接件4包括端板401，以及与端板401垂直布置的第一竖板402和第二竖板403。所述端板401、第一竖板402和第二竖板403均竖直布置。所述第一竖板402和第二竖板403的板面位于同一平面内。所述连接件4通过单边螺栓与框架柱1固定连接。所述单边螺栓的螺杆依次穿过端板401、对应外套筒5和框架柱1的柱壁。4个连接件4中，位于第一框架柱上部的连接件4标记为第一连接件，位于第一框架柱下部的连接件4标记为第二连接件，位于第二框架柱上部的连接件4标记为第三连接件，位于第二框架柱下部的连接件4标记为第四连接件。在第一连接件和第四连接件中，第一竖板402位于第二竖板403的上方。在第二连接件和第三连接件中，第一竖板402位于第二竖板403的下方。所述第二竖板403位于框架梁柱所围成空间S内。
所述两根框架梁2标记为上框架梁和下框架梁。所述上框架梁通过第一连接件和第四连接件的第一竖板402在节点处与框架柱1连接固定。所述下框架梁通过第二连接件和第三连接件的第一竖板402在节点处与框架柱1连接固定。所述框架梁2腹板的两端分别与对应连接件4的第一竖板402紧贴并通过高强螺栓连接。
所述两根支撑斜杆3标记为第一支撑斜杆和第二支撑斜杆。所述第一支撑斜杆通过第一连接件和第三连接件的第二竖板403与框架柱1连接固定。参见图5，所述第二支撑斜杆通过第二连接件和第四连接件的第二竖板403与框架柱1连接固定。所述支撑斜杆3的槽口背离第一竖板402的板面。框架柱1和框架梁2连接形成框架体系，支撑斜杆3布置在框架内，形成框架—支撑体系。
本实施例采用冷弯厚壁型钢作为框架—支撑结构体系的主要受力构件，在梁柱连接处，通过外套筒5将节点处的柱壁加厚，采用连接件将轧制H型钢框架梁、矩形冷弯厚壁型钢柱以及卷边槽型冷弯厚壁型钢支撑件连接起来，从而形成装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系。采用冷弯厚壁型钢构件，抗震性能较好，通过工厂预制所有组成构件，施工现场除需焊接外套筒5外，其余直接采用单边螺栓和高强螺栓将预制构件拼装成结构骨架，实现真正的装配化施工，能显著提高施工效率，加速装配化建筑的发展。

Claims (2)

1.一种新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)依次吊装整层的框架柱(1)；其中，所述框架柱(1)为矩形冷弯厚壁型钢柱；
2)在框架柱(1)的梁柱连接处套设外套筒(5)，并焊接外套筒(5)与框架柱(1)的四周柱壁；其中，所述外套筒(5)由焊接于框架柱(1)四周柱壁的四块贴板(501)组成；四块贴板(501)之间焊接连接；
3)在同层内依次安装连接件(4)；其中，所述连接件(4)包括端板(401)，以及与端板(401)垂直布置的第一竖板(402)和第二竖板(403)；相邻两根框架柱(1)相对的一侧柱壁上分别布置有两个连接件(4)；所述连接件(4)布置在梁柱连接处；所述连接件(4)通过单边螺栓与框架柱(1)固定连接；所述单边螺栓的螺杆依次穿过端板(401)、对应外套筒(5)和框架柱(1)的柱壁；
4)在同层内依次安装框架梁(2)；其中，所述框架梁(2)为轧制H型钢梁；将框架梁(2)吊装到位后，连接件(4)的第二竖板(403)位于框架梁柱所围成空间S内；所述框架梁(2)腹板的两端分别与对应连接件(4)的第一竖板(402)紧贴并通过高强螺栓连接；
5)吊装支撑斜杆(3)，使用高强螺栓连接支撑斜杆(3)与对应连接件(4)；其中，所述支撑斜杆(3)为卷边槽型冷弯厚壁型钢；所述支撑斜杆(3)倾斜布置，支撑斜杆(3)的两端分别与框架梁柱所围成空间S对角线方向上的第二竖板(403 )固定连接；所述支撑斜杆(3)的槽口背离第一竖板(402)的板面。
2.一种采用权利要求1所述施工方法制得的新型装配式冷弯厚壁型钢框架—支撑结构体系，其特征在于：包括框架柱(1)和框架梁(2)，以及设在框架梁柱所围成空间S内的支撑斜杆(3)；
所述框架柱(1)在梁柱连接处套设有外套筒(5)；所述外套筒(5)与框架柱(1)的四周柱壁焊接；
所述外套筒(5)处布置有连接件(4)；所述连接件(4)包括端板(401)，以及与端板(401)垂直布置的第一竖板(402)和第二竖板(403)；所述端板(401)通过单边螺栓与对应外套筒(5) 和框架柱(1)的柱壁固定连接；
所述框架梁(2)通过连接件(4)的第一竖板(402)在节点处与框架柱(1)连接固定；所述支撑斜杆(3)通过连接件(4)的第二竖板(403)与框架柱(1)连接固定。
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