CN114215179B - 钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法，钢框墙板体系的钢框墙板模块边柱端面固定两端伸出边柱厚度外的墙柱连接构件、对应层高位置处固定梁柱连接构件，墙板的竖向钢筋两端伸出；钢梁楼板体系的钢梁楼板模块的钢梁长度小于楼板长度，楼板的纵向钢筋两端伸出。中柱节点装配时，梁柱连接构件***梁板端部的缺口中后将梁柱连接构件和钢梁的竖向和水平向锁紧；在钢梁、墙柱连接构件和梁柱连接构件上设置联板架，联板架两端先与钢梁锁紧；吊装上层墙板模块，将上下边柱下端的墙柱连接构件及联板架锁紧；最后将梁板模块与墙板模块之间及墙板模块之间的间隙处支模浇筑混凝土形成稳定的整体，提高中柱节点处的承载力和刚度。

Description

钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法

技术领域

本发明属于装配式建筑领域，具体为一种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法。

背景技术

随着建筑业的发展，当前装配式钢结构建筑成为了建筑工业化的一种主要形式，大力发展装配式钢结构建筑是促进建筑业持续发展的重要载体。装配式钢结构的主要特点在于各部件在工厂内预制加工完成，现场螺栓拼接或者焊接组成整体结构，它与传统钢筋混凝土建筑相比，具有强度高、施工速度快、节能环保、韧性好等优点，有利于我国建筑业的工业化的发展。

框架中柱是装配式钢结构的主要受力构件，由于吊装、运输条件限制，装配式构件预制过程中一般受到尺寸限制；装配式钢框架结构的节点处为薄弱部位，受力复杂，传力路径分析困难。目前，装配式建筑工程柱-柱节点处连接一般采用钢筋套筒灌浆连接、浆锚连接、机械连接、螺栓连接、焊接混合连接等方式。由于施工现场节点装配时精度要求较高，目前的连接方式普遍存在以下问题：混凝土湿作业对施工设备和施工技术要求较高，无法确保连接点的浇筑质量；传统钢结构节点结构复杂，受力复杂且难以标准化；钢框柱吊装定位不精准，机械起吊栓接安装时，需要人工手动配合调整定位；高空焊接费时费力且存在较大施工风险，影响整体施工质量和装配施工效率，不适合大面积作业。上述节点构造和施工缺陷制约了装配式钢框架的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配效率高、现场施工难度低的钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法。

本发明提供的这种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法，其钢框墙板体系由若干钢框墙板模块通过紧固件拼装而成；钢框墙板模块的钢框架包括两边柱和它们之间对应层高位置处的联系梁，边柱的两端端面固定有墙柱连接构件，边柱两侧对应层高位置处对称固定有柱梁连接构件，墙柱连接构件的两端伸出于边柱外；钢框墙板模块的墙板预制成型后，边柱上端的墙柱连接构件上表面与联系梁的上表面平齐、下端的墙柱连接构件位于墙板外；钢框墙板模块墙板钢筋网架的竖向钢筋两端分别有伸出段。其钢梁楼板体系由若干钢梁楼板模块通过紧固件拼装而成；钢梁楼板模块两钢梁的长度小于两钢梁之间楼板的长度，楼板钢筋网架的纵向钢筋两端分别有伸出段；钢框墙板模块装配时，相邻模块的边柱贴合靠齐的同时，两模块的墙柱连接构件贴合靠齐、柱梁连接构件贴合靠齐；相邻钢梁楼板模块装配时，两模块的钢梁贴合靠齐。

中柱节点处的装配步骤如下：

（1）钢框墙板模块的柱梁连接构件***钢梁楼板模块的钢梁与楼板长度差形成的缺口中，柱梁连接构件的上表面与钢梁上表面平齐；

（2）将两柱梁连接构件和两钢梁的竖向通过两块夹板和紧固件夹住并锁紧；

（3）在钢梁底部设置垫板和紧固件将两钢梁和两柱梁连接构件的水平向锁紧；

（4）在钢梁楼板模块的钢梁顶面和下层钢框墙板模块的墙柱连接构件的上表面设置联板架，联板架的两端分别置于两侧的柱梁连接构件和钢梁上，将联板架与柱梁连接构件和钢梁通过紧固件连接锁紧；

（5）将上层钢框墙板模块边柱下端的墙柱连接构件置于联板架的上表面，并与下层钢框墙板模块上端的墙柱连接构件对齐，然后通过紧固件联板架及上下墙柱连接构件连接锁紧；

至此，钢梁楼板模块的楼板端部与下层钢框墙板模块的上端之间有墙柱连接构件伸出长度的间隙，上下层钢框墙板模块之间的间隙为联板架和上层钢框墙板模块边柱下端墙柱连接构件的厚度和；

（6）将钢梁楼板模块与钢框墙板模块之间的间隙和上下钢框墙板模块之间的间隙处支模，以钢梁楼板模块和钢框墙板模块端部伸出的钢筋作为骨架浇筑混凝土，使节点处的各模块形成整体。

上述方法的一种实施方式中，所述边柱为槽钢形结构，联系梁为工字钢形结构，以腹板垂直于地面布置，两端焊接于边柱的槽口中。

上述方法的一种实施方式中，所述墙柱连接构件为矩形板，矩形板的长度方向外侧与槽钢腹板平齐，长度方向两端对称伸出于槽钢翼板外，伸出段对称设置有螺栓安装孔，矩形板的宽度大于槽钢的翼板宽度。

上述方法的一种实施方式中，所述柱梁连接构件为槽钢形结构，以槽口方向与边柱的槽口方向相同、腹板与边柱腹板平齐布置，对称焊接于边柱翼板上对应所述联系梁位置处，其翼板和腹板上分别设置有螺栓安装孔，分别用于连接钢框墙板模块和钢梁楼板模块。

上述方法的一种实施方式中，所述钢梁楼板模块的钢梁为槽钢形结构，两侧钢梁的槽口宽度大于楼板厚度，楼板预制于两钢梁槽口之间的上部，钢梁腹板的两端下部和下翼板两端分别设置有螺栓安装孔，上翼板上垂直设置有高强螺杆。

上述方法的一种实施方式中，所述夹板为矩形板，其两端段分别设置有与所述柱梁连接构件腹板上和钢梁楼板模块的钢梁腹板上相应的螺栓安装孔。

上述方法的一种实施方式中，所述垫板的长度与所述夹板的长度相同，其两端段分别设置有与所述柱梁连接构件下翼板上和钢梁楼板模块的钢梁下翼板上相应的螺栓安装孔。

上述方法的一种实施方式中，所述联板架的形状为中字形，其中部段的长度与所述墙柱连接构件的长度相同，宽度为墙柱连接构件的两倍，两端段的宽度为所述柱梁连接构件的翼板宽度的两倍，中部段置于节点处两墙柱连接构件的上表面，两端段置于柱梁连接构件和钢梁端部段的上表面，联板架的中部段和两端段分别设置有与墙柱连接构件和柱梁连接构件及钢梁上高强螺杆相应的安装孔。

上述方法的一种实施方式中，上层钢框墙板模块边柱下端的墙柱连接构件置于所述联板架的中部段上表面，联板架与墙柱连接构件、柱梁连接构件和钢梁分别通过高强螺栓连接及高强螺母、垫片锁紧。

本发明节点处墙板模块的边柱两端分别设置墙柱连接构件，对应层高位置处设置柱梁连接构件，楼板模块的钢梁两端分别设置插接槽。节点处同层墙板模块装配时，两模块的边柱贴合、柱梁连接构件贴合后支撑固定，墙板模块与墙板模块装配时，柱梁连接构件***钢梁端部的插接槽中，然后通过一对夹板将两墙板模块的柱梁连接构件和两墙板模块的钢梁竖向夹住并通过高强度的紧固件连接锁紧，再通过垫板将两钢梁和柱梁连接构件的水平向连接锁紧，在保证楼板模块的水平度的同时，保证两钢梁拼装成柱梁的整体性。楼板模块与墙板模块装配好后，在节点处的上表面铺设中字型的联板架，联板架的中部段覆盖墙柱连接构件，两端段分别覆盖墙板模块两侧的柱梁连接构件和楼板模块的钢梁端部，并将联板架的两端段分别通过高强度的紧固件连接锁紧，至此楼板模块与同层墙板模块装配好，并为装配上一层墙板模块做好准备。上一层墙板模块装配时，边柱下端的墙柱连接构件与联板架的中部段对正，最后通过高强度的紧固件将上下墙柱连接构件和联板架连接锁紧。中柱节点处装配完成后，将楼板模块和墙板模块之间的间隙及上下层墙板模块之间的间隙支模同时浇筑混凝土，使节点处的各模块形成整体。现场少量的浇筑湿作业，利用局部现浇混凝土包裹钢节点，提高结构耐腐蚀性的同时保证了节点的连接质量，安装过程便捷高效。节点处的各模块现浇形成整体后，增加结构的稳定性和可靠性，提高中柱节点处的承载力和刚度，同时拼接操作方便，推进了钢结构体系装配式的标准化和精准化，实现了梁、柱一体化设计与安装，便于后期保温层、装饰层的进一步施工；同时实现了现场零焊接作业，减少高空作业施工难度。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图（未示出模块之间间隙处的现浇混凝土及墙板模块上端的联系梁）。

图2为图1中钢框墙板模块钢框架的结构示意图。

图3为图1中相邻梁钢框墙板模块的拼装示意图。

图4为图1中相邻钢梁楼板模块的拼装结构示意图。

图5为图4中的A-A示意图（未示出钢筋网架）。

图6为本实施例梁板预制模块的横截面简化结构放大示意图。

图7为图6中左侧钢梁的右视示意图。

图8为图1的侧视示意图。

图9为中柱节点处上层钢框墙板模块未装配时的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例公开的这种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法，其钢框墙板体系由若干钢框墙板模块1（以下简称墙板模块1）通过紧固件拼装而成，其钢梁楼板体系由若干钢梁楼板模块2（以下简称楼板模块2）通过紧固件拼装而成。墙板模块1所示为两层楼高的结构。

如图2、图3所示，墙板模块1为钢框架和其内腔中墙板的一体化结构件，其钢框架包括两边柱11和它们之间对应层高位置处的联系梁12。

边柱11采用槽钢制作，联系梁12采用工字钢制作，联系梁12翼板的宽度小于边柱11的槽口宽度。

边柱11的两端端面分别连接矩形板13作为墙柱连接构件，矩形板13的外侧与边柱11的腹板外表面平齐，两端对称伸出于边柱11的翼板外，伸出段对称设置螺栓安装孔。矩形板13的宽度大于边柱的翼板宽度。

边柱11的两翼板上对应联系梁12位置处分别焊接柱梁连接构件14。

柱梁连接构件14采用槽钢段制作，它们在边柱11上焊接固定时，腹板外表面与边柱的腹板外表面平齐，槽口朝向与边柱相同，其上下翼板和腹板上分别设置螺栓安装孔，腹板上的安装孔用于安装螺栓连接固定相邻的墙板模块的钢框架，上下翼板上的安装孔用于安装螺栓连接预制梁板模块。

钢框架组装时，两边柱11以槽口相对布置，两边柱之间对应柱梁连接构件14位置处分别焊接固定于联系梁12，联系梁的腹板垂直于地面，矩形板13的上表面与联系梁12的上表面平齐，下端的矩形板13位于墙板外。

墙板模块的墙板15预制成型后，墙板钢筋网架的竖向钢筋两端分别有伸出段（图中未示出）。

相邻两墙板模块装配时，两模块以钢框架一侧的边柱腹板贴合，同时边柱上的柱梁连接构件的腹板也贴合，然后在腹板上的螺栓安装孔处***高强螺栓，然后通过高强垫片及高强螺母锁紧，使两模块的拼缝处形成稳定的工字钢型柱体。

如图4至图7所示，楼板模块2为钢梁21和两钢梁之间钢筋混凝土楼板22的一体化结构件，且墙板的两端对称伸出于钢梁外，且墙板内钢筋网架的纵向钢筋两端分别伸出于墙板外（图中未示出）。

钢梁21采用槽钢211作为主体，在槽钢的腹板内侧上部焊接纵向加劲肋板212，纵向加劲肋板212的长度略短于槽钢的长度，纵向加劲肋板的宽度大于翼板宽度，纵向加劲肋板与上、下翼板之间分别焊接有多组横向加劲肋板213，横向加劲肋板的内侧与腹板焊接。槽钢的具体规格型号选择根据计算确定。

当然其它实施例的钢梁主体可采用其它合适结构的型钢，如工字钢/H型钢等。

纵向加劲肋板212和上翼板之间的横向加劲肋设置有中心孔，中心孔中垂直焊接有锚固杆214，使横向加劲肋213与锚固杆214形成十字形锚固构件。

纵向加劲肋板212与槽钢211上翼板之间的间距根据楼板的厚度确定。

槽钢211的腹板两端端部分别设置螺栓安装孔，槽钢211腹板的两端下部设置有螺栓安装孔，用于相邻梁板预制模块之间的拼装及与墙板体系的连接。

槽钢211的上翼板两端端部对称垂直固定有栓杆215，用于本体系与墙板体系节点处的装配固定。

槽钢211的下翼板两端端部分别设置螺栓安装孔。

槽钢腹板内侧焊接的纵向加劲肋板212和横向加劲肋板213形成架体可提高钢梁的强度，纵向加劲肋板与槽钢上翼板之间的横向加劲肋板垂直连接的锚固杆214形成十字形构件锚固于楼板混凝土中，可约束楼板沿钢梁的纵向位移，传递钢梁与楼板界面的剪力，提高钢梁与楼板的共同工作性能。

两钢梁21以槽钢211的槽口相对平行布置，然后在两槽钢之间布置钢筋混凝土楼板22的钢筋网架。

钢筋网架有上下两层，下层钢筋网架的横向钢筋221两端分别固定于两侧纵向加劲肋板212的上表面、纵向钢筋222固定于横向钢筋上侧。

上层钢筋网架的横向钢筋两端分别固定于两侧槽钢的上翼板下表面、纵向钢筋固定于横向钢筋的下表面。

钢筋网架铺设时，两端伸出于槽钢外。

两层钢筋网架固定于两钢梁之间的上部后浇筑混凝土，使钢筋混凝土与钢梁形成一体化结构。

钢筋混凝土楼板内设置上、下两层钢筋网架作为骨架，它们的宽度方向两侧分别与槽钢的上翼板和槽钢腹板内侧的纵向加劲肋板212固定，浇筑混凝土成型后，可提高梁板模块的整体工作性能。两层钢筋网架均为纵横钢筋交错固定架，可保证楼板的双向刚度一致。

为了进一步减少施工现场的工作量，本实施例在钢筋混凝土楼板的工厂预制时，在混凝土结构层表面浇筑地面找平层223，再在地面找平层的上表面铺设饰面层224。

结合图1、图8和图9可以看出，中柱节点处钢梁楼板模块2与钢框墙板模块1装配时，需设置现场连接结构件：夹板3、垫板4和联板架5。

夹板3用于连接钢梁楼板模块2的钢梁腹板和钢框墙板模块1的柱梁连接构件14的腹板，两块夹板分别***相邻楼板模块的拼接钢梁的腹板内侧下部和柱梁连接构件腹板下部，将两钢梁腹板和两柱梁连接构件的腹板夹住，然后通过高强螺栓连接、高强垫片及高强螺母锁紧，使钢梁楼板模块的钢梁两端分别与钢框墙板模块固定处于水平状态。

为了进一步保证节点处楼板模块的稳定性，在拼接钢梁的端部底面设置垫板4，垫板4的长度与夹板长度一致，宽度为两钢梁翼板宽度之和。将垫板通过高强螺栓连接、高强垫片及高强螺母将两钢梁锁紧形成工字型主梁，提高钢梁楼板模块拼装后的整体性。

楼板模块2与墙板模块1装配好后，装配节点处的上一层墙板模块1：

在节点处两墙板模块边柱上端的矩形板13和柱梁连接构件1 4及楼板模块的钢梁上铺上中字型的联板架5，所以联板架5的中部段长度和宽度与两矩形板13的长度和宽度对应，两端段的宽度为两柱梁连接构件的翼板宽度之和，两端段的长度一直越过钢梁上的栓杆位置，将联板架的两端段的螺栓安装孔穿过钢梁端部的栓杆，并通过高强垫片和高强螺母锁紧。

将上一层的墙板模块边柱下端的矩形板与联板架的中部段对正，并通过高强螺栓、高强垫片和高强螺母将上下矩形板及联板架连接锁紧。

至此，中柱节点处的装配工作完成，节点处楼板模块与同层墙板模块之间形成柱梁连接构件翼板长度的间隙，上下层墙板模块之间形成联板架和矩形板厚度之和的间隙。

间隙中分别有楼板和墙板伸出的钢筋作为骨架，在间隙处支模，以伸出钢筋作为骨架浇筑混凝土后，节点处形成稳定的整体结构。

Claims (9)

1.一种钢梁楼板体系与钢框墙板体系的中柱节点湿式施工方法，其特征在于：

钢框墙板体系由若干钢框墙板模块通过紧固件拼装而成；

钢框墙板模块的钢框架包括两边柱和它们之间对应层高位置处的联系梁，边柱的两端端面固定有墙柱连接构件，边柱两侧对应层高位置处对称固定有柱梁连接构件，墙柱连接构件的两端伸出于边柱外；

钢框墙板模块的墙板预制成型后，边柱上端的墙柱连接构件上表面与联系梁的上表面平齐、下端的墙柱连接构件位于墙板外；

钢框墙板模块墙板钢筋网架的竖向钢筋两端分别有伸出段；

钢梁楼板体系由若干钢梁楼板模块通过紧固件拼装而成；

钢梁楼板模块两钢梁的长度小于两钢梁之间楼板的长度，楼板钢筋网架的纵向钢筋两端分别有伸出段；

钢框墙板模块装配时，相邻模块的边柱贴合靠齐的同时，两模块的墙柱连接构件贴合靠齐、柱梁连接构件贴合靠齐；

相邻钢梁楼板模块装配时，两模块的钢梁贴合靠齐；

中柱节点处的装配步骤如下：

（1）钢框墙板模块的柱梁连接构件***钢梁楼板模块的钢梁与楼板长度差形成的缺口中，柱梁连接构件的上表面与钢梁上表面平齐；

（2）将两柱梁连接构件和两钢梁的竖向通过两块夹板和紧固件夹住并锁紧；

（3）在钢梁底部设置垫板和紧固件将两钢梁和两柱梁连接构件的水平向锁紧；

（4）在钢梁楼板模块的钢梁顶面和下层钢框墙板模块的墙柱连接构件的上表面设置联板架，联板架的两端分别置于两侧的柱梁连接构件和钢梁上，将联板架与柱梁连接构件和钢梁通过紧固件连接锁紧；

（5）将上层钢框墙板模块边柱下端的墙柱连接构件置于联板架的上表面，并与下层钢框墙板模块上端的墙柱连接构件对齐，然后通过紧固件联板架及上下墙柱连接构件连接锁紧；

至此，钢梁楼板模块的楼板端部与下层钢框墙板模块的上端之间有墙柱连接构件伸出长度的间隙，上下层钢框墙板模块之间的间隙为联板架和上层钢框墙板模块边柱下端墙柱连接构件的厚度和；

（6）将钢梁楼板模块与钢框墙板模块之间的间隙和上下钢框墙板模块之间的间隙处支模，以钢梁楼板模块和钢框墙板模块端部伸出的钢筋作为骨架浇筑混凝土，使节点处的各模块形成整体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述边柱为槽钢形结构，联系梁为工字钢形结构，以腹板垂直于地面布置，两端焊接于边柱的槽口中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述墙柱连接构件为矩形板，矩形板的长度方向外侧与槽钢腹板平齐，长度方向两端对称伸出于槽钢翼板外，伸出段对称设置有螺栓安装孔，矩形板的宽度大于槽钢的翼板宽度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述柱梁连接构件为槽钢形结构，以槽口方向与边柱的槽口方向相同、腹板与边柱腹板平齐布置，对称焊接于边柱翼板上对应所述联系梁位置处，其翼板和腹板上分别设置有螺栓安装孔，分别用于连接钢框墙板模块和钢梁楼板模块。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述钢梁楼板模块的钢梁为槽钢形结构，两侧钢梁的槽口宽度大于楼板厚度，楼板预制于两钢梁槽口之间的上部，钢梁腹板的两端下部和下翼板两端分别设置有螺栓安装孔，上翼板上垂直设置有高强螺杆。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述夹板为矩形板，其两端段分别设置有与所述柱梁连接构件腹板上和钢梁楼板模块的钢梁腹板上相应的螺栓安装孔。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述垫板的长度与所述夹板的长度相同，其两端段分别设置有与所述柱梁连接构件下翼板上和钢梁楼板模块的钢梁下翼板上相应的螺栓安装孔。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述联板架的形状为中字形，其中部段的长度与所述墙柱连接构件的长度相同，宽度为墙柱连接构件的两倍，两端段的宽度为所述柱梁连接构件的翼板宽度的两倍，中部段置于节点处两墙柱连接构件的上表面，两端段置于柱梁连接构件和钢梁端部段的上表面，联板架的中部段和两端段分别设置有与墙柱连接构件和柱梁连接构件及钢梁上高强螺杆相应的安装孔。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：上层钢框墙板模块边柱下端的墙柱连接构件置于所述联板架的中部段上表面，联板架与墙柱连接构件、柱梁连接构件和钢梁分别通过高强螺栓连接及高强螺母、垫片锁紧。

Images