钢结构抗震框架结构及钢结构装配式抗震建筑的制作方法

文档序号:15191068发布日期:2018-08-17 20:59阅读:135来源:国知局

本实用新型涉及建筑结构领域,具体而言,涉及钢结构抗震框架结构及钢结构装配式抗震建筑。



背景技术:

装配式建筑是指以在工厂先生产的预制构件为主要部件,通过现场装配、锚固而迅速构成的结构类建筑物,这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力,并可提高建筑质量。在目前建筑行业实际生产中,装配式建筑是使用最为广泛的建筑方式,在装配式建筑大量应用的国家,许多高质量要求的建筑已逐渐选用预制装配式结构来建造。

钢结构装配式建筑是指由在工厂预制的钢构件作为基础结构构件,附加内墙板和外挂式墙板,同现浇楼板在现场完成组装的住宅结构。钢结构装配式住宅具有强度高,质量轻,工期短,抗震性能好,工业化程度高等明显优势,采用预制钢结构的装配式建筑,无论从功能还是从性价比、舒适性,安全性上,都将优于现在的钢筋混凝土房屋。钢结构装配式建筑是未来装配式建筑的理想发展趋势。

现有技术中的框架结构在用于钢结构装配式抗震建筑时存在抗震效果不够好的问题。



技术实现要素:

本实用新型旨在提供一种钢结构抗震框架结构,以解决现有技术中的钢结构抗震性能不足的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种具备上述钢结构抗震框架结构的钢结构装配式抗震建筑。

本实用新型的实施例是这样实现的:

本实用新型实施例提供一种钢结构抗震框架结构,其结构包括基础底板、多个彼此间隔的竖立连接于基础底板之上的钢柱;相邻的钢柱之间通过沿水平方向的钢梁连接;多个钢柱和多个钢梁相互连接形成钢结构框架形式;钢梁包括工字钢形的梁体,梁体包括上翼板、下翼板及连接于上翼板和下翼板之间的腹板;腹板的两侧分别设有支撑于上翼板和下翼板之间的弹性支撑件;弹性支撑件为由弹性钢筋弯曲形成的波形结构,波形结构的述弹性支撑件的波峰支撑于上翼板、波谷支撑于下翼板,形成对上翼板和下翼板的弹性支撑;梁体的两端可滑动的连接有滑动连接头,弹性支撑件的两端分别连接于对应的滑动连接头上;滑动连接头的滑动方向为沿梁体的长向,两个滑动连接头通过滑动相互靠近以压缩波形的弹性支撑件以增大弹性支撑件的波峰波谷之间的高向尺寸,或滑动相互远离以减小弹性支撑件的波峰波谷之间的高向尺寸;钢柱的侧面上设置有支撑牛腿结构,梁体的两端的下翼板的底面分别支撑于对应钢柱上的支撑牛腿结构之上;滑动连接头的外侧固定连接于对应的钢柱的侧面。

本实施例中的钢结构抗震框架结构中,钢梁和钢柱连接形成框架形式,具有较好的抗震性能,并且波形的弹性支撑件支撑于钢梁的上翼板和下翼板之间,提高了钢梁的竖向承载能力,在需要时可通过调节滑动连接头的位置来压缩或放松弹性支撑件,以提高或降低弹性支撑件对上翼板、下翼板的支撑,并且梁、柱之间在横向上实际通过波形的弹性支撑件连接,梁柱之间横向的连接为一定程度的弹性连接,这样在受地震或其他横向有害荷载的作用下,梁柱之间可通过弹性缓冲荷载,而不会轻易被破坏。并且梁柱之间的连接刚度还可通过调节弹性支撑件的被压缩程度来控制,能够很好的适应不同抗震等级建筑。

在本实施例的一种实施方式中:

上翼板靠近下翼板的表面设有两条沿梁体长向的第一凹槽,两条第一凹槽分别位于腹板的两侧;

下翼板靠近上翼板的表面设有与两条第一凹槽分别相对的两条第二凹槽;

弹性支撑件的波谷支撑于对应的第二凹槽中,弹性支撑件的波峰支撑于对应的第一凹槽中。

在本实施例的一种实施方式中:

第一凹槽、第二凹槽的宽度均等于构成弹性支撑件的钢筋的直径。

在本实施例的一种实施方式中:

第一凹槽的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面;第二凹槽的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面。

在本实施例的一种实施方式中:

滑动连接头为开口朝向梁体两端的U形板件,其包括两侧板和一底板;两个侧板分别滑动配合于对应的第一凹槽和第二凹槽中,并可沿梁体的长向滑动;底板外侧具有被构造用于连接钢梁侧面的连接杆。

在本实施例的一种实施方式中:

钢柱上设有横向的通孔,连接杆可滑动的穿过通孔;连接杆穿过通孔的外端螺纹连接螺母,并且螺母和连接杆之间的螺纹连接以带动滑动连接头沿钢梁的长向滑动。

在本实施例的一种实施方式中:

支撑牛腿结构的上端面为开口向上的槽形结构,梁体的下翼板配合于支撑牛腿结构上端的开口中。

本实用新型实施例还提供一种钢结构装配式抗震建筑,其包括外墙体和前述的钢结构抗震框架结构;

外墙体包括多个预制的覆接于钢结构抗震框架结构的外侧的外墙板。

在本实施例的一种实施方式中:

各个外墙板分别通过角钢悬挂连接于对应位置的钢柱的侧面。

在本实施例的一种实施方式中:

钢柱包括多段预制柱段,钢梁为预制梁结构;外墙板为预制墙板结构。

综合以上描述,本实用新型实施例中的钢结构抗震框架结构和钢结构装配式抗震建筑具有抗震性能好,且适用于不同抗震等级建筑的优点;另外,钢结构装配式抗震建筑的结构容易实现装配式施工方式,施工效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例中的钢结构抗震框架结构10a的示意图;

图2示出了钢柱的一种分布形式;

图3示出了本实用新型实施例中的钢梁和钢柱之间的连接节点形式;

图4为本实施例中的钢梁的结构示意图(以爆炸形式展示);

图5为图4沿A-A线的剖视图(以装配形式展示);

图6为本实用新型实施例中的钢结构装配式抗震建筑的结构示意图。

图标:10a-钢结构抗震框架结构;10-基础底板;20-钢柱;30-钢梁;30a-梁体;31-上翼板;32-下翼板;33-腹板;34-弹性支撑件;35-滑动连接头;21-支撑牛腿结构;C1-第一凹槽;C2-第二凹槽;35a-侧板;35b-底板;35c-连接杆;M1-螺母;100-钢结构装配式抗震建筑;60-外墙体;61-角钢。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,本实用新型的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,本实用新型的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

图1是本实用新型实施例中的钢结构抗震框架结构10a的示意图。参见图1,本实施例中的钢结构抗震框架结构10a包括基础底板10、多个彼此间隔的竖立连接于基础底板10之上的钢柱20;相邻的钢柱20之间通过沿水平方向的钢梁30连接;多个钢柱20和多个钢梁30相互连接,形成钢结构框架形式。钢柱20的分布方式可根据实际空间布置和整体受力配置进行设置,例如图2所示的大致呈矩阵形分布,各个单独的空间的拐角处均设置一钢柱20。

图3示出了本实用新型实施例中的钢梁30和钢柱20之间的连接节点形式,图4为本实施例中的钢梁30的结构示意图(以爆炸形式展示);图5为图4沿A-A线的剖视图(以装配形式展示)。

参见图3、图4、图5,本实施例中的钢梁30为工字钢形,其包括上翼板31、下翼板32及连接于上翼板31和下翼板32之间的腹板33;腹板33的两侧分别设有支撑于上翼板31和下翼板32之间的弹性支撑件34;弹性支撑件34为由钢筋弯曲形成的波形结构,波形结构的波峰支撑于上翼板31、波谷支撑于下翼板32,形成对上翼板31和下翼板32的弹性支撑。

梁体30a的两端可滑动的连接有滑动连接头35,弹性支撑件34的两端分别连接于对应的滑动连接头35上;滑动连接头35的滑动方向为沿梁体30a的长向,两个滑动连接头35通过滑动相互靠近以压缩波形的弹性支撑件34以增大弹性支撑件34的波峰波谷之间的高向尺寸,或滑动相互远离以减小弹性支撑件34的波峰波谷之间的高向尺寸;钢柱20的侧面上设置有支撑牛腿结构21,梁体30a的两端的下翼板32的底面分别支撑于对应钢柱20上的支撑牛腿结构21之上;滑动连接头35的外侧固定连接于对应的钢柱20的侧面。

本实施例中的钢结构抗震框架结构10a中,钢梁30和钢柱20连接形成框架形式,具有较好的抗震性能,并且波形的弹性支撑件34支撑于钢梁30的上翼板31和下翼板32之间,提高了钢梁30的竖向承载能力,在需要时可通过调节滑动连接头35的位置来压缩或放松弹性支撑件34,以提高或降低弹性支撑件34对上翼板31、下翼板32的支撑,并且梁、柱之间在横向上实际通过波形的弹性支撑件34连接,梁柱之间横向的连接为一定程度的弹性连接,这样在受地震或其他横向有害荷载的作用下,梁柱之间可通过弹性缓冲荷载,而不会轻易被破坏。并且梁柱之间的连接刚度还可通过调节弹性支撑件34的被压缩程度来控制,能够很好的适应不同抗震等级建筑。

为进一步提高弹性支撑件34的安装,在本实施例的一种实施方式中,上翼板31靠近下翼板32的表面设有两条沿梁体30a长向的第一凹槽C1,两条第一凹槽C1分别位于腹板33的两侧;下翼板32靠近上翼板31的表面设有与两条第一凹槽C1分别相对的两条第二凹槽C2;弹性支撑件34的波谷支撑于对应的第二凹槽C2中,弹性支撑件34的波峰支撑于对应的第一凹槽C1中。进一步地,第一凹槽C1、第二凹槽C2的宽度均等于构成弹性支撑件34的钢筋的直径。这样,弹性支撑件34的伸长缩短均能够容易的限定于凹槽中,不容易松脱或掉出。为避免弹性支撑件34和梁体30a之间的摩擦,第一凹槽C1的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面;第二凹槽C2的槽底面为粗糙度在Ra3.2以下的光滑表面。

本实施例中的滑动连接头35可设置成多种形式,例如,滑动连接头35为开口朝向梁体30a两端的U形板件,其包括两侧板35a和一底板35b;两个侧板35a分别滑动配合于对应的第一凹槽C1和第二凹槽C2中,并可沿梁体30a的长向滑动;底板35b外侧具有被构造用于连接钢梁30侧面的连接杆35c。

在本实施例的一种实施方式中,钢柱20上设有横向的通孔(未示出),连接杆35c可滑动的穿过通孔;连接杆35c穿过通孔的外端螺纹连接螺母M1,并且螺母M1和连接杆35c之间的螺纹连接以带动滑动连接头35沿钢梁30的长向滑动。这样,在需要时,可通过调节螺母M1和连接杆35c之间的螺纹连接位置,进而调节滑动连接头35的位置。当两个滑动连接头35相互靠近时,弹性支撑件34被压缩,其以更高的强度支撑于上翼板31和下翼板32之间,也提高了梁柱之间的连接整体刚度;当两个滑动连接头35相互远离时,弹性支撑件34被拉伸,其以较低的强度支撑于上翼板31和下翼板32之间,可稍稍降低梁柱之间的连接整体刚度,梁柱之间具有较大的弹性变形范围,减震效果较佳。

在本实施例的一种实施方式中,支撑牛腿结构21的上端面为开口向上的槽形结构,梁体30a的下翼板32配合于支撑牛腿结构21上端的开口中。

参见图6,本实用新型实施例还提供一种钢结构装配式抗震建筑100,其包括外墙体60和前述的钢结构抗震框架结构10a;外墙体60包括多个预制的覆接于钢结构抗震框架结构10a的外侧的外墙板。各个外墙板分别通过角钢61悬挂连接于对应位置的钢柱20的侧面。钢柱20包括多段预制柱段,钢梁30为预制梁结构;外墙板为预制墙板结构。

本实施例中的钢结构装配式抗震建筑100可采用在工厂预制各个预制墙板、预制柱段、预制钢梁30然后运动至现场进行装配的方式施工,具有施工方便快速的有益效果。

综合以上描述,本实用新型实施例中的钢结构抗震框架结构10a和钢结构装配式抗震建筑100具有抗震性能好,且适用于不同抗震等级建筑的优点;另外,钢结构装配式抗震建筑100的结构容易实现装配式施工方式,施工效率高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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