箱板装配式组合结构的制作方法

1.本实用新型涉及建筑结构工程领域，尤其涉及一种可用于高层建筑的箱板装配式组合结构。


背景技术：

2.箱板钢结构体系是基于船舶上层建筑概念提出的一种装配式钢结构体系，该体系的房屋建筑单元由拼板装配而成，建筑单元具有模块化集装特征。拼版装配及单元装配均采用干连接，例如焊接。该结构借鉴了船舶上层建筑的技术特点，内部无梁柱，充分利用室内空间，其建造方式兼具生产工业化、施工装配化、装修一体化等特点，能够充分发挥并结合各材料特性与装配式结构各自的优势，大幅度缩短工期，保证施工水平。
3.箱板装配式结构体系具体建造方式为在工厂预制钢墙板和钢楼板，在现场人工或采用焊接机器人将预制楼板和墙板焊接拼装，其建造方式减少了现场作业量，施工效率高，易于保证施工质量和减少施工现场污染。但当纯钢结构体系应用于高层建筑中时，底部的加劲钢板墙将承受很大的竖向荷载和水平荷载，在地震作用下底层加劲钢板墙产生较大位移甚至发生破坏，尤其是在底层角部区域易造成底部加强区钢板和加劲肋的脱落，因此亟需一种抵抗竖向和侧向载荷的强度、整体性、延展性及抗震性能较好的新型箱板装配式结构。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种箱板装配式组合结构，在发生地震或有较大层间位移时，能有效抵抗底部剪力，增加弹性抗侧刚度，整体性及抗震性能好。
5.一种箱板装配式组合结构，包括位于底部的首层单元和设置在所述首层单元上的至少一层标准层单元；
6.所述首层单元包括预制混凝土墙板、首层钢墙板和首层钢楼板；所述预制混凝土墙板和所述首层钢墙板形成所述首层单元的墙体；所述预制混凝土墙板与所述首层钢墙板之间通过螺栓连接，使所述预制混凝土墙板与所述首层钢墙板之间能产生一定量的相对滑动；所述首层钢墙板之间通过焊接连接；所述首层钢楼板设置在所述首层单元的墙体顶部，并分别与所述预制混凝土墙板和所述首层钢墙板焊接；
7.所述标准层单元包括标准钢墙板和标准钢楼板；与所述首层单元相邻的所述标准钢墙板的底部与所述首层钢楼板焊接，所述标准钢楼板焊接在所述标准钢墙板的顶部。
8.在一较佳实施方式中，所述预制混凝土墙板至少位于所述首层单元的角部加强区域。
9.在一较佳实施方式中，所述预制混凝土墙板包括预制混凝土和嵌固在所述预制混凝土中的连接钢板，所述连接钢板伸出所述预制混凝土的竖直端面的部分设置螺栓孔，用于通过螺栓与所述首层钢墙板连接。
10.在一较佳实施方式中，所述首层钢墙板和所述标准钢墙板的内侧均焊接有竖向加
强肋；所述竖向加强肋包括竖直方向平行布置的t形加强肋和l形加强肋。
11.在一较佳实施方式中，所述t形加强肋和所述l形加强肋均设置有多根，且所述t形加强肋和所述l形加强肋相互平行交替布置。
12.在一较佳实施方式中，所述t形加强肋的腹板垂直焊接于所述首层钢墙板和所述标准钢墙板的内侧，所述l形加强肋的一边垂直焊接于所述首层钢墙板和所述标准钢墙板的内侧。
13.在一较佳实施方式中，所述首层钢楼板和所述标准钢楼板的底侧均焊接有纵向的t形加强肋和横向的l形加强肋；所述t形加强肋和所述l形加强肋垂直交错布置。
14.在一较佳实施方式中，所述t形加强肋的腹板垂直焊接于所述首层钢楼板和所述标准钢楼板的底侧，所述l形加强肋的一边垂直焊接于所述首层钢楼板和所述标准钢楼板的底侧；所述t形加强肋与所述l形加强肋相互垂直焊接。
15.本实用新型实施例的首层单元的墙体包括预制混凝土墙板和首层钢墙板，预制混凝土墙板与首层钢墙板之间通过螺栓连接，使预制混凝土墙板与首层钢墙板之间能产生一定量的相对滑动；在发生地震或产生较大层间位移时，预制混凝土墙板能有效抵抗底部剪力，增加弹性抗侧刚度，减震耗能，防止首层单元失效，与钢墙板协同作用时，在地震力作用下混凝土墙板与钢墙板之间可发生一定量的相对滑动，依旧保有良好受力性能。
附图说明
16.附图示出了本实用新型实施例的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型实施例的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
17.图1为本实用新型箱板装配式组合结构的示例性结构示意图；
18.图2为本实用新型首层单元的示例性结构示意图；
19.图3为本实用新型标准层单元的示例性结构示意图；
20.图4为本实用新型预制混凝土墙板的示例性结构示意图；
21.图5为本实用新型首层钢墙板和标准钢墙板的示例性结构示意图；
22.图6为本实用新型首层钢楼板和标准钢楼板的示例性结构示意图；
23.图7为采用本实用新型箱板装配式组合结构的建筑物示例性结构示意图。
24.附图标记说明：
25.1、预制混凝土墙板，2、钢墙板，3、钢楼板，4、t形加强肋，5、l形加强肋，6、门洞，7、窗洞，8、连接钢板，9、螺栓，10、螺栓孔，11、高层住宅结构。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型实施例中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型实施例。
28.需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤
执行先后顺序的作用。
29.本实用新型实施例提供了一种箱板装配式组合结构，通过将首层单元的墙体构造成预制混凝土墙板1与首层钢墙板之间通过螺栓9连接的形式，使预制混凝土墙板1与首层钢墙板之间能产生一定量的相对滑动，在发生地震或有较大层间位移时，预制混凝土墙板1能有效抵抗底部剪力，增加弹性抗侧刚度，减震耗能，防止底层角部单元失效，与钢墙板2协同作用时，在地震力作用下依旧保有良好受力性能，在整体性、延性及抗震性能等方面都有很大优势。另外，该组合结构内部无需设置梁柱，充分利用室内空间，并且兼具装配式结构施工迅速、作业量少、施工现场污染低的特点，能够充分发挥并结合各材料材性和装配式结构各自的优势，可广泛应用于高层民用住宅建筑中。
30.参见图1，一种箱板装配式组合结构，包括位于底部的首层单元和设置在首层单元上的至少一层标准层单元。例如，首层单元是位于地上的第一层建筑结构，标准层单元即是从地上二层以上的建筑结构。
31.参见图2，首层单元包括预制混凝土墙板1、首层钢墙板和首层钢楼板。预制混凝土墙板1和首层钢墙板形成首层单元的墙体。预制混凝土墙板1设置在首层钢墙板之间。可选的，预制混凝土墙板1至少位于首层单元的角部加强区域，角部加强区域是指位于建筑结构拐角部的区域，该区域承受力较复杂，需要进行加强。优选的，预制混凝土墙板1只设置在首层单元的角部加强区域。预制混凝土墙板1与首层钢墙板之间通过螺栓9连接，使预制混凝土墙板1与首层钢墙板之间能产生一定量的相对滑动。由于螺栓9连接中，螺栓9和螺栓孔10之间可以根据需要设置相应的间隙量，从而具有相对滑动的余量。首层钢墙板之间通过焊接连接。首层钢楼板设置在首层单元的墙体顶部，并分别与预制混凝土墙板1和首层钢墙板焊接。
32.参见图3，标准层单元包括标准钢墙板和标准钢楼板；与首层单元相邻的标准钢墙板的底部与首层钢楼板焊接，标准钢楼板焊接在标准钢墙板的顶部。不与首层单元相邻的标准钢墙板的底部与其下层的标准钢楼板焊接。
33.需要说明的是，首层钢墙板和标准钢墙板上预留有设计好的门洞6和窗洞7。钢楼板3（首层钢楼板和标准钢楼板）四周边缘分别与下方的钢墙板2（首层钢墙板和标准钢墙板）焊接形成楼板结构。首层钢墙板与标准钢墙板之间，以及标准层单元上下层的钢墙板2之间均采用焊接连接固定。由于采用钢楼板3和钢墙板2，该组合结构内部无需设置梁柱，充分利用室内空间，并且兼具装配式结构施工迅速、作业量少、施工现场污染低的特点。
34.由上面的结构特征可以看出，本技术的箱板装配式组合结构承载力高、抗压抗侧强度大、延性和抗震性能好，施工迅速、作业量少、施工现场污染低、综合造价低。
35.在一些实施方式中，参见图4，预制混凝土墙板1包括预制混凝土和嵌固在预制混凝土中的连接钢板8，连接钢板8伸出预制混凝土的竖直端面的部分设置螺栓孔10，用于通过螺栓9与首层钢墙板连接。竖直端面是指在预制混凝土墙板1施工位置时处于竖直平面的两个端面，是用来与两侧相邻的首层钢墙板进行连接的端面。预制混凝土墙板1在制作时，将连接钢板8埋设在浇筑的混凝土中形成埋入件。在两侧竖直端面处连接钢板8伸出到端面之外。需要说明的是，在与预制混凝土连接的首层钢墙板上也设有对应的螺栓孔10，与连接钢板8上的螺栓孔10相对应，连接时将螺栓9穿过螺栓孔10进行连接。螺栓孔10的内径大于螺栓9直径，使螺栓9与螺栓孔10之间形成间隙，在发生地震或产生较大层间位移时，预制混
凝土墙板1与首层钢墙板之间能产生一定量的相对滑动，能有效抵抗底部剪力，增加弹性抗侧刚度，减震耗能，防止首层单元失效。
36.下面分别对钢墙板2（首层钢墙板和标准钢墙板）和钢楼板3（首层钢楼板和标准钢楼板）的具体结构实施方式进行说明。
37.在一些实施方式中，参见图5所示，首层钢墙板和标准钢墙板（以下称为钢墙板2）的内侧均焊接有竖向加强肋；竖向加强肋包括竖直方向平行布置的t形加强肋4和l形加强肋5。t形加强肋4是指横断面的形状是t形的型材，l形加强肋5是指横断面的形状是l形的型材。
38.进一步的，t形加强肋4和l形加强肋5均设置有多根，且t形加强肋4和l形加强肋5相互平行交替布置。
39.进一步的，t形加强肋4的腹板垂直焊接于钢墙板2的内侧，l形加强肋5的一边垂直焊接于钢墙板2的内侧。t形加强肋4的腹板是指t形截面中垂直于另一边伸出的钢板；l形加强肋5具有两个相互追至的钢板形成两个边，将其中一边的钢板垂直焊接在钢墙板2的内侧。
40.在一些实施方式中，参见图6，钢楼板3的底侧均焊接有纵向的t形加强肋4和横向的l形加强肋5；t形加强肋4和l形加强肋5垂直交错布置。此处的t形加强肋4和l形加强肋5的含义与钢墙板2的t形加强肋4和l形加强肋5的含义相同。
41.进一步的，t形加强肋4的腹板垂直焊接于钢楼板3的底侧，l形加强肋5的一边垂直焊接于钢楼板3的底侧；t形加强肋4与l形加强肋5相互垂直焊接。
42.钢墙板2与钢楼板3加强肋的使用能够显著增强板体结构的承载力，提高其抗弯刚度，避免发生弯曲、扭曲和失稳破坏。需要说明的是，首层钢墙板、标准钢墙板仅是以其所在的单元层不同进行的区分，均可以采用上面限定的钢墙板2的结构形式；但是首层钢墙板和标准钢墙板的形状根据每单元层的具体建筑结构设计，可能是不同位置的首层钢墙板的形状不同，门洞6和窗洞7开设情况不同；不同位置的标准钢墙板的形状不同，门洞6和窗洞7开设情况不同。首层钢楼板和标准钢楼板的情况与此相同，不再赘述。
43.综上，本技术箱板装配式组合结构的钢墙板2和钢楼板3均采用纯钢结构，在用钢量上略高出传统的钢混结构，但节省了墙面与地面的混凝土用量，扩大了室内有效使用空间，达到更高结构强度的同时综合造价更低。
44.首层单元墙体结构由预制混凝土墙板1与钢墙板2共同构成，在楼层较高时，能有效提升结构承载能力，提升结构整体抗压、抗侧、抗扭强度。
45.预制混凝土墙板1主要位于首层单元的角部加强区，用以提升其弹性抗侧刚度，避免在发生地震时因剪力过大引起的角部钢板屈曲失效和加强肋脱落现象。
46.预制混凝土墙板1可以减震耗能，并且在发生地震或产生较大层间位移时，预制混凝土墙板1能够通过螺栓孔10与相邻钢墙板2在预定量限度范围内发生一定量的相对滑动，有效地消能减震，提升结构的延性及抗震性能。
47.该箱板装配式组合结构的施工方法包括如下步骤：
48.s11：制作钢墙板2，在钢板内侧等间距沿着竖向平行焊接t形加强肋4和l形加强肋5。
49.s12：制作钢楼板3，在钢板底侧焊接垂直相交的t形加强肋4和l形加强肋5。
50.s13：将首层单元的角部加强区域的预制混凝土墙板1与相邻的钢墙板2采用螺栓9连接，相邻的钢墙板2之间采用焊接连接，形成首层单元的墙体结构。
51.s14：将预制的钢楼板3四周边缘与首层单元的墙体焊接，形成首层单元的楼板结构。
52.s15：将预制的钢墙板2之间互相焊接，形成标准层单元的墙体结构。
53.s16：将预制的钢楼板3四周边缘与标准层单元的墙体焊接，形成标准层单元的楼板结构。
54.s17：采用步骤s15、s16继续在首层单元上施工标准层单元的钢墙板2和钢楼板3，形成标准层单元，首层单元与标准层单元共同构成箱板装配式组合结构。
55.箱板装配式组合结构现场作业量少，施工快速高效，绿色环保污染小，省时省力，综合造价低，可广泛应用于高层民用住宅建筑中。
56.首层单元墙体结构由预制混凝土墙与钢板墙共同构成，在楼层较高时，能有效提升结构承载能力，提升结构整体抗压，抗侧，抗扭强度。
57.作为本技术箱板装配式组合结构的一个应用示例，图7为采用本实用新型箱板装配式组合结构的建筑物示例性结构示意图，该高层住宅结构11包括首层单元和标准层单元，标准层单元可以有多层，首层单元和标准层单元共同构成高层住宅结构11。
58.如前，首层单元由预制混凝土墙板1、钢墙板2和钢楼板3构成，标准层单元由钢墙板2和钢楼板3构成。首层单元的预制混凝土墙板1主要位于首层单元的角部加强区域，用以提升其弹性抗侧刚度，避免在发生地震时因剪力过大引起的角部钢板屈曲失效和加强肋脱落现象。首层单元的楼板和标准层单元的墙板和楼板均采用纯钢结构，钢墙板2上预留有根据设计要求的门洞6和窗洞7。此种结构体系在用钢量上略高出传统的钢混结构，但节省了墙面与地面的混凝土用量，达到更高结构强度的同时综合造价更低。
59.在钢墙板2的内侧和钢楼板3底侧增设t形加强肋4和l形加强肋5，能够极大地增强板体的承载能力和刚度，避免受压变形和失稳破坏，提高了高层钢结构结构体系的安全性。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
61.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。同时，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
62.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型实施例，而并非是对本实用新型实施例的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型实施例的范围内。