专利名称：一种工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，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。
发明内容
本发明提出了一种属于结构工程技术领域的工业化多高层装配式钢结构框架-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。所述工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，包括装配式桁架板、装配式法兰柱和预应力中心支撑构件；其所述装配式桁架板包括配有角钢腹杆的格构式桁架梁、柱座节点和楼板，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柱座节点连接，形成桁架板底部框架，再将楼板支撑于桁架板底部框架内并进行连接，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或者柱座节点相互拼接，作为框架结构梁板层；所述的框架结构梁板层通过装配式法兰柱进行上下连接形成多层钢框架结构，所述的装配式法兰柱位于装配式桁架板上的柱座节点上；在所述钢框架结构的基础上，将预应力中心支撑构件连接到框架结构梁板层中的桁架梁或柱底、顶部作为抗侧力构件;所述的装配式桁架板，装配式法兰柱和预应力中心支撑构件均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配。所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，其装配式桁架板包括三种规格，分别为A板，B板与C板；所述A板包括柱座节点13、双角钢桁架长主梁14、双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17、连接板118、连接板1120和楼板19，其特征在于双角钢桁架主梁15和双角钢桁架长主梁14相互垂直，且均通过梁端封板，与双向柱座节点13上的槽钢连板采用螺栓相连，并且连接处的上下端面处分别焊接有一连接板Π20，连接板1120的两端分别连接在双角钢桁架主梁15和双角钢桁架 长主梁14的上下弦杆上；双角钢桁架主梁15的另一端连接有与双角钢桁架长主梁14水平的单角钢桁架长主梁16，双角钢桁架主梁15所述端部与单角钢桁架长主梁16端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16再通过上下两个断面的连接板118相连，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板11 8焊接相连；单角钢桁架次梁17连接在所述的双角钢桁架长主梁14和单角钢桁架长主梁16的另一端，与双角钢桁架主梁15水平相对，单角钢桁架次梁17 —端端部与单角钢桁架长主梁16另一端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且单角钢桁架次梁17与单角钢桁架长主梁16之间再通过连接在上下弦杆处的两个连接板118连接；单角钢桁架次梁17另一端端部与双角钢桁架长主梁14之间通过连接在上下弦杆处的两个连接板1120连接；所述的双角钢桁架长主梁14、双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁17对齐并通过螺栓进行连接，并且两根双角钢桁架长主梁14位于一条直线上，两根单角钢桁架长主梁16位于一条直线上；两根双角钢桁架长主梁14的上下端均通过梁端封板与三向柱座节点13两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，所述的两根单角钢桁架次梁17连接在三向柱座节点13上的与所述两个方向垂直的槽钢连板上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板19相连；所述A板的所有构件均在工厂中预制和组装;所述B板包括双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17、连接板118、连接板1120和楼板19，双角钢桁架主梁15和单角钢桁架长主梁16相互垂直，双角钢桁架主梁15端部与单角钢桁架长主梁16端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且再通过上下两个断面的连接板118相连，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板118焊接相连；双角钢桁架主梁15的另一端通过上下两个断面的连接板Π20连接有与所述单角钢桁架长主梁16水平的另一根单角钢桁架长主梁16，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板1120焊接相连；单角钢桁架次梁17连接在所述的两根双单角钢桁架长主梁16的另一端，与双角钢桁架主梁15水平相对，单角钢桁架次梁17与两根单角钢桁架长主梁16的连接形式和所述的双角钢桁架主梁15与两根单角钢桁架长主梁16的连接形式相同；所述的双角钢桁架主梁15、两根单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁17对齐并通过螺栓进行连接，并且一个长方形框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16和另一个长方向框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16分别位于一条直线上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与楼板19相连；所述B板的所有构件均在工厂中预制和组装；所述C板包括柱座节点13、双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17、连接板118、连接板1120和楼板19，双角钢桁架主梁15和单角钢桁架长主梁16相互垂直，且均通过梁端封板，与三向柱座节点13上的两个相邻的槽钢连板采用螺栓相连，并且连接处的上下端面处分别焊接有一连接板1120，连接板1120的两端分别连接在双角钢桁架主梁15和单角钢桁架长主梁16的上下弦杆上；双角钢桁架主梁15的另一端通过焊接连接有与单角钢桁架长主梁16水平的另一根单角钢桁架长主梁16，双角钢桁架主梁15端部与这根单角钢桁架长主梁16端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16再通过上下两个断面的连接板118相连，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板118焊接相连；单角钢桁架次梁17连接在所述的两根单角钢桁架长主梁16的另一端，与双角钢桁架主梁15水平相对，单角钢桁架次梁17 —端端部与单角钢桁架长主梁16另一端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且单角钢桁架次梁17与单角钢桁架长主梁16之间再通过连接在上下弦杆处的两个连接板118连接；单角钢桁架次梁17另一端端部与单角钢桁架长主梁16之间通过连接在上下弦杆处的两个连接板1120连接；所述的双角钢桁架主梁15、两根单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁17对齐并通过螺栓进行连接，并且一个长方形框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16和另一个长方向框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16分别位于一条直线上；两根单角钢桁架长主梁16的上下端均通过梁端封板与四向柱座节点13两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，所述的两根单角钢桁架次梁17连接在三向柱座节点13上的与所述两个方向垂直的槽钢连板上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板19相连；所述C板的所有构件均在工厂中预制和组装；在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，所述A板和B板，将A板和B板水平对齐，将A板的双角钢桁架主梁15的没有连接柱座的一端和B板的双角钢桁架主梁15有连接板118的一端通过梁端封板用螺栓进行拼接板的单角钢桁架次梁17的没有连接柱座的一端和B板的单角钢桁架次梁17的有连接板118的一端通过螺栓将梁端封板进行拼接；在A板的单角钢桁架长主梁16和B板的单角钢桁架长主梁16节点板处通过螺栓将单梁每隔一段固定距离进行拼接，使得两片单梁连接成为双梁；然后在拼接节点上下两面用螺栓加盖板；从而完成A板和B板的拼接；在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，所述B板和C板，将B板和C板水平对齐，将B板的双角钢桁架主梁15的有连接板1120的一端和C板的三向柱座节点13外露槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；将B板的单角钢桁架次梁17的有连接板1120的一端和C板的四向柱座节点13外露槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；将B板的两根单角钢桁架长主梁16的上下端均通过梁端封板与四向柱座节点13两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，将B板的单角钢桁架长主梁16的另一端分别通过梁端封板与C板的三向柱座节点13上与所述外露槽钢垂直的槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；在B板的单角钢桁架长主梁16和C板的单角钢桁架长主梁16节点板处通过螺栓将单梁每隔一段固定距离进行拼接，使得两片单梁连接成为双梁；然后在拼接节点上下两面用螺栓加盖板；从而完成B板和C板的拼接。所述装配式桁架板在柱座节点处上下分别与装配式法兰柱通过螺栓相连接，形成框架结构；所述预应力中心支撑构件由预应力索26和耳板组成，耳板在工厂通过焊接或者螺栓连接于钢框架结构的柱底、顶部或者桁架梁21上下弦杆处，预应力索26和每层楼上端和下端的耳板在施工现场通过螺栓相连接，形成框架-中心支撑结构；预应力索26通过将连接套22拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，所涉及的梁是由上下弦杆、腹杆2和节点板3拼接组成的桁架梁，其中上下弦杆使用角钢，或者使用槽型钢，或者使用方钢管，腹杆2使用角钢，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，腹杆2、上下弦杆和节点板3的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成； 或者使用由角钢和填板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆、腹杆2和填板4，其中上下弦杆和腹杆2都采用角钢，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，角钢和填板的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成。所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，其柱座有三种形式，分别为二向柱座、三向柱座和四向柱座；将法兰板17在箱型柱8上下处焊接，然后把两片槽钢9焊接于箱型柱8相邻两侧从而形成二向柱座；将法兰板17在箱型柱8上下处焊接，然后把三片槽钢9焊接于箱型柱8三边从而形成三向柱座；将法兰板17在箱型柱8上下处焊接，然后把四片槽钢9焊接于箱型柱8四边从而形成四向柱座；其中槽钢9腹板上开有螺栓孔，方便与梁上端封板用螺栓拼接。所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，其装配式法兰柱由箱型柱8分别和法兰板1110、法兰板11111、法兰板IV12组成，将普通法兰板向两个方向延伸即为法兰板Π10，向三个方向延伸即为法兰板11111，向四个方向延伸即为法兰板IV12 ;根据其法兰板的形状的不同可分为3种形式的法兰柱，分别为双边法兰柱，三边法兰柱和四边法兰柱；将法兰板IIlO在箱型柱8上下处焊接，从而形成双边法兰柱；将法兰板IIIll在箱型柱8上下处焊接，从而形成三边法兰柱；将法兰板IV12在箱型柱8上下处焊接，从而形成四边法兰柱；所述三种装配式法兰柱均在工厂制作完成。本发明的有益效果是，在上述工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，所采用的梁都是桁架梁，由于梁的腹部空隙较大，便于管线穿过，有效的增加了房间的净高。所述工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，完全采用螺栓进行现场装配，取消了传统的现场焊接方式和混凝土浇筑方式，有效的保证了施工质量，完全避免了混凝土浇筑和钢材焊接造成的环境污染，实现现场施工的“无水、无火、无尘”的三无标准，减少了火灾等危害事故的发生。并且预应力抗侧力体系能有效提高结构的侧向刚度，改善结构的变形性能，使结构有更大的安全贮备。本发明在构件拆除时，可以高效的回收利用，减少了建筑垃圾，真正的实现了绿色环保的理念，是一种绿色的，可持续发展的钢结构体系。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
是本发明的装配式桁架板拼接平面布置图是本发明的装配式桁架板带节点板角钢桁架梁示意图是本发明的装配式桁架板不带节点板角钢桁架梁示意图是本发明的装配式桁架板带节点板槽钢桁架梁示意图是本发明的装配式桁架板带节点板方钢管桁架梁示意图是本发明的装配式桁架板二向柱座示意图是本发明的装配式桁架板三向柱座示意图是本发明的装配式桁架板四向柱座示意图是本发明的装配式法兰柱示意图10是本发明的装配式桁架板A单元分解图11是本发明的装配式桁架板A单元拼装完成图12是本发明的装配式桁架板B单元分解图13是本发明的装配式桁架板B单元拼装完成图14是本发明的装配式桁架板C单元分解图
15是本发明的装配式桁架板C单元拼装完成图16是本发明的装配式桁架板A、B和C单元拼装完成图17是本发明的装配式桁架板节点I分解图18是本发明的装配式桁架板节点2分解图19是本发明的装配式桁架板节点3分解图20是本发明的装配式桁架板节点4分解图21是本发明的装配式桁架板节点5分解图22是本发明的装配式桁架板节点6分解图
23是本发明的装配式桁架板节点7分解图24是本发明的装配式桁架板节点8分解图25是本发明的装配式桁架板节点9分解图26是本发明的装配式桁架板节点10分解图27是本发明的装配式桁架板节点11分解图28是本发明的装配式桁架板节点12分解图29是本发明的双边法兰柱与节点的连接形式分解图30是本发明的三边法兰柱与节点的连接形式分解图
31是本发明的四边法兰柱与节点的连接形式分解图
32是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心人字形支撑体系
图34是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心V字形支撑体系示意35是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心十字交叉形支撑体系意36是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心双向单斜杆式支撑体系示意37是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系耳板124详38是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系耳板1126详39是本发明的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系耳板柱底部连接详中1.上下弦杆I，2.腹杆，3.节点板，4.填板，5.上下弦杆II，6.上下弦杆III，，7.法兰板I，8.箱型柱，9.槽钢，10.法兰板II，11.法兰板III，12.法兰板IV，13.柱座，14.双角钢桁架长主梁，15.双角钢桁架主梁，16.单角钢桁架长主梁，17.单角钢桁架次梁，18.连接板I，19.楼板，20.连接板II，21.桁架梁，22.连接套，23.装配式法兰柱，24.耳板I，25.预应力索，26.耳板II。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细说明如附图1所示，本发明的装配式桁架板的拼接位置设置在主梁中剪力和弯矩相对较小的地方，从结构力学的角度讲，拼接位置的设置非常合理。如附图2所示，本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架预应力中心支撑体系中，所涉及的梁是由角钢和节点板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆I1、腹杆2和节点板3，其中上下弦杆Il和腹杆2都采用角钢，且分为单角钢梁和双角钢梁，单角钢梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单角钢梁拼接成为双角钢梁，对于双角钢梁，角钢和节点板的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成；如附图3所示，或者使用由角钢和填板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆I1、腹杆2和填板4，其中上下弦杆Il和腹杆2都采用角钢，且分为单角钢梁和双角钢梁，单角钢梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单角钢梁拼接成为双角钢梁，对于双角钢梁，角钢和填板的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成；如附图4所示，或者使用由角钢、槽钢和节点板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆115、腹杆2和节点板3，其中上下弦杆115采用槽钢，腹杆2采用角钢，且分为单槽钢梁和双槽钢梁，单槽钢梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单槽钢梁拼接成为双槽钢梁，对于双槽钢梁，角钢、槽钢和节点板的连接使用螺栓连接，或者使用焊接，均在工厂加工完成；如附图5所示，或者使用由角钢、方钢管和节点板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆1116、腹杆2和节点板3，其中上下弦杆III6采用方钢管，腹杆2采用角钢，且分为单方钢管梁和双方钢管梁，单方钢管梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单方钢管梁拼接成为双方钢管梁，对于双方钢管梁，角钢、方钢管和节点板的连接使用螺栓连接，或者使用焊接，均在工厂加工完成；对于以上四种梁截面形式，单梁通过螺栓拼接成双梁的拼接方式具有良好的刚度和稳定性。由于桁架梁的腹部空隙较大，便于管线穿过，有效的增加了房间的净高。本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架预应力中心支撑体系中，如附图6-8所示，其柱座有三种形式，分别为二向柱座、三向柱座和四向柱座；将法兰板17在箱型柱8上下处焊接，然后把两片槽钢9焊接于箱型柱8相邻两侧从而形成二向柱座；将法兰板17在箱型柱8上下处焊接，然后把三片槽钢9焊接于箱型柱8三边从而形成三向柱座；将法兰板17在箱型柱8上下处焊接，然后把四片槽钢9焊接于箱型柱8四边从而形成四向柱座；其中槽钢9腹板上开有螺栓孔，与梁上端封板用螺栓拼接。本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图9所示，装配式法兰柱由箱型柱8分别和法兰板1110、法兰板11111、法兰板IV12组成，将普通法兰板向两个方向延伸即为法兰板1110，向三个方向延伸即为法兰板11111，向四个方向延伸即为法兰板IV12 ;根据其法兰板的形状的不同可分为3种形式的法兰柱，分别为双边法兰柱，三边法兰柱和四边法兰柱；将法兰板1110在箱型柱8上下处焊接，从而形成双边法兰柱；将法兰板IIIll在箱型柱8上下处焊接，从而形成三边法兰柱；将法兰板IV12在箱型柱8上下处焊接，从而形成四边法兰柱；所述三种装配式法兰柱均在工厂制作完成。在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图10-11所示，所述A板包括柱座节点13、双角钢桁架长主梁14、双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17、连接板118、连接板1120和楼板19，其特征在于双角钢桁架主梁15和双角钢桁架长主梁14相互垂直，且均通过梁端封板，与双向柱座节点13上的槽钢连板采用螺栓相连，并且连接处的上下端面处分别焊接有一连接板1120，连接板1120的两端分别连接在双角钢桁架主梁15和双角钢桁架长主梁14的上下弦杆上；双角钢桁架主梁15的另一端连接有与双角钢桁架长主梁14水平的单角钢桁架长主梁16，双角钢桁架主梁15所述端部与单角钢桁架长主梁16端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16再通过上下两个断面的连接板118相连，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板118焊接相连；单角钢桁架次梁17连接在所述的双角钢桁架长主梁14和单角钢桁架长主梁16的另一端，与双角钢桁架主梁15水平相对，单角钢桁架次梁17 —端端部与单角钢桁架长主梁16另一端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且单角钢桁架次梁17与单角钢桁架长主梁16之间再通过连接在上下弦杆处的两个连接板118连接；单角钢桁架次梁17另一端端部与双角钢桁架长主梁14之间通过连接在上下弦杆处的两个连接板1120连接；所述的双角钢桁架长主梁14、双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁17对齐并通过螺栓进行连接，并且两根双角钢桁架长主梁14位于一条直线上，两根单角钢桁架长主梁16位于一条直线上；两根双角钢桁架长主梁14的上下端均通过梁端封板与三向柱座节点13两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，所述的两根单角钢桁架次梁17连接在三向柱座节点13上的与所述两个方向垂直的槽钢连板上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板19相连；所述A板的所有构件均在工厂中预制和组装；在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图12-13所示，所述B板包括双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17、连接板118、连接板1120和楼板19，双角钢桁架主梁15和单角钢桁架长主梁16相互垂直，双角钢桁架主梁15端部与单角钢桁架长主梁16端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且再通过上下两个断面的连接板118相连，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板118焊接相连；双角钢桁架主梁15的另一端通过上下两个断面的连接板1120连接有与所述单角钢桁架长主梁16水平的另一根单角钢桁架长主梁16，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板1120焊接相连；单角钢桁架次梁17连接在所述的两根双单角钢桁架长主梁16的另一端，与双角钢桁架主梁15水平相对，单角钢桁架次梁17与两根单角钢桁架长主梁16的连接形式和所述的双角钢桁架主梁15与两根单角钢桁架长主梁16的连接形式相同；所述的双角钢桁架主梁15、两根单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁17对齐并通过螺栓进 行连接，并且一个长方形框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16和另一个长方向框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16分别位于一条直线上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板19相连；所述B板的所有构件均在工厂中预制和组装；在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图14-15所示，所述C板包括柱座节点13、双角钢桁架主梁15、单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17、连接板118、连接板1120和楼板19，双角钢桁架主梁15和单角钢桁架长主梁16相互垂直，且均通过梁端封板，与三向柱座节点13上的两个相邻的槽钢连板采用螺栓相连，并且连接处的上下端面处分别焊接有一连接板Π20，连接板1120的两端分别连接在双角钢桁架主梁15和单角钢桁架长主梁16的上下弦杆上；双角钢桁架主梁15的另一端通过焊接连接有与单角钢桁架长主梁16水平的另一根单角钢桁架长主梁16，双角钢桁架主梁15端部与这根单角钢桁架长主梁16端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16再通过上下两个断面的连接板118相连，并且双角钢桁架主梁15与单角钢桁架长主梁16的上下弦杆均与两块连接板118焊接相连；单角钢桁架次梁17连接在所述的两根单角钢桁架长主梁16的另一端，与双角钢桁架主梁15水平相对，单角钢桁架次梁17 —端端部与单角钢桁架长主梁16另一端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且单角钢桁架次梁17与单角钢桁架长主梁16之间再通过连接在上下弦杆处的两个连接板118连接；单角钢桁架次梁17另一端端部与单角钢桁架长主梁16之间通过连接在上下弦杆处的两个连接板1120连接；所述的双角钢桁架主梁15、两根单角钢桁架长主梁16、单角钢桁架次梁17构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁17对齐并通过螺栓进行连接，并且一个长方形框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16和另一个长方向框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁16分别位于一条直线上；两根单角钢桁架长主梁16的上下端均通过梁端封板与四向柱座节点13两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，所述的两根单角钢桁架次梁17连接在三向柱座节点13上的与所述两个方向垂直的槽钢连板上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板19相连；所述C板的所有构件均在工厂中预制和组装;本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图
16所示，所述A板和B板，将A板和B板水平对齐，将A板的双角钢桁架主梁15的没有连接柱座的一端和B板的双角钢桁架主梁15有连接板118的一端通过梁端封板用螺栓进行拼接；将A板的单角钢桁架次梁17的没有连接柱座的一端和B板的单角钢桁架次梁17的有连接板118的一端通过螺栓将梁端封板进行拼接；在A板的单角钢桁架长主梁16和B板的单角钢桁架长主梁16节点板处通过螺栓将单梁每隔一段固定距离进行拼接，使得两片单梁连接成为双梁；然后在拼接节点上下两面用螺栓加盖板；从而完成A板和B板的拼接；本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图16所示，所述B板和C板，将B板和C板水平对齐，将B板的双角钢桁架主梁15的有连接板1120的一端和C板的三向柱座节点13外露槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；将B板的单角钢桁架次梁17的有连接板1120的一端和C板的四向柱座节点13外露槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连板的两根单角钢桁架长主梁16的上下端均通过梁端封板与四向柱座节点13两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，将B板的单角钢桁架长主梁16的另一端分别通过梁端封板与C板的三向柱座节点13上与所述外露槽钢垂直的槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；在B板的单角钢桁架长主梁16和C板的单角钢桁架长主梁16节点板处通过螺栓将单梁每隔一段固定距离进行拼接，使得两片单梁连接成为双梁；然后在拼接节点上下两面用螺栓加盖板；从而完成B板和C板的拼接。综上所述，A、B、C拼接所成的整体楼板在拼接处有节点9、节点10、节点11和节点12四种不同的节点形式，其中节点9和节点10处可在拼接节点上下覆盖板以加大节点刚度。在上述工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图17-24所示，分别作出了装配式桁架板节点1-8的分解详图；如附图25-28所示，分别作出了装配式桁架板节点9-12的分解详图；附图29-31为三种不同的装配式法兰柱与其对应节点的连接形式分解详图；本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图
32所示，其人字形抗侧力构件由预应力索25、连接套22、耳板124和耳板1126组成；耳板124通过焊接或者螺栓连接于柱底部上，预应力索25和耳板124通过螺栓连接；耳板1126通过焊接或者螺栓连接于桁架梁21上，预应力索25和耳板1126通过螺栓连接；预应力索25通过将连接套22拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图
33所示，其单斜杆式抗侧力构件由预应力索25、连接套22和耳板124组成；耳板124通过焊接或者螺栓连接于柱底部和顶部，预应力索25和耳板124通过螺栓连接；预应力索25通过将连接套22拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图
34所示，其V字形抗侧力构件由预应力索25、连接套22、耳板124和耳板1126组成；耳板124通过焊接或者螺栓连接于柱底部和顶部，预应力索25和耳板124通过螺栓连接；耳板1126通过焊接或者螺栓连接于桁架梁21上，预应力索25和耳板1126通过螺栓连接；预应力索25通过将连接套22拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图
35所示，其十字交叉形抗侧力构件由预应力索25、连接套22和耳板124组成；耳板124通过焊接或者螺栓连接于柱底部和顶部，预应力索25和耳板124通过螺栓连接；预应力索25通过将连接套22拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。本发明所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图36所示，其双向单斜杆式抗侧力构件由预应力索25、连接套22和耳板124组成；耳板124通过焊接或者螺栓连接于柱底部和顶部，预应力索25和耳板124通过螺栓连接；预应力索25通过将连接套22拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。在上述工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，如附图37-39所示，分别作出了耳板与索体连接节点处的分解详图。
权利要求
1.一种工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，包括装配式桁架板、装配式法兰柱和预应力中心支撑构件，其特征在于 所述装配式桁架板包括配有角钢腹杆的格构式桁架梁、柱座节点和楼板，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柱座节点连接，形成桁架板底部框架，再将楼板支撑于桁架板底部框架内并进行连接，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或者柱座节点相互拼接，作为框架结构梁板层；所述的框架结构梁板层通过装配式法兰柱进行上下连接形成多层钢框架结构，所述的装配式法兰柱位于装配式桁架板上的柱座节点上；在所述钢框架结构的基础上，将预应力中心支撑构件连接到框架结构梁板层中的桁架梁或柱底、顶部作为抗侧力构件；所述的装配式桁架板，装配式法兰柱和预应力中心支撑构件均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配。
2.根据权利要求1所述的一种工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，其特征在于所述的装配式桁架板包括三种规格，分别为A板，B板与C板； 所述A板包括柱座节点(13)、双角钢桁架长主梁(14)、双角钢桁架主梁(15)、单角钢桁架长主梁(16)、单角钢桁架次梁(17)、连接板I (18)、连接板II (20)和楼板(19)，其特征在于双角钢桁架主梁(15)和双角钢桁架长主梁(14)相互垂直，且均通过梁端封板，与双向柱座节点(13)上的槽钢连板采用螺栓相连，并且连接处的上下端面处分别焊接有一连接板II (20)，连接板II (20)的两端分别连接在双角钢桁架主梁(15)和双角钢桁架长主梁(14)的上下弦杆上；双角钢桁架主梁(15)的另一端连接有与双角钢桁架长主梁(14)水平的单角钢桁架长主梁(16)，双角钢桁架主梁(15)所述端部与单角钢桁架长主梁(16)端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且双角钢桁架主梁(15)与单角钢桁架长主梁(16)再通过上下两个断面的连接板I (18)相连，并且双角钢桁架主梁(15)与单角钢桁架长主梁(16)的上下弦杆均与两块连接板I (18)焊接相连；单角钢桁架次梁(17)连接在所述的双角钢桁架长主梁(14)和单角钢桁架长主梁(16)的另一端，与双角钢桁架主梁(15)水平相对，单角钢桁架次梁(17) —端端部与单角钢桁架长主梁(16)另一端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且单角钢桁架次梁(17)与单角钢桁架长主梁(16)之间再通过连接在上下弦杆处的两个连接板I (18)连接；单角钢桁架次梁(17)另一端端部与双角钢桁架长主梁(14)之间通过连接在上下弦杆处的两个连接板II (20)连接；所述的双角钢桁架长主梁(14)、双角钢桁架主梁(15)、单角钢桁架长主梁(16)、单角钢桁架次梁(17)构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁(17)对齐并通过螺栓进行连接，并且两根双角钢桁架长主梁(14)位于一条直线上，两根单角钢桁架长主梁(16)位于一条直线上；两根双角钢桁架长主梁(14)的上下端均通过梁端封板与三向柱座节点(13)两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，所述的两根单角钢桁架次梁(17)连接在三向柱座节点(13)上的与所述两个方向垂直的槽钢连板上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板(19)相连；所述A板的所有构件均在工厂中预制和组装； 所述B板包括双角钢桁架主梁(15)、单角钢桁架长主梁(16)、单角钢桁架次梁(17)、连接板I (18)、连接板II (20)和楼板(19)，双角钢桁架主梁(15)和单角钢桁架长主梁(16)相互垂直，双角钢桁架主梁(15)端部与单角钢桁架长主梁(16)端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且再通过上下两个断面的连接板I (18)相连，并且双角钢桁架主梁(15)与单角钢桁架长主梁(16)的上下弦杆均与两块连接板I(18)焊接相连；双角钢桁架主梁(15)的另一端通过上下两个断面的连接板II (20)连接有与所述单角钢桁架长主梁(16)水平的另一根单角钢桁架长主梁(16)，并且双角钢桁架主梁(15)与单角钢桁架长主梁(16)的上下弦杆均与两块连接板II (20)焊接相连；单角钢桁架次梁(17)连接在所述的两根双单角钢桁架长主梁(16)的另一端，与双角钢桁架主梁(15)水平相对，单角钢桁架次梁(17)与两根单角钢桁架长主梁(16)的连接形式和所述的双角钢桁架主梁(15)与两根单角钢桁架长主梁(16)的连接形式相同；所述的双角钢桁架主梁(15)、两根单角钢桁架长主梁(16)、单角钢桁架次梁(17)构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁(17)对齐并通过螺栓进行连接，并且一个长方形框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁(16)和另一个长方向框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁(16)分别位于一条直线上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板(19)相连；所述B板的所有构件均在工厂中预制和组装； 所述C板包括柱座节点(13)、双角钢桁架主梁(15)、单角钢桁架长主梁(16)、单角钢桁架次梁(17)、连接板I (18)、连接板II (20)和楼板(19)，双角钢桁架主梁(15)和单角钢桁架长主梁(16)相互垂直，且均通过梁端封板，与三向柱座节点(13)上的两个相邻的槽钢连板采用螺栓相连，并且连接处的上下端面处分别焊接有一连接板II (20)，连接板II (20)的两端分别连接在双角钢桁架主梁(15)和单角钢桁架长主梁(16)的上下弦杆上；双角钢桁架主梁(15)的另一端通过焊接连接有与单角钢桁架长主梁(16)水平的另一根单角钢桁架长主梁(16)，双角钢桁架主梁(15)端部与这根单角钢桁架长主梁(16)端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且双角钢桁架主梁(15)与单角钢桁架长主梁(16)再通过上下两个断面的连接板I (18)相连，并且双角钢桁架主梁(15)与单角钢桁架长主梁(16)的上下弦杆均与两块连接板I (18)焊接相连；单角钢桁架次梁(17)连接在所述的两根单角钢桁架长主梁(16)的另一端，与双角钢桁架主梁(15)水平相对，单角钢桁架次梁(17)—端端部与单角钢桁架长主梁(16)另一端部的上下弦杆和梁端封板分别焊接相连，且单角钢桁架次梁(17)与单角钢桁架长主梁(16)之间再通过连接在上下弦杆处的两个连接板I (18)连接；单角钢桁架次梁(17)另一端端部与单角钢桁架长主梁(16)之间通过连接在上下弦杆处的两个连接板II (20)连接；所述的双角钢桁架主梁(15)、两根单角钢桁架长主梁(16)、单角钢桁架次梁(17)构成一长方形框架；所述的两个长方形框架进行连接构成一个拼接的底部框架；两个长方形框架中的单角钢桁架次梁(17)对齐并通过螺栓进行连接，并且一个长方形框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁(16)和另一个长方向框架水平相对的两根单角钢桁架长主梁(16)分别位于一条直线上；两根单角钢桁架长主梁(16)的上下端均通过梁端封板与四向柱座节点(13)两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，所述的两根单角钢桁架次梁(17)连接在三向柱座节点(13)上的与所述两个方向垂直的槽钢连板上；所述底部框架通过桁架梁上弦杆上部锚固件与两块楼板(19)相连；所述C板的所有构件均在工厂中预制和组装； 在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，所述A板和B板，将A板和B板水平对齐，将A板的双角钢桁架主梁(15)的没有连接柱座的一端和B板的双角钢桁架主梁(15)有连接板I (18)的一端通过梁端封板用螺栓进行拼接；将A板的单角钢桁架次梁(17)的没有连接柱座的一端和B板的单角钢桁架次梁(17)的有连接板I (18)的一端通过螺栓将梁端封板进行拼接；在A板的单角钢桁架长主梁(16)和B板的单角钢桁架长主梁(16)节点板处通过螺栓将单梁每隔一段固定距离进行拼接，使得两片单梁连接成为双梁；然后在拼接节点上下两面用螺栓加盖板；从而完成A板和B板的拼接； 在工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，所述B板和C板，将B板和C板水平对齐，将B板的双角钢桁架主梁(15)的有连接板II (20)的一端和C板的三向柱座节点(13)外露槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；将B板的单角钢桁架次梁(17)的有连接板II (20)的一端和C板的四向柱座节点(13)外露槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；将B板的两根单角钢桁架长主梁(16)的上下端均通过梁端封板与四向柱座节点(13)两个相对方向上的槽钢连板采用螺栓相连，将B板的单角钢桁架长主梁(16)的另一端分别通过梁端封板与C板的三向柱座节点(13)上与所述外露槽钢垂直的槽钢连板通过梁端封板采用螺栓相连；在B板的单角钢桁架长主梁(16)和C板的单角钢桁架长主梁(16)节点板处通过螺栓将单梁每隔一段固定距离进行拼接，使得两片单梁连接成为双梁；然后在拼接节点上下两面用螺栓加盖板；从而完成B板和C板的拼接。
3.根据权利要求1所述的一种工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，其特征在于所述装配式桁架板在柱座节点处上下分别与装配式法兰柱通过螺栓相连接，形成框架结构；所述预应力中心支撑构件由预应力索(26)和耳板组成，耳板在工厂通过焊接或者螺栓连接于钢框架结构的柱底、顶部或者桁架梁(21)上下弦杆处，预应力索(26)和每层楼上端和下端的耳板在施工现场通过螺栓相连接，形成框架-中心支撑结构；预应力索(26)通过将连接套(22)拧紧施加预应力；所述预应力索为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件。
4.根据权利要求1所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，其特征在于工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系所涉及的梁是由上下弦杆、腹杆(2)和节点板(3)拼接组成的桁架梁，其中上下弦杆使用角钢，或者使用槽型钢，或者使用方钢管，腹杆(2)使用角钢，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，腹杆(2)、上下弦杆和节点板(3)的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成； 或者使用由角钢和填板拼接组成的桁架梁，包括上下弦杆、腹杆(2)和填板(4)，其中上下弦杆和腹杆(2)都采用角钢，腹杆与弦杆成30度-60度的角度；且分为单梁和双梁，单梁每隔一段固定距离设置连接孔，便于在板与板的拼接时用螺栓将两片单梁拼接成为双梁，对于双梁，角钢和填板的连接使用螺栓连接或者使用焊接，均在工厂加工完成。
5.根据权利要求1所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，其特征在于其柱座有三种形式，分别为二向柱座、三向柱座和四向柱座；将法兰板I (7)在箱型柱(8)上下处焊接，然后把两片槽钢(9)焊接于箱型柱(8)相邻两侧从而形成二向柱座；将法兰板1(7)在箱型柱(8)上下处焊接，然后把三片槽钢(9)焊接于箱型柱(8)三边从而形成三向柱座；将法兰板1(7)在箱型柱(8)上下处焊接，然后把四片槽钢(9)焊接于箱型柱(8)四边从而形成四向柱座；其中槽钢(9)腹板上开有螺栓孔，与梁上端封板用螺栓拼接。
6.根据权利要求1所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，其特征在于装配式法兰柱由箱型柱(8)分别和法兰板II (10)、法兰板III (11)、法兰板IV (12)组成，将普通法兰板向两个方向延伸即为法兰板II (10)，向三个方向延伸即为法兰板III (11)，向四个方向延伸即为法兰板IV (12);根据其法兰板的形状的不同可分为3种形式的法兰柱，分别为双边法兰柱，三边法兰柱和四边法兰柱；将法兰板II (10)在箱型柱(8)上下处焊接，从而形成双边法兰柱；将法兰板III (11)在箱型柱(8)上下处焊接，从而形成三边法兰柱；将法兰板IV (12)在箱型柱(8)上下处焊接，从而形成四边法兰柱；所述三种装配式法兰柱均在工厂制作完成。
7.根据权利要求1所述的工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系中，其特征在于所述楼板使用压型钢板组合楼板，或者钢筋混凝土楼板，或者OSB刨花板。
全文摘要
一种工业化多高层装配式钢结构框架-预应力中心支撑体系，属于结构工程技术领域，其包括装配式桁架板、装配式法兰柱和预应力中心支撑构件；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或者柱座节点相互拼接，作为框架结构梁板层；框架结构梁板层通过装配式法兰柱进行上下连接形成多层钢框架结构；在钢框架结构的基础上，将预应力中心支撑构件连接到框架结构梁板层中的桁架梁或柱底、顶部作为抗侧力构件；所述构件均在工厂预制，施工现场通过螺栓进行装配；本发明将模块化，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。
文档编号E04B1/58GK102995744SQ20121048525
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者张爱林, 郭志鹏, 刘学春, 史晓娜 申请人:北京工业大学