装配式建筑主体结构的制作方法

本发明涉及建筑工程结构技术领域，特别是指一种装配式建筑主体结构。

背景技术：

住宅建设作为我国的传统产业，长期处于粗放型的生产阶段，能源和原材料消耗过大，工业化程度不高，劳动生产率及技术含量低，因此随着我国经济的快速发展，建筑产业工业化逐渐被社会所重视、成为焦点并快速发展。推进建筑产业工业化，有利于实现节能减排、推进绿色安全施工、提高工程质量、改善人居环境、促进产业结构升级。装配式建筑是实现建筑产业工业化的必然选择，装配式建筑是采用工厂预制的标准化部件，进行现场安装。

装配式建筑具有环保、施工速度快等优点，成为未来建筑发展的重要方向之一，目前，装配式房屋的使用越来越多，现有的装配式房屋大多采用钢结构框架与混凝土预制板体系或采用薄壁轻钢密肋龙骨复合结构体系，存在安装方式单一、安装过程复杂的问题。同时现有的装配式建筑，梁与柱连接时装配化程度低，现场湿作业、热作业多，安装过程复杂，加工安装时需要大量的人工费，不易于现场规范化管理；另外，传统的钢结构梁抗弯承载力差，不宜应用于大跨度的商业综合体建筑。

技术实现要素：

本发明提供一种梁柱连接合理、安装方便且抗弯承载力大的装配式建筑主体结构。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种装配式建筑主体结构，包括独立基础，所述独立基础的上方固定设置有至少一层支撑梁组和冷弯薄壁型钢组合梁板，顶层支撑梁组的上方固定设置有屋顶框架结构，其中：

每层的支撑梁组包括若干根方管柱，所述方管柱的上部固定设置有用于支撑所述冷弯薄壁型钢组合梁板的梁托；

所述冷弯薄壁型钢组合梁板包括槽型梁和依次固定设置在所述槽型梁上方的压型钢板、钢筋网与混凝土板，所述槽型梁为卷边槽形加劲结构梁，所述卷边槽形加劲结构梁的端部与所述方管柱的连接处固定设置有与所述梁托插接配合的套筒；

所述卷边槽形加劲结构梁包括竖板，所述竖板的上、下两端的同侧分别垂直固定设置有第一横板和第二横板，所述第一横板、竖板和第二横板形成C形槽，所述第一横板的上方在远离所述竖板的一端垂直设置有用于阻挡混凝土的竖向挡板，所述第一横板、第二横板、竖板和竖向挡板上均设置有加劲结构。

进一步的，所述加劲结构均设置在所述第一横板、第二横板、竖板和竖向挡板的中部，所述加劲结构为梯形凹槽，所述第一横板、第二横板和竖板上的加劲结构朝向所述C形槽的内侧，所述竖向挡板上的加劲结构朝向所述竖板的一侧。

进一步的，所述第二横板在远离所述竖板的一端垂直设置有向上的卷边，所述第一横板、第二横板、竖板、卷边和竖向挡板为一体成型，所述第一横板、第二横板、竖板、卷边和竖向挡板的材质均为冷弯薄壁型钢。

进一步的，所述竖向挡板与第一横板之间、所述第一横板与竖板之间以及所述竖板与第二横板之间均设置有若干个加强板，所述第一横板和第二横板之间设置有若干个弧形支撑板，其中：

所述加强板均与所述竖向挡板、第一横板、竖板以及第二横板上的加劲结构固定连接，所述竖向挡板、竖板和第二横板上加劲结构的梯形凹槽与所述加强板连接的梯形侧边上均设置有凸台，所述加强板上设置有与该凸台相配合的凹槽；

所述弧形支撑板的上下两端分别与所述第一横板和第二横板固定连接，所述弧形支撑板的中部与所述竖板上加劲结构的梯形凹槽的底边接触，所述梯形凹槽的底边设置有凸台，所述弧形支撑板的中部设置有与该凸台相配合的凹槽。

进一步的，所述独立基础包括底座和设置在所述底座上方的凸台，所述凸台上设置有用于插接所述方管柱的凹槽；

或者，所述方管柱的下端与所述独立基础采用浇筑固定。

进一步的，所述梁托上固定设置有凸起，所述套筒插接在所述凸起上；

或者，所述梁托由若干金属板焊接而成，所述梁托的截面为直角三角形，所述套筒的截面为正方形，所述套筒的下部与所述梁托的插接处设置有与所述梁托的斜边相配合的斜面，所述套筒的下部插接到所述梁托内；

或者，所述梁托由若干金属板焊接而成，所述梁托的截面为直角梯形，所述套筒的截面为正方形，所述套筒的下部插接到所述梁托内。

进一步的，所述方管柱与梁托通过焊接预制为一个整体，所述卷边槽形加劲结构梁与套筒通过焊接预制为一个整体，所述套筒与梁托的接触面焊接连接，所述方管柱、梁托和套筒的材质均为冷弯薄壁型钢。

进一步的，所述卷边槽形加劲结构梁与压型钢板为栓焊固定连接，所述钢筋网铺设于所述压型钢板的上方，所述混凝土板为现浇板或预制板，所述钢筋网位于所述现浇混凝土板内，其中：

所述压型钢板采用闭口型压型钢板；

所述混凝土板的混凝土采用改性水泥砂浆、轻集料混凝土、发泡混凝土或轻质煤矸石的一种；

所述钢筋网采用相互垂直的直径为4-8mm的钢筋焊接而成。

进一步的，所述屋顶框架结构包括钢屋架和与所述钢屋架固定连接的Z型檩条。

进一步的，所述支撑梁组和冷弯薄壁型钢组合梁板设计为1～6层，每层的方管柱之间、方管柱与钢屋架之间均采用螺栓连接、焊接或榫卯连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明的装配式建筑主体结构在组装时，首先将支撑梁组的每根方管柱固定在独立基础上，然后将卷边槽形加劲结构梁端部的套筒与方管柱的梁托插接，从而完成卷边槽形加劲结构梁与方管柱的安装固定，接下来将铺设有钢筋网的压型钢板安装在卷边槽形加劲结构梁的第一横板上，然后组装混凝土板，混凝土板可以为预制板或现浇板，在现场浇筑混凝土时无需另支模板，卷边槽形加劲结构梁的竖向挡板可以阻挡混凝土外溢，确保浇筑混凝土板的质量，从而完成冷弯薄壁型钢组合梁板的安装，在安装屋顶框架结构时，由于屋顶框架可以在工厂预制，所以可以直接将预制好的屋顶框架结构安装在支撑梁组上即可。综上，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明的卷边槽形加劲结构梁与方管柱在现场组装过程中，将卷边槽形加劲结构梁端部的套筒与方管柱上部的梁托进行插接，操作简单方便、安装精度高、施工效率高，减少了现场湿作业、热作业，减少了环境污染，降低了人工成本，提高了现场工作效率。

2)本发明的由卷边槽形加劲结构梁、压型钢板、钢筋网与混凝土板共同组成的冷弯薄壁型钢组合梁板，具有抗震性能好、自重轻、强度高等优点；压型钢板设置在卷边槽形加劲结构梁的第一横板上，框架梁围成的下方区域形成了管线安装空间，同时，相邻两组合梁板安装时，卷边槽形加劲结构梁对在一起，中间形成空腔，空腔内也可用于铺设管线，为管线的走向提供了便利。

3)本发明的独立基础具有施工简便，人工费用较低，整体性好，抗不均匀沉降的能力比较强的特点，因此较为适合装配式建筑使用；卷边槽形加劲结构梁采用加劲结构，抗弯承载力较未加劲结构提高40％～60％，可用于大跨径的商业综合体建筑，能够带来良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的装配式建筑主体结构的整体结构示意图；

图2为本发明的压型钢板与卷边槽形加劲结构梁的相对位置示意图；

图3为本发明的装配式建筑主体结构的冷弯薄壁型钢组合梁板的各部分组成示意图；

图4为本发明的装配式建筑主体结构的卷边槽形加劲结构梁示意图；

图5为本发明的装配式建筑主体结构的卷边槽形加劲结构梁截面示意图；

图6为本发明的装配式建筑主体结构的方管柱与独立基础的连接实施例示意图；

图7为本发明的装配式建筑主体结构的套筒与梁托的连接实施例示意图；

图8为本发明的装配式建筑主体结构的卷边槽形加劲结构梁与支柱的连接结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。但这些例举性实施例的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

在本发明中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本发明提供的装配式建筑主体结构在正常使用情况下定义的，并与附图1中所示的上下左右方向一致。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本发明保护范围的限制。

在本发明中，当零部件被称为“固定”在另一个零部件上，它可以直接在另一个零部件上，或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。当一个零部件被认为是“设置”在另一个零部件上，它可以是直接设置在另一个零部件上或者可能同时存在居中零部件。

本发明提供一种装配式建筑主体结构，如图1-8所示，包括独立基础1，独立基础1的上方固定设置有至少一层支撑梁组和冷弯薄壁型钢组合梁板，顶层支撑梁组的上方固定设置有屋顶框架结构2，其中：

每层的支撑梁组包括若干根方管柱3，方管柱3的上部固定设置有用于支撑冷弯薄壁型钢组合梁板的梁托4；

冷弯薄壁型钢组合梁板包括槽型梁和依次固定设置在槽型梁上方的压型钢板7、钢筋网8与混凝土板9，槽型梁为卷边槽形加劲结构梁5，卷边槽形加劲结构梁5的端部与方管柱3的连接处固定设置有与梁托4插接配合的套筒6；

卷边槽形加劲结构梁5包括竖板51，竖板51的上、下两端的同侧分别垂直固定设置有第一横板52和第二横板53，第一横板52、竖板51和第二横板53形成C形槽，第一横板52的上方在远离竖板51的一端垂直设置有用于阻挡混凝土的竖向挡板54，第一横板52、第二横板53、竖板51和竖向挡板54上均设置有加劲结构55。

本发明的装配式建筑主体结构在组装时，首先将支撑梁组的每根方管柱3的底端固定在独立基础1上，然后将卷边槽形加劲结构梁5端部的套筒6与方管柱3上部的梁托4插接，从而完成卷边槽形加劲结构梁5与方管柱3的安装固定，接下来将铺设有钢筋网8的压型钢板7安装在卷边槽形加劲结构梁5的第一横板52上，然后组装混凝土板9，混凝土板9可以为预制板或现浇板，在现场浇筑混凝土时无需另支模板，卷边槽形加劲结构梁5的竖向挡板54可以阻挡混凝土外溢，确保浇筑混凝土板9的质量，从而完成冷弯薄壁型钢组合梁板的安装，在组装屋顶框架结构2时，由于屋顶框架结构2可以在工厂预制，所以可以直接将预制好的屋顶框架结构2安装在支撑梁组上即可。综上，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明的卷边槽形加劲结构梁5与方管柱3在现场组装过程中，将卷边槽形加劲结构梁5端部的套筒6与方管柱3上部的梁托4进行插接，操作简单方便、安装精度高、施工效率高，减少了现场湿作业、热作业，减少了环境污染，降低了人工成本，提高了现场工作效率。

2)本发明的由卷边槽形加劲结构梁5、压型钢板7、钢筋网8与混凝土板9共同组成的冷弯薄壁型钢组合梁板，如图2所示，具有抗震性能好、自重轻、强度高等优点；压型钢板7设置在卷边槽形加劲结构梁5的第一横板52上，框架梁围成的下方区域形成了管线安装空间，同时，相邻两组合梁板安装时，卷边槽形加劲结构梁5对在一起，中间形成空腔10，如图3所示，空腔10内也可用于铺设管线，为管线的走向提供了便利。

3)本发明的独立基础1具有施工简便，人工费用较低，整体性好，抗不均匀沉降的能力比较强的特点，因此较为适合装配式建筑使用；卷边槽形加劲结构梁5采用加劲结构55，抗弯承载力较未加劲结构提高40％～60％，可用于大跨径的商业综合体建筑，能够带来良好的经济效益和社会效益。

优选的，加劲结构55均设置在第一横板52、第二横板53、竖板51和竖向挡板54的中部，加劲结构55为梯形凹槽，第一横板52、第二横板53和竖板51上的加劲结构55朝向C形槽的内侧，竖向挡板54上的加劲结构55朝向竖板51的一侧。加劲结构55设计为梯形凹槽可以保证在同等用钢量的情况下提高强度和抗弯承载力，梯形凹槽的朝向设计能够避免增大占用空间，不影响该发明的外侧施工。

优选的，第二横板53在远离竖板51的一端垂直设置有向上的卷边56，第一横板52、第二横板53、竖板51、卷边56和竖向挡板54为一体成型，第一横板52、第二横板53、竖板51、卷边56和竖向挡板54的材质为冷弯薄壁型钢。第一横板52、第二横板53、竖板51、卷边56和竖向挡板54一体成型，保证了卷边槽形加劲结构梁的整体强度。冷弯薄壁型钢具有热轧所不能生产的各种特薄、形状合理而复杂的截面，与热轧型钢相比较，在相同截面面积的情况下，回转半径可增大50％～60％，截面惯性矩可增大0.5～3.0倍，因而能较合理地利用材料强度；与普通钢结构(即由传统的工字钢、槽钢、角钢和钢板制作的钢结构)相比较，可节约钢材30％～50％左右。

为了避免本发明在运输和安装过程中损坏、变形，提高使用寿命，如图5所示，在竖向挡板54与第一横板52之间、第一横板52与竖板51之间以及竖板51与第二横板53之间均设置有若干个加强板57，第一横板52和第二横板53之间设置有若干个弧形支撑板58。其中：加强板57均与竖向挡板54、第一横板52、竖板51以及第二横板53上的加劲结构55固定连接，竖向挡板54、竖板51和第二横板53上加劲结构55的梯形凹槽与加强板57连接的梯形侧边上均设置有凸台，加强板57上设置有与该凸台相配合的凹槽。通过加强板57与竖向挡板54、第一横板52、竖板51以及第二横板53上的加劲结构55固定连接，可以提高整体的支撑强度和刚度，设计相配合的凸台和凹槽结构可以增大接触面积，更进一步提高承载力，同时可以提高连接的牢固性；弧形支撑板58的上下两端分别与第一横板52和第二横板53固定连接，弧形支撑板58的中部与竖板51上加劲结构55的梯形凹槽的底边接触，梯形凹槽的底边设置有凸台551，弧形支撑板58的中部设置有与该凸台551相配合的凹槽581。进一步的，弧形支撑板58在该凹槽581处设置有接触面板，该凹槽581设置在接触面板上，该接触面板与竖板51平行，与弧形支撑板581的主体部分垂直。需要补充说明的是，本发明的卷边槽形加劲结构梁5还设置有用于阻挡混凝土的水平挡板59，水平挡板59设置在竖向挡板54的上方在远离第一横板52的一端，水平挡板59与第一横板52位于竖向挡板54的同侧。水平挡板59可以焊接在竖向挡板54上，也可以直接将竖向挡板54朝着竖板方向弯折，形成其水平挡板59；在浇筑混凝土时，水平挡板59可以有效阻挡混凝土的散落和漏浆，使得混凝土完美成型，并且能够对楼板的边界和边角起到很好的加固和保护作用，防止在使用时出现楼板的边角损坏。另外，为了使得本发明的结构更加整齐合理，将第一横板52和第二横板53的长度设计为相同。

作为本发明的一种改进，方管柱3可以通过各种形式固定在独立基础1上，例如，独立基础1包括底座11和设置在底座11上方的凸台12，凸台12上设置有用于插接方管柱3的凹槽121，具体地，如图6所示，方管柱3下端设置有柱脚底板31，柱脚底板31的四个角上均设置有用于连接地脚螺栓34的螺纹孔，地脚螺栓34从下往上分别穿过底座11、凸台12和柱脚底板31，然后通过螺母固定，地脚螺栓34采用L形地脚螺栓，进一步的，为了提高抗剪力，方管柱3的下方固定设置有与凹槽121插接配合的抗剪件32，另外，柱脚底板31上在各个地脚螺栓34的两侧均设置有加劲板；或者直接将方管柱3的下端浇筑在独立基础1上。

进一步的，套筒6与梁托4的插接配合有多种形式，下面给出本发明的套筒6与梁托4的几种连接方式：

实施例1：

如图7(a)所示，梁托4上固定设置有凸起，套筒6插接在凸起上。凸起与套筒6插接实现了组合梁板与方管柱3的连接。

实施例2：

如图7(b)所示，梁托4由若干金属板焊接而成，梁托4的截面为直角三角形，套筒6的截面为正方形，套筒6的下部与梁托4的插接处设置有与梁托4的斜边相配合的斜面，套筒6的下部插接到梁托4内。截面为直角三角形的梁托的顶部无金属板，套筒6的下部插接到梁托4内，套筒6的斜面与梁托4的斜边配合，更加稳定。

实施例3：

如图7(c)所示，梁托4由若干金属板焊接而成，梁托4的截面为直角梯形，套筒6的截面为正方形，套筒6的下部插接到梁托4内。截面为直角梯形的梁托4的顶部无金属板，套筒6的下部插接到梁托4的上部，插接稳定，且能防止套筒6下滑。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。在实施例1-3中，为增加套筒6与方管柱3连接的牢固性，套筒6与方管柱3的接触面可以焊接。

为提高本发明的实用性，方管柱3、梁托4和套筒6的材质均为冷弯薄壁型钢，方管柱3与梁托4通过焊接预制为一个整体，卷边槽形加劲结构梁5与套筒6通过焊接预制为一个整体。方管柱3与梁托4、卷边槽形加劲结构梁5与套筒6在工厂分别预制为一个整体，现场施工时直接进行插接，既节省人力和材料，又节能环保。同时，为了增加牢固性，套筒6与梁托4的接触面焊接连接，套筒6与梁托4直接插接，由于套筒6和梁托4本身存在机械误差或者插接后套筒6与梁托4之间存在空隙，可能会出现晃动，可以在套筒6与梁托4的接触面进行焊接。

进一步的，卷边槽形加劲结构梁5与压型钢板7可以通过栓焊固定连接，钢筋网8铺设于压型钢板7的上方，混凝土板9可以为现浇板或预制板，优选的，混凝土板9为现浇混凝土板，钢筋网8位于现浇混凝土板9内。现浇混凝土板9与钢筋网8配合使用，强度高，防止混凝土板8开裂，提高使用寿命。进一步的，压型钢板7优选为闭口形压型钢板。提高组合梁板的承载能力，改善组合梁板的抗震性能。钢筋网8可以直接铺设在压型钢板7的上面，也可以点焊在压型钢板7的上面，本发明中，钢筋网8主要是配合混凝土提高混凝土板9的强度，钢筋网8的形状和结构可以采用本领域技术人员容易想到的其他形式，优选的，钢筋网8通过点焊与压型钢板7固定，钢筋网8为采用相互垂直的直径为4-8mm的钢筋焊接而成，在不过分增加组合梁板的重量的同时满足组合梁板强度要求。另外，混凝土板9可以采用改性水泥砂浆、轻集料混凝土、发泡混凝土或轻质煤矸石等材料铺设。

在本发明中，如图1所示，屋顶框架结构2包括钢屋架21和与钢屋架21固定连接的Z形檩条22，Z形檩条22受力比较合理，其中钢屋架21包括矩形的底架211、垂直连接在底架211的左侧的三角形的第一侧架212、垂直连接在底架211的右侧的三角形的第二侧架213、以及呈八字形设置的第三侧架214和第四侧架215。底架211可以采用型材焊接而成，第一侧架212和第二侧架213均采用桁架结构。第三侧架214和第四侧架215可以采用型材或者钢管纵横连接而成。底架211、第一侧架212、第二侧架213、第三侧架214和第四侧架215可以均在工厂内预制，然后在现场将第三侧架214和第四侧架215的顶部固定连接在一起，第三侧架214的左侧边、右侧边和下侧边分别与第一侧架212、第二侧架213和底架211固定连接，第四侧架215的左侧边、右侧边和下侧边也分别与第一侧架212、第二侧架213和底架211固定连接，底架211与顶层的支撑梁组的上端固定连接。当然，也可以在工厂内直接预制形成完整的屋顶框架结构2，以使得现场组装更加方便快速。另外，根据现场需要，支撑梁组和冷弯薄壁型钢组合梁板设计为1～6层，每层的方管柱3之间、方管柱3与钢屋架21之间均采用螺栓连接、焊接或榫卯连接。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。