一种组合钢支撑等效墙单元的制作方法

本实用新型涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种组合钢支撑等效墙单元。

背景技术：

钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，具有强度高、抗震性好等优点。由于钢构件可以工厂预制化生产，然后运输至施工现场安装，因此可以大大减少工程周期；同时，基于钢材的可重复利用性，采用钢结构建筑还能够减少建筑垃圾的产生，更加绿色环保。因此，钢结构得以广泛应用于工业建筑和民用建筑中。

现有技术中，由于住宅户型多异性，墙体布置无规律性，使得现有的钢结构的框架柱网难以形成系统的抗侧力体系，支撑难以找到合适的布置位置；此外，由于钢柱截面大于墙厚，往往在房间四角出现凸柱阳角，影响室内建筑使用功能。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的是提供一种组合钢支撑等效墙单元，以提高建筑的抗侧刚度、抗侧承载力和稳定性，并提高对建筑多样性布置的适应性。

本实用新型实施例提供了一种组合钢支撑等效墙单元，包括一根立柱、一个X型支撑架和至少一个K型支撑架，以及水平设置的两个横梁组，其中：

所述两个横梁组平行设置，每个横梁组包括环绕立柱设置的至少三道横梁，每道横梁与立柱固定连接且与相邻的横梁正交设置；

所述X型支撑架包括四根共面对称设置的第一斜撑杆，且每根第一斜撑杆一端与立柱中部相连接，另一端与对应的横梁相连接；

所述K型支撑架位于相对的两道横梁之间并与所述X型支撑架正交设置，包括一根竖撑杆和两根第二斜撑杆，所述竖撑杆与立柱平行设置且两端分别与对应的横梁连接，所述每根第二斜撑杆一端与竖撑杆中部连接，另一端与立柱连接。

可选的，所述每个横梁组包括呈T型设置的三道横梁，所述K型支撑架的数量为一个。

可选的，所述每个横梁组包括呈十字型设置的四道横梁，所述K型支撑架的数量为两个，所述两个K型支撑架分别位于立柱的两侧且呈轴对称设置。

优选的，所述横梁为工字钢梁。

优选的，所述立柱与每个横梁对应连接的位置分别固定有横梁连接端，所述横梁连接端的截面形状与横梁的截面形状相匹配。

可选的，所述立柱为矩形钢管柱、矩形钢管混凝土柱、圆形钢管柱、圆形钢管混凝土柱、工字形钢柱、十字工形钢柱或者L形、T形、井字形异型组合截面钢柱。

可选的，所述立柱为矩形钢管柱或者矩形钢管混凝土柱，所述立柱在与横梁连接端连接的位置设置有内环板或者外环板；或者，所述横梁连接端的翼缘板两侧分别设置有翼缘侧连接板，所述横梁连接端的翼缘板的宽度与两个翼缘侧连接板的厚度之和不大于所述立柱的截面边长。

可选的，所述立柱为圆形钢管柱或者圆形钢管混凝土柱，所述立柱在与横梁连接端连接的位置设置有内环板或者外环板。

可选的，所述立柱为工字形钢柱、十字工形钢柱或者L形、T形、井字形异型组合截面钢柱，所述立柱在与横梁连接端连接的位置设置有横隔板。

优选的，所述每道横梁的翼缘板与对应的横梁连接端的翼缘板焊接连接，所述每道横梁的腹板与对应的横梁连接端的腹板通过连接板螺栓连接。

优选的，所述第二斜撑杆与立柱连接的一端具有凸耳，所述立柱与第二斜撑杆连接的位置具有耳板，所述凸耳和耳板的对应位置分别具有穿过孔，所述第二斜撑杆与立柱通过穿过所述穿过孔的销轴铰接。

优选的，所述竖撑杆与横梁连接处通过端板螺栓连接，且所述横梁与所述竖撑杆连接位置的腹板上设置有加劲肋。

优选的，所述第一斜撑杆一端与立柱中部焊接连接，另一端与对应的横梁连接端焊接连接，所述横梁连接端与所述第一斜撑杆连接位置的腹板上设置有加劲肋。

可选的，所述第一斜撑杆为圆形钢管、矩形钢管、工字形钢支撑、T形钢支撑、L形钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑、阻尼器或者防屈曲支撑；和/或，所述竖撑杆为圆形钢管、矩形钢管、工字形钢支撑、T形钢支撑、L形钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或者防屈曲支撑；和/或，所述第二斜撑杆为圆形钢管、矩形钢管、工字形钢支撑、T形钢支撑、L形钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑、阻尼器或者防屈曲支撑。

在本实用新型实施例的技术方案中，X型支撑架的第一斜撑杆的一端与立柱中部连接，另一端与对应的横梁连接，K型支撑架的竖撑杆两端分别与对应的横梁连接，第二斜撑杆一端与竖撑杆中部连接，另一端与立柱连接，这样，在建筑受到水平方向的侧力作用时，X型支撑架与K型支撑架能够对立柱进行侧向支撑，提高了建筑的抗侧刚度、抗侧承载力和稳定性，并解决了凸柱阳角问题，能够满足建筑墙体的灵活布置。

附图说明

图1为本实用新型一实施例组合钢支撑等效墙单元的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例组合钢支撑等效墙单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例组合钢支撑等效墙单元的局部结构示意图一；

图4为本实用新型实施例组合钢支撑等效墙单元的局部结构示意图二；

图5为本实用新型实施例组合钢支撑等效墙单元的局部结构示意图三；

图6为本实用新型实施例组合钢支撑等效墙单元的局部结构示意图四。

附图标记：

1-立柱

2-横梁

31-竖撑杆

32-第二斜撑杆

33-端板

4-横梁连接端

5-翼缘侧连接板

6-连接板

7-连接部件

71-凸耳

72-耳板

73-销轴

8-加劲肋

9-第一斜撑杆

具体实施方式

为了提高建筑的抗侧刚度，从而提高建筑的抗侧承载力和稳定性，以及对建筑多异性布置的适应性，本实用新型实施例提供了一种组合钢支撑等效墙单元。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供的组合钢支撑等效墙单元，包括一根立柱1、一个X型支撑架和至少一个K型支撑架，以及水平设置的两个横梁组，其中：

两个横梁组平行设置，每个横梁组包括环绕立柱1设置的至少三道横梁2，每道横梁2与立柱1固定连接且与相邻的横梁2正交设置；

X型支撑架包括四根共面对称设置的第一斜撑杆9，且每根第一斜撑杆9一端与立柱1中部相连接，另一端与对应的横梁2相连接；

K型支撑架位于相对的两道横梁2之间并与X型支撑架正交设置，包括一根竖撑杆31和两根第二斜撑杆32，竖撑杆31与立柱1平行设置且两端分别与对应的横梁2连接，每根第二斜撑杆32一端与竖撑杆31中部连接，另一端与立柱1连接。

在本实用新型实施例的技术方案中，X型支撑架的第一斜撑杆9的一端与立柱1中部连接，另一端与对应的横梁2连接，K型支撑架的竖撑杆31两端分别与对应的横梁2连接，第二斜撑杆32一端与竖撑杆31中部连接，另一端与立柱1连接，这样，在建筑受到水平方向的侧力作用时，X型支撑架与K型支撑架能够对立柱1进行侧向支撑，提高了建筑的抗侧刚度，从而提高了建筑的抗侧承载力和稳定性。此外，采用该组合钢支撑等效墙单元还可避免房间的四角出现凸柱阳角，因此能够满足建筑墙体的灵活布置需要。

如图1所示，在本实用新型的一个优选实施例中，每个横梁组包括呈T型设置的三道横梁2，K型支撑架的数量为一个。此时，组合钢支撑等效墙单元整体呈T型设置，该形式的组合钢支撑等效墙单元可应用于建筑的外墙侧的墙角处。如图2所示，在本实用新型的另一优选实施例中，每个横梁组包括呈十字型设置的四道横梁2，K型支撑架的数量为两个，两个K型支撑架分别位于立柱1的两侧且呈轴对称设置。此时，组合钢支撑等效墙单元整体呈十字型设置，该形式的组合钢支撑等效墙单元可应用于建筑内部隔墙的墙角处。

如图4所示，在本实用新型的一个具体实施例中，横梁2为工字钢梁。工字钢横梁在保证了较好的承载强度的同时能够减少钢材的消耗和钢结构的自重，从而降低成本。

如图3和4所示，在本实用新型的优选实施例中，立柱1与每个横梁2对应连接的位置分别固定有横梁连接端4，横梁连接端4的截面形状与横梁2的截面形状相匹配。横梁连接端4的设置使得立柱1和横梁2之间的连接更为方便、易于实现，且连接强度也较高。

立柱的具体形式不限，例如可以为矩形钢管柱、矩形钢管混凝土柱、圆形钢管柱、圆形钢管混凝土柱、工字形钢柱、十字工形钢柱或者L形、T形、井字形异型组合截面钢柱等，在施工时可根据实际情况进行选用。

立柱与横梁连接端的连接节点具体形式可根据立柱的截面形状确定。在本实用新型的一个具体实施例中，立柱1为矩形钢管柱，横梁连接端4的翼缘板两侧分别设置有翼缘侧连接板5，翼缘侧连接板5的设置能够保证横梁2的力有效传递到立柱1上，此时立柱1可不用设置内横隔板，节点做法简单，且利于内灌注混凝土，此时，横梁连接端4的翼缘板的宽度与两个翼缘侧连接板5的厚度之和需不大于立柱1的截面边长，这样能够保证横梁2和立柱1的连接不受尺寸的影响，从而提高装配式钢结构的装配效率。或者，通过在立柱与横梁连接端连接的位置设置内环板或者外环板，也可将立柱与横梁连接端连接可靠固定并使横梁的力有效传递到立柱上。当矩形钢管立柱中灌注有混凝土时，该立柱即为矩形钢管混凝土柱，矩形钢管混凝土柱作为立柱能够进一步提高立柱乃至钢结构的强度和承载能力。

在本实用新型另一实施例中，立柱为圆形钢管柱，立柱在与横梁连接端连接的位置设置有内环板或者外环板。立柱上设置内环板或外环板能够进一步提高柱乃至钢结构的强度和承载能力。其中，该实施例中的立柱还可为圆形钢管混凝土柱，即灌注有混凝土的圆形钢管柱。

在本实用新型又一实施例中，立柱为工字形钢柱、十字工形钢柱或者L形、T形、井字形异型组合截面钢柱，立柱在与横梁连接端连接的位置设置有横隔板。该实施例中根据实际施工环境选用合适的立柱，横隔板的设置能够进一步提高柱乃至钢结构的强度和承载能力。

如图4所示，在本实用新型的优选实施例中，每道横梁2的翼缘板与对应的横梁连接端4的翼缘板焊接连接，每道横梁2的腹板与对应的横梁连接端4的腹板通过连接板6螺栓连接。这样，通过焊接连接与螺栓连接的双重连接作用保证了横梁2与横梁连接端4的刚性连接强度，从而提高了组合钢结构的结构强度。

如图6所示，第二斜撑杆32与立柱1通过连接部件7连接，第二斜撑杆32与立柱1连接的一端具有凸耳71，立柱1与第二斜撑杆32连接的位置具有耳板72，凸耳71和耳板72的对应位置分别具有穿过孔(图中未示出)，第二斜撑杆32与立柱1通过穿过穿过孔的销轴73铰接。采用该技术方案，使得第二斜撑杆32与立柱1的连接操作简便、易于施工，同时利用销轴铰接对装配精度要求不高，且能够根据施工要求自行微调K型支撑架的结构，提高了装配效率。

如图5和图6所示，第一斜撑杆9与横梁2之间以及第一斜撑杆9与立柱1之间可通过焊接链接，操作方便且连接牢靠，从而提高组合钢支撑等效墙单元的可靠性，且横梁2与第一斜撑杆9连接位置的腹板上设置有加劲肋8，这样可以进一步提高横梁2的结构强度。竖撑杆31与横梁2之间可以通过端板33螺栓连接，且横梁2与竖撑杆31连接位置的腹板上也可设置加劲肋8。

在本实用新型实施例中，第一斜撑杆、竖撑杆和第二斜撑杆的具体形式不限，例如可以为圆形钢管、矩形钢管、工字形钢支撑、T形钢支撑、L形钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑、阻尼器或者防屈曲支撑。阻尼器或者防屈曲支撑通过在其结构中安装消能器，当组合钢支撑等效墙单元受到冲击振动时，可以增加第一斜撑杆、竖撑杆或者第二斜撑杆的结构阻尼，消耗冲击产生的振动能量，从而提高组合钢支撑等效墙单元的抗震性能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。