一种外剪—内框装配式建筑混合结构的制作方法

本发明涉及建筑技术领域，具体是指一种外剪—内框装配式建筑混合结构。

背景技术：

装配式钢结构具备工业化产品生产全过程的特征，已成为我国建筑产业化的主要结构形式。装配式钢框架结构体系在地震作用中，为了解决抗侧能力不足的问题，高层钢框结构中常采用支撑框架结构体系。但无论是钢框架结构体系，还是带支撑的钢框架结构体系，四周外墙采用预制挂板做维护，外挂墙板漏水问题是常见的质量通病，影响住宅建筑使用。现有技术中的钢框架—内浇混凝土筒体结构或钢框架支撑结构很好的解决了水平地震作用，力学性能好。但内部现浇混凝土核心筒不利于建筑平面布置，建筑空间利用率低。为了解决钢框架、钢框架—内混凝土核心筒结构缺点，发挥钢框架、钢框架—内混凝土核心筒结构优点，亟需研发一种新型结构体系满足上述实际要求。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提出了一种完善建筑结构体系种类，并提高了装配式钢结构建筑品质和产业化程度的外剪—内框装配式建筑混合结构。

本发明提供的技术方案为：

一种外剪—内框装配式建筑混合结构，所述混合结构四周采用三明治预制剪力墙承重，并设置加强层，且所述三明治预制剪力墙采用现浇节点连接，所述节点形式为一字型节点、t字形节点和l形节点，所述混合结构内部设置钢管混凝土内框架，所述内框架采用型钢梁和方形钢管混凝土制成；所述钢管混凝土的框架柱截面设为矩形，所述矩形长边平行于建筑横向方向，所述矩形短边平行于建筑纵向方向。

优选地，所述t字型节点的腹板设为300×300mm的混凝土板结构，且所述腹板支撑型钢梁。

优选地，所述型钢梁通过穿设方形钢管混凝土柱方式连接。

优选地，所述三明治预制剪力墙通过现浇节点和内框架型钢梁刚性节点连接，且连接方式为工字钢暗柱预埋在现浇混凝土节点内；所述工字钢暗柱通过牛腿焊接，在所述牛腿封口位置焊接有封口板，所述封口板通过连接板栓焊与工字钢梁连接。

优选地，所述内框架在建筑单元分割处设置混凝土剪力墙，并与山墙呈预定间距；通过所述内框架分隔的剪力墙长度小于等于8m，在长度大于8m的剪力墙中间设置预制混凝土挂板。

优选地，在所述预制剪力墙中，山墙采用预制混凝土挂板分割，以用来防止吸收地震剪力过大造成应力集中。

优选地，所述内框架方形钢管混凝土柱为扁长柱，柱短边长度与条板隔墙宽度相同。

优选地，所述预制剪力墙厚度按照轴压比确定，并随建筑高度变化，选用200mm、250mm或300mm。

优选地，所述混合结构还包括楼板和楼梯，所述楼板设为桁架叠合板、带肋桁架叠合板或压型钢板楼板，所述楼梯采用混凝土预制板式楼梯。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明结构四周外墙采用承重预制剪力墙，现浇节点连接，有效解决了外墙防水问题，防水效果好；

(2)本发明结构内部采用钢管混凝土柱框架，有效的克服框架—核心筒不利于平面布置，空间利用低的不利因素；

(3)本发明结构外墙四周布置承重预制剪力墙，内部采用钢管混凝土结构，建筑结构受力更加合理，抗震性能更好；

(4)本发明结构墙体采用预制剪力墙、钢管混凝土柱、桁架叠合板、预制楼梯，实现全装配化施工，产业化程度高，具有广泛推广价值的新型结构体系。

附图说明

图1是一种外剪—内框装配式建筑混合结构的建筑标准层平面结构示意图；

图2是一种外剪—内框装配式建筑混合结构的局部放大图一示意图；

图3是一种外剪—内框装配式建筑混合结构的局部放大图二示意图；

图4是一种外剪—内框装配式建筑混合结构的标准层结构布置示意图；

图5是一种外剪—内框装配式建筑混合结构中实施例一的平面布局示意图；

图6是一种外剪—内框装配式建筑混合结构中实施例一的bim剪力墙与框架型钢梁连接节点图；

图7是一种外剪—内框装配式建筑混合结构中预制剪力墙中t现节点的连接示意图；

图8是一种外剪—内框装配式建筑混合结构中预制剪力墙l现浇节点的连接示意图；

图9是一种外剪—内框装配式建筑混合结构中预制剪力墙l现浇节点的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图1～4，以及附图7～9所示，一种外剪—内框装配式建筑混合结构，混合结构四周采用三明治预制剪力墙1承重，并设置加强层，且三明治预制剪力墙1采用现浇节点连接，主要节点形式为t字形节点2、l形节点3和一字型节点4，混合结构内部设置方形钢管混凝土内框架5，内框架5采用型钢梁51和方形钢管混凝土制成；包含有方形钢管混凝土的框架柱截面设为矩形，矩形长边平行于建筑横向方向，矩形短边平行于建筑纵向方向。在具体实施时，三明治预制剪力墙1依据《装配式混凝土结构技术规程》jgj1-2014规定确定加强层，连接节点的设计符合《装配式混凝土建筑技术标准》gb/t51231-2016规定。

三明治预制剪力墙1的连接节点包括一字型、t字型和l型，t字型节点的腹板设为300×300mm的混凝土板结构，且腹板支撑型钢梁。在进行施工时，采用铝膜施工，并现浇混凝土。

型钢梁21通过穿设的方形钢管混凝土柱52方式连接。钢管混凝土框架柱52、框架梁截面尺寸按照构造和有限元计算分析确定。

三明治预制剪力墙1和钢框架型钢梁51采用暗型钢柱刚性节点连接，且连接方式为工字钢暗柱预埋在现浇混凝土节点内；工字钢暗柱通过牛腿焊接，在牛腿段封口位置焊接有封口板，封口板通过连接板栓焊与工字钢梁连接。

内框架2在建筑单元分割处设置混凝土剪力墙，并与山墙呈预定间距，与山墙的间距不能过大。借以满足抗震的要求；通过内框架2分割的剪力墙长度小于等于8m，在长度大于8m的剪力墙中间设置预制混凝土挂板。

在预制剪力墙中，山墙剪力墙设置断开用预制混凝土挂板，防止地震吸收剪力过大造成应力集中。当山墙剪力墙过长，地震时吸收剪力过大，从而防止造成应力集中。

内框架方形钢管混凝土柱52扁长化，短边长度在采用条板隔墙宽度时与钢管混凝土柱52短边长度相同。统筹考虑到受力和建筑隔墙的宽度因素，采用条板隔墙宽度时应该与钢管混凝土柱短边长度相同。

预制剪力墙厚度按照轴压比确定，随高度变化选用200mm、250mm或300mm。

混合结构还包括楼板和楼梯6，楼板设为桁架叠合板、带肋桁架叠合板或压型钢板楼板，楼梯6采用混凝土预制板式楼梯。

本发明在具体实施时，钢管采用q345钢材，且采用直螺纹焊接或无缝钢管，钢材应有明显的屈服强度，伸长率不应小于20％，且应有良好的焊接性和冲击韧性。

实施例一

结合附图1～5，采用一梯六户塔式高层住宅为例，建筑层高均为2.90m，总层数33层，结构总高度95.7m，平面尺寸投影尺寸31.2m×19.6m。建筑四周采用200mm厚承重三明治预制剪力墙，其中1至4及33层采用现浇剪力墙加强层，5至32层外墙采用预制三明治剪力墙，预制剪力墙连接采用局部节点现浇节点。建筑结构内部采用钢结构框架，隔墙采用条形板，厨房、卫生间采用集成厨房及卫生间。框架结构的型钢梁与预制剪力墙局部现浇t型节点采用设置暗型钢柱与型钢梁刚性连接。抗震设防烈度7(0.1g)，设计地震分组为第一组，场地类别ⅱ类，场地特征周期tg＝0.35s。风荷载采用0.35kn/m²，预制剪力墙体抗震等级为二级，框架钢管混凝土柱抗震等级为二级。

下面结合案例工程对本发明的实施做进一步的说明。

实施过程如下：

利用bim技术对典型案例标准户型进行了拆分组合，设计时进行了厨房、卫生间、卧室、餐厅等模块化设计，把这些模块组合成模块化单元，再做好的垂直交通模块进行组合，完成a1、a2、a3户型模块组合集成设计单元。本文发明案例工程a1、a2、a3户型模块组合集成设计见图5所示。

在户型的设计中，遵循了模数和模数协调原则，以标准化设计为基础，按照“少规格多组合”的理念进行了设计，户型设计上实现系列化和多样化。

模块单元设计做到了建筑功能空间使用基本单元体，同一使用功能的基本单元体具有通用性和互性。单元组合体现建筑构成的多样性和丰富性，单元与其他构件组合后，形成了合理的单元结构体系；单元组合后，建筑设备进行了系统化的配置。

在图6中，各个符号代表的含义为：

b1-型钢暗柱，b2-剪力墙现浇节点混凝土，b3-封口板，b4-高强螺栓，b5-连接板，b6-暗牛腿，b7-预制三明治剪力墙墙板，b8-框架型钢梁。

在图7中，各个符号代表的含义为：

t1-模板体系，t2-预制墙，t3-模板体系，t4-现浇墙柱，t5-拉杆体系，t6-m14l＝15，t7-拉杆体系，t8-m14螺帽，t9-椎体螺帽。

在图8中，各个符号代表的含义为：

l1-模板体系，l2-现浇墙柱，l3-拉杆体系，l4-螺帽，l5-模板体系，l6-预制墙，l7-m14l＝55，l8-m14l＝80，l9-拉杆体系，l10-螺帽，l11-预制墙。

在图9中，各个符号代表的含义为：

z1-模板体系，z2-预制墙，z3-现浇墙柱，z4-m14l＝55，z5-螺帽，z6-拉杆体系。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。