一种平战两用装配式可拆卸钢结构体系的制作方法

本发明涉及结构工程领域。

背景技术：

近年来，因战时轰炸、恐怖主义爆炸袭击、生产和生活中的各种爆炸事故导致房屋倒塌而引起人员伤亡和财产损失的事件不胜枚举，严重影响了社会稳定和国家安全，更对公众造成了心理上的巨大创伤。在危机时刻，建筑物不仅不能给人们提供保护，反而会人员造成了更严重的伤害。因此，建筑结构设计时需要将建筑结构的防爆能力纳入到设计考虑的因素中。

防爆墙体是防护爆炸空气冲击波的一种重要设施，设计时涵盖冲击波带来的横向墙体面外冲击荷载，但目前墙体用钢量较大，横向配筋较为复杂，易于开裂的弊端有待解决。

双钢板-混凝土组合结构是由由双层钢板和内填混凝土组合而成，钢板内侧布置栓钉等抗剪连接件，保证与混凝土的共同工作。该种外包钢板能有效防止混凝土开裂，内填混凝土能对钢板提供面外约束作用，整体结构具有承载力高、密闭性好、施工方便等优点，在建筑核心筒体、矿井隧道、海上结构等工程领域都有应用。

技术实现要素：

为结合抗战防护需求和日常使用需求，本发明提出了一种平战两用装配式可拆卸钢结构体系，具备防护性能优良、装配式建造施工便捷等优势，可以广泛应用于低层建筑工程。

本发明的技术方案如下：

一种平战两用装配式可拆卸钢结构体系，该结构使用的构件与材料包括圆顶双钢板-混凝土组合结构单元、中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元、地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元、冷弯薄壁型钢骨架、复合内墙板、复合外墙板、装配式楼板、连接角钢、螺栓、竖向高强钢封板、水平高强钢封板、高强内钢板、高强外钢板、竖向高强钢连接板、水平高强钢连接板、高强钢肋板、超高性能混凝土、栓钉、自攻螺钉。所述的竖向高强钢封板、水平高强钢封板、高强内钢板、高强外钢板、竖向高强钢连接板、水平高强钢连接板、高强钢肋板在工厂相互焊接，在中间空间内灌注超高性能混凝土并完成养护，分别形成圆顶双钢板-混凝土组合结构单元、中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元和地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元；所述的圆顶双钢板-混凝土组合结构单元使用螺栓相互拼接闭合，形成防护筒的圆顶部分；所述的中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元使用螺栓相互拼接闭合，形成防护筒的中间筒体部分；所述的地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元使用螺栓相互拼接闭合，形成防护筒的地下筒体部分；所述的防护筒由圆顶、中间筒体和地下筒体三部分构成，使用螺栓连接水平高强钢连接板形成整体；所述的冷弯薄壁型钢骨架与中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元上焊接的连接角钢通过螺栓连接，其余冷弯薄壁型钢骨架通过螺栓相互连接；所述的复合内墙板、复合外墙板通过自攻螺钉与冷弯薄壁型钢骨架连接，形成冷弯薄壁复合墙体；所述的装配式楼板铺设在冷弯薄壁复合墙体上，完成单层结构施工；所述的单层结构重复施工，直至整体结构完成。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)在该新型结构体系可以兼具抗战防护使用需求和日常使用需求，周围冷弯薄壁复合墙体可以根据日常建筑功能使用需求设计布置，中间的防护筒体结构坚固，可以满足战时轰炸防护要求，同时作为竖向交通功能布置的空间。

(2)防护筒体采用为圆筒加圆顶形式，有利于冲击波能量向防护筒周围扩散；防护筒体分为地上避难部分和地下避难部分，空间利用率加大；防护筒体采用高强钢板-超高强混凝土高组合墙体，栓钉可以加强两种材料的组合作用，使得钢材和混凝土充分发挥各自高强材料性能，具有承载能力高刚度大的优点。

(3)对于单层结构单元，中间防护筒体和周围冷弯薄壁复合墙体的布置可以实现多道抗震防线，中间防护筒体刚度大，作为抗震设防的第一道防线，周围冷弯薄壁复合墙体作为第二道防线，抗震性能优良。

(4)中间筒体的三部分均是由双钢板-混凝土组合结构单元使用螺栓连接闭合拼装组成，可以根据运输和现场吊装设备能力划分结构单元大小；双钢板-混凝土组合结构单元工厂预制，质量可以得到高标准控制；整体结构全部实现工厂预制，现场装配式施工，建造效率大大提高；螺栓连接使得双钢板-混凝土组合结构单元可拆卸重安装使用的，周转效率高。

该种平战两用装配式可拆卸钢结构体系可以同时满足抗战防护高承载力需求和日常建筑功能使用需求，结构抗震性能优良，预制装配式施工，建造效率高，在量大面广的民用低层建筑结构中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的防护筒结构示意图；

图3为本发明结构的标准层单元示意图；

图4为本发明圆顶双钢板-混凝土组合结构单元示意图；

图5为本发明中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元示意图；

图6为本发明中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元截面图；

图7为本发明的地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元示意图；

图8为本发明中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元与冷弯薄壁型钢骨架连接示意图；

图9为本发明的连接角钢示意图；

图中：1-圆顶双钢板-混凝土组合结构单元、2-中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元、3-地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元、4-冷弯薄壁型钢骨架、5-复合内墙板、6-复合外墙板、7-装配式楼板、8-连接角钢、9-螺栓、10-竖向高强钢封板、11-水平高强钢封板、12-高强内钢板、13-高强外钢板、14-竖向高强钢连接板、15-水平高强钢连接板、16-高强钢肋板、17-超高性能混凝土、18-栓钉、19-自攻螺钉、20-地坪

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步描述：

如附图所示，本发明是一种平战两用装配式可拆卸钢结构体系，由圆顶双钢板-混凝土组合结构单元、中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元、地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元、冷弯薄壁型钢骨架、复合内墙板、复合外墙板、装配式楼板、连接角钢、螺栓、竖向高强钢封板、水平高强钢封板、高强内钢板、高强外钢板、竖向高强钢连接板、水平高强钢连接板、高强钢肋板、超高性能混凝土、栓钉、自攻螺钉组成，其装配程序如下：

a.在工厂完成竖向高强钢连接板14、水平高强钢连接板15和连接角钢8预开孔；

b.在工厂将连接角钢8和栓钉18焊接在高强内钢板12、高强外钢板13的相应位置；

c.在工厂将竖向高强钢封板10、水平高强钢封板11、高强内钢板12、高强外钢板13、竖向高强钢连接板14、水平高强钢连接板15、高强钢肋板16相互焊接，在中间空间内灌注超高性能混凝土17并完成养护，分别形成圆顶双钢板-混凝土组合结构单元1、中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元2、和地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元3；

d.在现场基础施工完成后，采用螺栓9将相邻地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元3中竖向高强钢连接板14相互连接，完成防护筒的地下部分闭合拼装；

e.建筑的地坪20施工完成后，采用螺栓9将中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元2中的下部水平高强钢连接板15与地下筒体双钢板-混凝土组合结构单元3上部水平高强钢连接板15进行连接，采用螺栓9将相邻中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元2中的竖向高强钢连接板14相互连接，完成防护筒标准层的闭合拼装；

f.根据建筑功能布置的要求，采用螺栓9将冷弯薄壁型钢骨架4与中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元2上焊接的连接角钢8连接；

g.根据建筑使用功能的要求，采用螺栓9将标准层中其余冷弯薄壁型钢骨架4相互连接，使用自攻螺钉19将复合内墙板5或复合外墙板6连接到冷弯薄壁型钢骨架4上；

h.铺设装配式楼板，完成结构体系的标准层单元施工；

i.重复标准层单元施工；

j.顶层施工完成后，采用螺栓9将圆顶双钢板-混凝土组合结构单元1中下部的水平高强钢连接板15与中间筒体双钢板-混凝土组合结构单元2中的上部水平高强钢连接板15连接，采用螺栓9将圆顶双钢板-混凝土组合结构单元1中的竖向高强钢连接板14相互连接，完成防护筒圆顶的闭合拼装，整体结构施工完成。

本发明提出了一种平战两用装配式可拆卸钢结构体系；采用双钢板-混凝土组合结构单元，改善了传统防爆墙体功能单一、配筋复杂的弊端；结构可以同时满足抗战防护高承载力需求和日常建筑功能使用需求，结构抗震性能优良；预制装配式施工，建造效率高，还可拆卸重安装使用的，周转效率高，在量大面广的民用低层建筑结构中具有广阔的应用前景。