一种工业化预加工再生式结构体系的制作方法
【专利摘要】一种工业化预加工再生式结构体系，该体系包括基础、结构柱、结构梁、楼板和剪力墙或防屈曲约束支撑，基础为钢筋混凝土基础；结构柱为钢管混凝土柱或钢管钢筋混凝土柱，结构梁为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构；剪力墙是由中间的钢板剪力墙芯和两侧的面外约束钢筋混凝土预制墙板组成，所述钢板剪力墙芯通过预设在框架结构内侧上的连接件与框架结构固定连接。所述防屈曲约束支撑包括中间的内核心钢板和外包钢板，内核心钢板通过预设在框架结构内侧上的连接件与框架结构固定连接。本实用新型具有房屋抗倒塌能力大幅度提高、房屋具有可再生性、防火性能好、结合工业化、绿色节能环保、耗能能力强的优点。
【专利说明】
一种工业化预加工再生式结构体系
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种工业化预加工再生式结构体系。
【背景技术】
[0002]地震就是地壳的快速振动，地震象刮风、下雨一样，是地球上经常发生的自然现象。全世界每年约发生500万次，每天大概发生13 700次，约1%为人们可以感知的地震，造成严重破坏的地震(7级以上)约每年18次，5级地震每年约千次，仅中国每年发生5级以上地震约20?30次。1900年以来，中国共发生6级以上地震近800次，每年约8次，遍布除贵州、浙江两省和香港、澳门特别行政区以外所有的省、自治区、直辖市。地震是自然灾害中的杀手之王，中国因地震造成死亡的人数，占国内所有自然灾害包括洪水、山林火灾、泥石流、滑坡等总人数的54%，其中1920年宁夏海原地震，23万多人死亡，1976年河北唐山地震，24万多人死亡。地震给人们带来巨大的经济损失，1995年日本神户大地震，人员死亡5466人，3万多人受伤，经济损失达1000亿美元。地震是人类必须面对的重大灾难。2008.5.12中国发生汶川地震，震级为8级，总计9万人死亡和失踪。
[0003]目前主流的工业化结构体系一般为钢结构体系和预制钢筋混凝土结构体系，钢结构体系一般存在如下缺点:一、主体构件均为钢材，施工和后续使用时由于隔音效果太差，稍微隔音不当即可形成无法避免的施工和生活噪音。二、钢结构耐火性能较差。三，施工时间较长，节点连接繁琐。四，为避免钢结构震后可预期的较大变形，通常需要在两柱之间增设斜向支撑，占用墙体的安装空间。预制钢筋混凝土结构体系则存在抗震性能较差，节点施工难度大、质量难以保证，墙体一旦在地震中发生破坏，需要进行很复杂的修补过程。
[0004]如何找到一种能够实现工业化生产、绿色、防火性能好、良好抗震性能的新型结构体系成为工程面临重要的难题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种工业化预加工再生式结构体系，要解决现有钢结构体系和预制钢筋混凝土结构体系中存在的隔音效果差、耐火性较差、施工时间较长、占用墙体空间，修补负责的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种工业化预加工再生式结构体系，包括由基础、结构柱、结构梁、剪力墙和楼板连接组成的结构体系:
[0008]所述基础为钢筋混凝土基础；
[0009]所述结构柱为钢管混凝土柱，该钢管混凝土柱包括外包钢筒和充满外包钢筒的柱混凝土；
[0010]所述结构梁为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构；
[0011]所述剪力墙是由中间的钢板剪力墙芯和两侧的面外约束钢筋混凝土预制墙板组成，所述钢板剪力墙芯通过预设在框架结构内侧上的连接件与框架结构固定连接。
[0012]所述面外约束钢筋混凝土预制墙板上开有第一连接孔，钢板剪力墙芯上与第一连接孔的对应位置开有第二连接孔，第一连接螺栓依次穿过第一连接孔和第二连接孔栓接面外约束钢筋混凝土预制墙板与钢板剪力墙芯。
[0013]所述钢板剪力墙芯的四周均超出面外约束钢筋混凝土预制墙板的四周，超出部分与连接件叠合焊接和/或通过第二连接螺栓栓接。
[0014]所述连接件在框架结构的内侧通长或间隔设置。
[0015]所述钢板剪力墙芯上设有加劲肋。
[0016]所述柱混凝土为普通混凝土、再生混凝土、高粉煤灰混凝土或者矿渣混凝土。
[0017]所述楼板为预制钢筋混凝土楼板、叠合式钢筋混凝土楼板、钢筋桁架楼板或压型钢板现浇钢筋混凝土楼板。
[0018]所述基础为独立基础、筏板基础、梁式基础、箱型基础、粧基、粧筏基础或者粧箱基础。
[0019]—种工业化预加工再生式结构体系，包括基础、结构柱、结构梁、剪力墙和楼板连接组成的结构体系:
[0020]所述基础为钢筋混凝土基础；
[0021]所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱，该钢管钢筋混凝土柱包括外包钢筒、贯通柱体的核心钢筋笼以及充满外包钢筒的柱混凝土；
[0022]所述结构梁为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构；
[0023]所述剪力墙是由中间的钢板剪力墙芯和两侧的面外约束钢筋混凝土预制墙板组成，所述钢板剪力墙芯通过预设在框架结构内侧上的连接件与框架结构固定连接。
[0024]所述核心钢筋笼是由纵筋和箍筋组成，纵筋和箍筋之间为搭接、焊接或机械连接。
[0025]—种工业化预加工再生式结构体系，包括基础、结构柱、结构梁、防屈曲约束支撑和楼板连接组成的结构体系:
[0026]所述基础为钢筋混凝土基础；
[0027]所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱，该钢管钢筋混凝土柱包括外包钢筒、贯通柱体的核心钢筋笼以及充满外包钢筒的柱混凝土；
[0028]所述结构梁为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构；
[0029]所述防屈曲约束支撑包括中间的内核心钢板、外包钢板、以及两者之间的填充胶凝材料，所述内核心钢板和填充胶凝材料之间设有微缝隙，所述填充胶凝材料为砂浆、混凝土或者钢筋混凝土，所述内核心钢板通过预设在框架结构内侧上的连接件或者通过焊缝与框架结构固定连接。
[0030]所述防屈曲约束支撑的厚度不超过框架结构中相应部位的填充墙厚度。
[0031]所述连接件设于框架结构的两个斜对角，所述内核心钢板的端部超出外包钢板的边沿，超出部分与连接件叠合焊接和/或通过第三连接螺栓栓接。
[0032]与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果:
[0033]—、房屋抗倒塌能力大幅度提高。本结构结合了钢筋混凝土筒体结构钢结构抗震的优势，较普通的钢筋混凝土房屋抗震性能大幅度提高，使得房屋在地震中不易倒塌。
[0034]二、房屋具有可再生性。在大震、巨震之后，只需要更换破坏的钢板剪力墙即可完成修复。
[0035]三、防火性能好。钢管钢筋混凝土柱抗火性能远优于普通的钢结构，为人员在火灾中逃生提供良好的条件。
[0036]四、结合工业化，绝大部分工作可以通过预制方法完成，缩短工期，提高施工质量。
[0037]五、绿色、节能环保。钢材可以重复再利用，粉煤灰混凝土有利于粉煤灰的二次利用。
[0038]六、本结构采用面外约束的钢板剪力墙为第一道抗震防线，具有质量轻，强度大，耗能能力强的优点，且破坏后便于修复和更换，防火、隔音效果好。
【附图说明】
[0039]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0040]图1是本实用新型实施例一的结构体系的平面结构示意图。
[0041]图2是图1的中某楼层的侧视结构示意图。
[0042]图3是图2中A-A剖面即梁墙连接的节点结构示意图。
[0043]图4是图2中B-B剖面即墙柱连接的节点结构示意图。
[0044]图5是本实用新型实施例二的钢管钢筋混凝土柱的剖面结构示意图。
[0045]图6是本实用新型实施例三的结构体系的平面结构示意图。
[0046]图7是图6的中某楼层的侧视结构示意图。
[0047]图8是图6中D节点局部结构示意图。
[0048]图9是图6中C-C剖面即防屈曲约束支撑的剖面结构示意图。
[0049]图10是实施例一-三的结构柱和基础连接的节点结构示意图。
[0050]图11是实施例一-三的结构梁和楼板的节点结构示意图。
[0051]图12是本发明实施例一的钢管混凝土柱的剖面结构示意图。
[0052]附图标记:I一结构柱、1.1 一外包钢筒、1.2 —核心钢筋笼、1.2a—纵筋、1.2b—箍筋、I.3 —柱混凝土、2 —结构梁、3 —剪力墙、3.I —钢板剪力墙芯、3.2 —面外约束钢筋混凝土预制墙板、4一连接件、5 —第一连接孔、6 —第二连接孔、7—第一连接螺栓、8—第二连接螺栓、9 一防屈曲约束支撑、9.1 一内核心钢板、9.2 —外包钢板、9.3 —填充胶凝材料、10 —第三连接螺栓、11 一基础、12 — T型锚固件、13 —楼板、14 一栓钉。
【具体实施方式】
[0053]实施例一参见图1-4、10-12所示，一种工业化预加工再生式结构体系，包括由基础
11、结构柱1、结构梁2、剪力墙3和楼板连接组成的结构体系。
[0054]所述基础为钢筋混凝土基础，可以为独立基础、筏板基础、梁式基础、箱型基础、粧基、粧筏基础或者粧箱基础。
[0055]参见图4所示，所述结构柱为钢管混凝土柱，该钢管混凝土柱包括外包钢筒1.1和充满外包钢筒的柱混凝土 1.3。所述柱混凝土为普通混凝土、再生混凝土、高粉煤灰混凝土或者矿渣混凝土。
[0056]所述基础和结构柱之间通过预埋的T型锚固件13固定连接。
[0057]所述结构梁2为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构。
[0058]所述剪力墙3是由中间的钢板剪力墙芯3.1和两侧的面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2组成，所述钢板剪力墙芯3.1通过预设在框架结构内侧上的连接件4与框架结构固定连接。所述钢板剪力墙芯上设有加劲肋。
[0059]所述连接件4为连接钢板，在框架结构的内侧通长设置，在其它实施例中也可以间隔设置。
[0060]所述面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2上开有第一连接孔5，钢板剪力墙芯上与第一连接孔5的对应位置开有第二连接孔6，第一连接螺栓7依次穿过第一连接孔5和第二连接孔6栓接面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2与钢板剪力墙芯3.1。
[0061]所述钢板剪力墙芯3.1的四周均超出面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2的四周，超出部分与连接件4通过第二连接螺栓8栓接，在其它实施例中可以叠合焊接或者叠合焊接和螺栓连接共同使用。
[0062]所述楼板为预制钢筋混凝土楼板、叠合式钢筋混凝土楼板、钢筋桁架楼板或压型钢板现浇钢筋混凝土楼板。
[0063]所述楼板13与梁2的搭接部分采用栓钉14固定连接。
[0064]这种的工业化预加工再生式结构体系的施工方法，施工步骤如下:
[0065]步骤一，在工厂内预制外包钢筒、连接件、钢板剪力墙芯、面外约束钢筋混凝土预制墙板、钢梁，外包钢筒加工成不同规格的标准节，在面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2上开第一连接孔5，钢板剪力墙芯的对应位置开第二连接孔6;
[0066]步骤二，将预制构件在工厂预拼装或者在施工现场拼装:第一连接螺栓7依次穿过第一连接孔5和第二连接孔6栓接面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2与钢板剪力墙芯3.1形成剪力墙，在框架结构内侧的相应位置焊接固定连接件4;
[0067]步骤三，施工钢筋混凝土基础；
[0068]步骤四，将外包钢筒1.1的施工起始层标准节起吊并与施工起始层钢梁连接，施工起始层是指施工第一层，可以指地面上首层，也可以是地下室起始施工层；
[0069]步骤五，吊装并施工施工起始层楼板；
[0070]步骤六，在外包钢筒1.1的施工起始层标准节内充满柱混凝土1.3形成施工起始层钢管钢筋混凝土柱；
[0071 ] 步骤七，重复步骤三-步骤六施工至顶层，框架结构完成；
[0072]步骤八，逐层施工剪力墙，每层钢板剪力墙芯3.1超出面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2的四周均焊接或者通过第二连接螺栓8栓接连接件4，使剪力墙与框架结构固定连接，结构体系施工完毕。
[0073]若楼板为压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，则步骤五为安装压型钢板，并且在步骤六后进行楼板混凝土的浇筑。
[0074]实施例二参见图1-11所示，与实施例一不同的是，所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱，该钢管钢筋混凝土柱包括外包钢筒1.1、贯通柱体的核心钢筋笼1.2以及充满外包钢筒的柱混凝土 1.3。所述核心钢筋笼1.2是由纵筋1.2a和箍筋1.2b组成，纵筋和箍筋之间为焊接。在其它实施例中可以为搭接和机械连接。
[0075]这种工业化预加工再生式结构体系的施工方法，施工步骤如下:
[0076]步骤一，在工厂内预制外包钢筒、核心钢筋笼、连接件、钢板剪力墙芯、面外约束钢筋混凝土预制墙板和钢梁，外包钢筒和核心钢筋笼加工成不同规格的标准节，在面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2上开第一连接孔5，钢板剪力墙芯的对应位置开第二连接孔6，
[0077]步骤二，将预制构件在工厂预拼装或者在施工现场拼装:第一连接螺栓7依次穿过第一连接孔5和第二连接孔6栓接面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2与钢板剪力墙芯3.1形成剪力墙，在框架结构内侧的相应位置焊接固定连接件4;
[0078]步骤三，施工钢筋混凝土基础；
[0079]步骤四，将外包钢筒1.1的施工起始层标准节起吊并与施工起始层钢梁连接；
[0080]步骤五，吊装并施工施工起始层楼板；
[0081 ]步骤六，将核心钢筋笼1.2的施工起始层标准节吊入外包钢筒1.1的施工起始层标准节内；
[0082]步骤七，在外包钢筒1.1的施工起始层标准节内充满柱混凝土1.3，使其包裹核心钢筋笼1.2的施工起始层标准节形成施工起始层钢管钢筋混凝土柱；
[0083]步骤八，重复步骤四-步骤七施工至顶层，框架结构完成；
[0084]步骤九，逐层施工剪力墙，每层钢板剪力墙芯3.1超出面外约束钢筋混凝土预制墙板3.2的四周均焊接或者通过第二连接螺栓8栓接连接件4，使剪力墙与框架结构固定连接，结构体系施工完毕。
[0085]若楼板为压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，则步骤五为安装压型钢板，并且在步骤七后进行楼板混凝土的浇筑。
[0086]实施例三参见图6-11所示，一种工业化预加工再生式结构体系，包括基础11、结构柱1、结构梁2、防屈曲约束支撑9和楼板连接组成的结构体系，
[0087]所述基础为钢筋混凝土基础，可以为独立基础、筏板基础、梁式基础、箱型基础、粧基、粧筏基础或者粧箱基础。
[0088]所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱，该钢管钢筋混凝土柱包括外包钢筒1.1、贯通柱体的核心钢筋笼1.2以及充满外包钢筒的柱混凝土1.3。所述核心钢筋笼1.2是由纵筋1.2a和箍筋1.2b组成，纵筋和箍筋之间为焊接。在其它实施例中可以为搭接和机械连接。
[0089]所述基础和结构柱之间通过预埋的T型锚固件13固定连接。
[0090]所述结构梁2为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构。
[0091]所述防屈曲约束支撑9包括中间的内核心钢板9.1、外包钢板9.2、以及两者之间的填充胶凝材料9.3，内核心钢板9.1和填充胶凝材料9.3之间设有微缝隙，所述填充胶凝材料
9.3为砂浆、混凝土或者钢筋混凝土，所述内核心钢板9.1通过预设在框架结构内侧上的连接件4或者通过焊缝与框架结构固定连接。
[0092]所述防屈曲约束支撑9的厚度不超过框架结构中相应部位的填充墙厚度。
[0093]所述连接件4为连接钢板，设于框架结构的两个斜对角、梁柱的交汇处。所述内核心钢板9.1的端部超出外包钢板9.2的边沿，超出部分与连接件4通过第三连接螺栓10栓接，在其它实施例中可以叠合焊接或者叠合焊接和螺栓连接共同使用。
[0094]所述楼板为预制钢筋混凝土楼板、叠合式钢筋混凝土楼板、钢筋桁架楼板或压型钢板现浇钢筋混凝土楼板。
[0095]所述楼板13与梁2的搭接部分采用栓钉14固定连接。
[0096]这种工业化预加工再生式结构体系的施工方法，施工步骤如下:
[0097]步骤一，在工厂内预制外包钢筒、核心钢筋笼、连接件、钢梁和防屈曲约束支撑9，外包钢筒和核心钢筋笼加工成不同规格的标准节；
[0098]步骤二，将预制构件在工厂预拼装或者在施工现场拼装:在框架结构内侧的相应位置焊接固定连接件4;
[0099]步骤三，施工钢筋混凝土基础；
[0100]步骤四，将外包钢筒1.1的施工起始层标准节起吊并与施工起始层钢梁连接；
[0101]步骤五，吊装并施工施工起始层楼板；
[0102]步骤六，将核心钢筋笼1.2的施工起始层标准节吊入外包钢筒1.1的施工起始层标准节内；
[0103]步骤七，在外包钢筒1.1的施工起始层标准节内充满柱混凝土1.3，使其包裹核心钢筋笼1.2的施工起始层标准节形成施工起始层钢管钢筋混凝土柱；
[0104]步骤八，重复步骤四-步骤七施工至顶层，框架结构完成；
[0105]步骤九，逐层防屈曲约束支撑9，每层防屈曲约束支撑9的内核心钢板9.1的端部超出外包钢板9.2的部分均焊接或者通过第三连接螺栓10栓接连接件4，使剪力墙与框架结构固定连接，结构体系施工完毕。
[0106]若楼板为压型钢板现浇钢筋混凝土楼板，则步骤五为安装压型钢板，并且在步骤七后进行楼板混凝土的浇筑。
【主权项】
1.一种工业化预加工再生式结构体系，包括由基础(I I)、结构柱(I)、结构梁(2)、剪力墙(3)和楼板连接组成的结构体系，其特征在于: 所述基础为钢筋混凝土基础； 所述结构柱为钢管混凝土柱，该钢管混凝土柱包括外包钢筒(1.1)和充满外包钢筒的柱混凝土 (1.3); 所述结构梁(2)为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构； 所述剪力墙(3)是由中间的钢板剪力墙芯(3.1)和两侧的面外约束钢筋混凝土预制墙板(3.2)组成，所述钢板剪力墙芯(3.1)通过预设在框架结构内侧上的连接件(4)与框架结构固定连接。2.根据权利要求1所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述面外约束钢筋混凝土预制墙板(3.2)上开有第一连接孔(5)，钢板剪力墙芯上与第一连接孔(5)的对应位置开有第二连接孔(6)，第一连接螺栓(7)依次穿过第一连接孔(5)和第二连接孔(6)栓接面外约束钢筋混凝土预制墙板(3.2)与钢板剪力墙芯(3.1)。3.根据权利要求1或2所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述钢板剪力墙芯(3.1)的四周均超出面外约束钢筋混凝土预制墙板(3.2)的四周，超出部分与连接件(4)叠合焊接和/或通过第二连接螺栓(8)栓接。4.根据权利要求1所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述连接件在框架结构的内侧通长或间隔设置。5.根据权利要求1所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述钢板剪力墙芯上设有加劲肋。6.根据权利要求1所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述柱混凝土为普通混凝土、再生混凝土、高粉煤灰混凝土或者矿渣混凝土。7.根据权利要求1所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述楼板为预制钢筋混凝土楼板、叠合式钢筋混凝土楼板、钢筋桁架楼板或压型钢板现浇钢筋混凝土楼板。8.根据权利要求1所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述基础为独立基础、筏板基础、梁式基础、箱型基础、粧基、粧筏基础或者粧箱基础。9.一种工业化预加工再生式结构体系，包括基础(11)、结构柱(I)、结构梁(2)、剪力墙(3)和楼板连接组成的结构体系，其特征在于: 所述基础为钢筋混凝土基础； 所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱，该钢管钢筋混凝土柱包括外包钢筒(1.1)、贯通柱体的核心钢筋笼(1.2)以及充满外包钢筒的柱混凝土(1.3)； 所述结构梁(2)为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构； 所述剪力墙(3)是由中间的钢板剪力墙芯(3.1)和两侧的面外约束钢筋混凝土预制墙板(3.2)组成，所述钢板剪力墙芯(3.1)通过预设在框架结构内侧上的连接件(4)与框架结构固定连接。10.根据权利要求9所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述核心钢筋笼(1.2)是由纵筋(1.2a)和箍筋(1.2b)组成，纵筋和箍筋之间为搭接、焊接或机械连接。11.一种工业化预加工再生式结构体系，包括基础(II)、结构柱(I)、结构梁(2)、防屈曲约束支撑(9)和楼板连接组成的结构体系，其特征在于: 所述基础为钢筋混凝土基础； 所述结构柱为钢管钢筋混凝土柱，该钢管钢筋混凝土柱包括外包钢筒(1.1)、贯通柱体的核心钢筋笼(1.2)以及充满外包钢筒的柱混凝土(1.3)； 所述结构梁(2)为钢梁，结构柱与结构梁组成框架结构； 所述防屈曲约束支撑(9)包括中间的内核心钢板(9.1)、外包钢板(9.2)、以及两者之间的填充胶凝材料(9.3)，所述内核心钢板(9.1)和填充胶凝材料(9.3)之间设有微缝隙，所述填充胶凝材料(9.3)为砂浆、混凝土或者钢筋混凝土，所述内核心钢板(9.1)通过预设在框架结构内侧上的连接件(4)或者通过焊缝与框架结构固定连接。12.根据权利要求11所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述防屈曲约束支撑(9)的厚度不超过框架结构中相应部位的填充墙厚度。13.根据权利要求11所述的工业化预加工再生式结构体系，其特征在于:所述连接件(4)设于框架结构的两个斜对角，所述内核心钢板(9.1)的端部超出外包钢板(9.2)的边沿，超出部分与连接件(4 )叠合焊接和/或通过第三连接螺栓(10)栓接。
【文档编号】E04B2/56GK205669255SQ201620574746
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】姚攀峰
【申请人】姚攀峰