一种装配式异形束柱钢框架‑支撑住宅结构的制作方法

本发明涉及一种适用于中高层的钢结构住宅结构，具体是一种新型装配式异形束柱钢框架-支撑住宅结构体系，属于钢结构建筑技术领域。

背景技术：

钢结构具有轻质高强、绿色环保、便于制作与标准化以及抗震性能好等诸多优点，具有天然的装配化和产业化优势，因此在欧美发达国家的住宅产业化得到广泛的推广与应用，但是在中国，长期以来“秦砖汉瓦”的建筑理念根深蒂固，混凝土结构、砌体结构住宅一统天下，但是传统住宅的建造存在国土资源浪费、能耗大、生态破坏严重、抗震性能差等问题。虽然市场上已经从国外引入部分装配式钢结构住宅体系，但国外装配式钢结构住宅体系多适用于别墅，度假酒店等中低层建筑，不适合我国的基本国情，而常见的钢结构体系做高层住宅时会出现较多问题，比如：高层住宅常规截面构件需要选择较大截面造成梁柱凸出墙面，影响室内空间使用；传统支撑布置方式会影响门窗开洞，限制了建筑的空间布置；构件连接大量焊接，装配化程度低且焊缝质量不容易保证。上述问题都大大制约着我国钢结构住宅产业化的发展。

技术实现要素：

技术问题：针对上述现有钢结构住宅存在的问题，本发明提供一种装配式异形束柱钢框架-支撑住宅结构，标准化程度高，安全可靠，制作安装方便，符合我国基本国情，能够满足当前市场需求，提高我国钢结构住宅水平。

技术方案：本发明的一种装配式异形束柱钢框架-支撑住宅结构体系，该体系包括异形束柱、异形束柱支撑抗侧单元、工厂预制梁柱节点；

所述的异形束柱包括L形截面异形束柱和T形截面异形束柱，L形截面异形束柱和T形截面异形束柱由钢管组合拼接而成；异形束柱支撑抗侧单元由L形截面异形束柱或T形截面异形束柱组成，L形截面异形束柱和T形截面异形束柱之间布置异形束柱支撑抗侧单元；

所述的工厂预制梁柱节点包括上部外环板、下部贯穿隔板、节点域与剪力板。

优选的，所述L形截面异形束柱和T形截面异形束柱根据结构需要布置1-4个。

优选的，所述异形束柱支撑抗侧单元根据结构需要內灌混凝土。

优选的，所述的异形束柱支撑单元依据结构和建筑需要调节跨度。

优选的，所述的上部外环板焊接到柱构件上，现场与工字钢梁的上翼缘连接。

优选的，所述的剪力板焊接到柱构件上，现场与工字钢梁的腹板通过拼接夹板和高强螺栓连接。

优选的，所述的下部贯穿隔板焊接到柱构件上，现场与工字钢梁的下翼缘连接。

优选的，现场梁柱节点拼接完成之后，上部外环板与下部贯穿隔板之间柱部分形成梁柱节点域。

优选的，所述工厂预制梁柱节点下部贯穿隔板上焊有内衬管。

有益效果：与传统的钢结构住宅结构体系相比，本发明提出的装配式异形束柱钢框架-支撑住宅结构体系安全可靠、工厂预制程度高，能够实现标准化生产；同时还能满足当前住宅开间灵活多变、开洞较多的特点，更符合当时市场对住宅的需求，推进我国住宅产业化。

附图说明

图1是本发明住宅结构的平面布置示意图；

图2是本发明住宅结构的立面布置示意图；

图3a为L形束柱截面示意图；

图3b为L形束柱截面(內灌混凝土)示意图；

图3c为布置更多钢管的L形束柱截面示意图；

图3d为T形束柱截面示意图；

图3e为T形束柱截面(內灌混凝土)示意图；

图3f为布置更多钢管的T形束柱截面示意图；

图4a是冷弯方钢管柱工厂预制梁柱节点的构造示意图；

图4b是冷弯方钢管柱工厂预制梁柱节点的拼接之后示意图；

图5a是L形束柱工厂预制梁柱节点的构造示意图；

图5b是L形束柱工厂预制梁柱节点的拼接完成后示意图；

图6a是T形束柱工厂预制梁柱节点的构造示意图；

图6b是T形束柱工厂预制梁柱节点的拼接完成后示意图；

图中有：1、L形异形束柱；2、T形异形束柱；3、钢管柱；4、异形束柱支撑单元；5、工字钢梁；6、混凝土；7、支撑；8、上部外环板；9、下部贯穿隔板；10节点域；11、内衬管；12、剪力板；13、拼接夹板；14、高强螺栓。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的发明。

本发明的一种装配式异形束柱钢框架-支撑住宅结构，该结构包括异形束柱、异形束柱支撑抗侧单元4、工厂预制梁柱节点；

所述的异形束柱包括L形截面异形束柱1和T形截面异形束柱2，L形截面异形束柱1和T形截面异形束柱2由钢管柱3组合拼接而成；异形束柱支撑抗侧单元4由L形截面异形束柱1或T形截面异形束柱2组成，L形截面异形束柱1和T形截面异形束柱2之间布置异形束柱支撑抗侧单元4；

所述的工厂预制梁柱节点包括上部外环板8、下部贯穿隔板9、节点域7与剪力板12。

所述L形截面异形束柱1和T形截面异形束柱2根据结构需要布置1——4个。

所述异形束柱支撑抗侧单元4根据结构需要內灌混凝土。

所述的异形束柱支撑单元4依据结构和建筑需要调节跨度。

所述的上部外环板8焊接到柱构件上，现场与工字钢梁5的上翼缘连接。

所述的剪力板12焊接到柱构件上，现场与工字钢梁5的腹板通过拼接夹板13和高强螺栓14连接。

所述的下部贯穿隔板9焊接到柱构件上，现场与工字钢梁5的下翼缘连接。

现场梁柱节点拼接完成之后，上部外环板8与下部贯穿隔板9之间柱部分形成梁柱节点域7。

所述工厂预制梁柱节点下部贯穿隔板上焊有内衬管11。

所述的异形束柱包括L形截面束柱1和T形截面束柱2，均由冷弯方钢管拼接而成；所述束柱支撑抗侧单元4由异形束柱与相邻的冷弯方钢管柱3组成，两柱之间布置支撑7，可依据结构和建筑需要调节支撑跨度；所述的工厂预制梁柱节点包括上部外环板8、下部贯穿隔板9、节点域10与剪力板12，其中上部外环板8与工字钢梁5的上翼缘连接，下部贯穿隔板9与工字钢梁5的下翼缘连接，剪力板12与工字钢梁5的腹板通过夹板13与高强螺栓14连接，下部贯穿隔板9工厂焊接内衬管11，方便后期施工柱子拼接。该体系安全可靠，施工方便，部件可实现标准化设计，工业化生产，装配化施工，同时还能给建筑和结构设计带来很大的灵活性，很好的满足住宅建筑的灵活多变、门窗开洞较多的要求，能够推进我国钢结构住宅产业化更快的发展。

所述工厂预制梁柱节点包括上部外环板8下部贯穿隔板9、节点域7与剪力板12。其中上部外环板8工厂焊接到柱构件上，现场与工字钢梁8的上翼缘连接；剪力板12工厂焊接到柱构件上，现场与工字钢梁8的腹板通过拼接夹板13和高强螺栓14连接；下部贯穿隔板9工厂焊接到柱构件上，现场与工字钢梁8的下翼缘连接；现场梁柱节点拼接完成之后，上部外环板8与下部贯穿隔板9之间柱部分形成梁柱节点域7。

所述工厂预制梁柱节点下部贯穿隔板上焊有内衬管11。

请参考图1～图6所示。施工安装时，先安装首层竖向构件，包括L形异形束柱1、T形异形束柱2、钢管柱3、异形束柱支撑单元4；

其中竖向构件上部在工厂焊接好工厂预制梁柱节点的上部贯外环板9；

安装下一层的竖向构件，其中下一层的竖向构件的底部在工厂焊接好工厂预制梁柱节点的下部贯穿隔板8以及剪力板12；

异形束柱支撑单元7中的支撑4可选用方钢管或者工字型截面构件；

异形束柱支撑单元7可以依据运输和施工方便程度，选择工厂预制或者现场焊接，若现场焊接，待梁柱节点拼接完成之后，再对支撑进行施工；

现场竖向构件拼接如图4、图5以及图6所示，其中L形截面束柱1、T形截面束柱2冷弯方钢管柱3与下部贯穿隔板9通过内衬管11现场定位焊接，形成梁柱节点；

工字梁5的腹板与剪力板12通过连接夹板12和高强螺栓13连接；

工字梁5的上翼缘与工厂预制梁柱节点的上部外环板8对接焊接连接；

工字梁5的下翼缘与工厂预制梁柱节点的下部贯穿隔板9对接焊接连接；

通过工厂预制梁柱节点的连接完成形成新型装配式异形束柱钢结构住宅结构体系；

保证高层建筑设计的楼板刚性假定，楼板体系可选择现浇混凝土楼板、预制叠合楼板以及钢筋桁架楼承板；

本发明涉及的住宅体系的内外墙板，可选择预制混凝土夹芯板、陶粒混凝土墙板、蒸压加气混凝土板、轻钢龙骨墙体；

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。