一种装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架门形支撑结构的制作方法

本发明涉及建筑行业中的一种搭建板房结构，具体是一种装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架门形支撑结构。

背景技术：

随着我国国民经济的迅速发展，城镇现代化建设的步伐逐渐加快。特别是近几年，人们对于住房的需求大大增加，对居住条件要求也越来越高，使得我国建筑业成为国民经济的支柱产业。该产业的快速发展迫切要求提高住宅产业的技术性、层次性、舒适性、美观性，在低污染、低消耗、低人力、高效率、高质量、高机械化的基础上，全面推进住宅产业的现代化。为此，国家推出了一系列的政策，为我国城镇化钢结构住宅发展提出了更高的要求，其中对装配式轻型低矮钢结构房屋的系统化研究的要求尤为突出。

目前，国内外基本有五种轻型低矮钢结构房屋：轻钢龙骨结构房屋、轻钢框架结构房屋、无比钢结构房屋、集装箱式房屋、活动板房——这五大类房屋虽然技术比较成熟，但存在很多缺点，影响相应体系的大范围推广：

（1）轻钢龙骨结构房屋

成本太高，一般在1600~2000元/m2左右；国内工具太贵，主要靠进口；隔音隔热的实际效果差，敲击墙体时会有“空空”的声音，而且一般墙体都是13mm的板，一打就碎；空间结构太小，构件密度太大，钢结构的大跨优点未体现。

（2）轻钢框架结构房屋

侧向刚度小，在水平荷载作用下二阶效应不可忽视；由于地震时侧向位移较大，引起非结构性构件的破坏；钢框架节点应力集中显著，导致柱梁连接处需要加强；楼面与梁共同工作提高楼面水平刚度是有限的，使得需加大柱截面。

（3）无比钢结构房屋

柱不能贯通，两层之间竖向连接弱，建两层可以，多层的抗震性能差；根据小桁架的摆放方向，一个方向刚度大，另一个垂直方向较薄弱；从国外引进的该体系只是“许可”，没有结构受力数据支撑，且国内相应的配套规范；国内没有完整配套的板材供选择使用；空间相对较小，不利于空间灵布置。

（4）集装箱式房屋

单个的集装箱面积很少，活动不便，如果采用多个集装箱拼接的话，在拼接处的防水性不好，需要经常维护；墙体钢板组成，透气性差；隔热、隔音效果比较差，需要内部做装修；房屋箱整体都是采用的钢材，所以装修与普通的房子相比比较困难，装修成本大；目前国内集装箱油漆采用的都是油性漆，对人体危害比较大。

（5）活动板房

隔热差，保温效果不好，冬天冷，夏天热；隔音效果差，不容易有个安静的环境；板房的持久性小, 容易坏；用寿命很短。

其现有五类钢结构住宅，影响大范围推广的原因：

（1）成本相对较高

从上面五种基本的轻型低矮房屋类型种发现，除了活动板房成本过低外，其它的都要在1600~2000元/ｍ2左右，想要在中国城镇化建设中大力推广，就必在保证可靠性的基础上降低成本。

（2）空间相对较小

五种基本的轻型低矮房屋类型，除了轻钢框架结构房屋外，其它的平面空间较小，没有充分发挥钢结构大跨的优势，不利于住户的空间二次开发。

（3）现场作业量大

现有的五种基本的轻型低矮房屋类型的施工，基本上大部分都是在工厂预制好，在现场拼装组合，但为了保证刚性连接，其中就存在大量的焊接及过量的高强螺栓，大大的增加了劳动力，延长了工期。

（4）管道相对固定

管道布置一般都放在吊顶上，检修施工较难，且布置具有一次性，开始设计就固定了，不利于用户对房屋的改造，另作它用。

（5）加工技艺较粗放

由于国内目前工厂机器加工不太精确，产生的构件存在一些误差，在拼装时很难对齐，即使在工厂预拼装，安不上，也会大大的影响生产效率，因此需要大大革新生产工艺，提高加工精度。

技术实现要素：

本发明的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架门形支撑结构，该结构体系成本较低、空间较大、现场作业量小、管道安装自由、安装效率高，可用于加快城镇现代化建设。

本发明的技术方案为：一种装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架门形支撑结构，包括由热轧工字钢组成的横向钢梁和竖直的钢柱，所述钢梁和钢柱之间设有若干种斜向的普通支撑；支撑结构中还包括门形及窗框形的支撑；所述支撑结构中连接方式为支撑部分的刚接形式与框架部分的铰接形式。

所述普通支撑和钢梁、钢柱之间可相互形成X形、Ｙ形、Ｋ形、人形、单斜杆形。

所述钢柱和钢梁采用热轧工字形钢，保持整根生产为一体结构，中间不断开、不拼接。

所述钢柱的根部设有刚性柱脚，钢柱与钢梁的连接处设有连接板。

所述连接板上设有螺栓孔。

所述钢梁、钢柱及普通支撑的连接节点处均设有加强肋板。

本发明装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架结构体系具有如下有益效果：

（1）能充分发挥钢结构大跨空间的特点，使得低层房屋整体开间变大，平面分割布墙灵活自由：该结构体系给不同住户对相同房屋、不同的空间化分方法提供了可能，特别是同一住户不同时期对同一房屋空间需求不一样时，可以满足住户对房间二次开发布置的需要。这使得住户大大减少了二次购房的开支，有效的降低了资源的重复浪费；

（2）工业化生产程度高：该结构体系所有结构、构件都可按相应的模数在工厂中预制生产，现场拼装其机械化、商品化程度较高，质量可靠稳定，有利于实现建筑技术的集成化和产业化；

（3）施工速度快，工期短，能耗低：该结构体系所有的拼装连接都是通过高强螺栓实现的，杜绝了现场施焊作业，提高了装配速度；与主体结构相连的墙板、楼板都工厂全预制或半预制的，从而减少模板用量、脚手架搭设及支模工序带来的工期占用，减少现场湿作业量、施工噪声和粉尘，符合绿色生态文明环保的建筑试工要求；

（4）材料回收利用率较高：该结构体系主体结构采用钢材，属于再生材料，当建筑物寿命周期结束时，其结构钢材可被回收利用；

（5）室内空间不露柱，方便用户安置家具：该结构体系在部分室内露柱的地方，采用异形柱，使室内更规整，提高空间利用率；

（6）节点连接更方便，构造更简单：该结构体系中铰接框架部分，梁柱间采用铰接连接形式，铰接节点构造简单，施工比较方便，多直接采用高强螺栓现场连接，焊接工作量多在工厂完成，容易保证质量，且铰接连接只传剪力及轴力，不传递弯矩，降低了节点处的应力集中，减小了节点构造要求。

（7）成本大大降低：本身该结构体系采用热轧型钢，要比焊接钢材便宜；施工速度快，工期短，进一步降低施工成本；全螺栓拼接，减少了对现场高级焊工的需求；连接节点大部分为铰接，节点构造简单，施工方便；大跨度钢框架，用钢量大大降低，成本降低明显；工厂模数化生产，批量加工，从流程上简接降低成本。

（8）结构传力途径更明确，设计思路更清晰：该结构体系所受的所有水平荷载全部由支撑刚接体系承担，竖向荷载全部由框架承担，设计时根据受力的要求，水平荷载设计支撑，紧向荷载设计框架。

由此可见，该种装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架结构体系具有良好的社会效益和经济效益。特别是随着国民经济建设的高速发展、住宅产业化的推广，这种绿色结构体系的应用前景将十分广阔。

由此可见，本发明与现有技术相比具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为刚性节点结构示意图；

图3为铰接节点的连接结构示意图；

图4为柱脚的结构示意图；

图5为普通支撑的连接结构示意图；

其中，1－钢梁，2－刚性节点，3－普通支撑，4－钢柱，5－铰接节点，6－顶角钢，7－底角钢，8－连接板，9—高强螺栓，10－加劲肋板，11－锚栓，12－双螺母，13－垫板，14－无收缩细石混凝土，15－端板，16－节点连接板，17－窗框形支撑，18－门形支撑。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

具体实施方式：如图1所示，一种装配式低矮房屋异形柱铰接钢框架门形支撑结构，包括由热轧工字钢组成的横向钢梁1和竖直的钢柱4，所述钢梁和钢柱之间设有若干种斜向的普通支撑3；支撑结构中还包括门形支撑18及窗框形支撑17；所述支撑结构中连接方式为支撑部分的刚接形式与框架部分的铰接形式。其节点分为刚性节点2和铰接节点5所述普通支撑3和钢梁1、钢柱4之间可相互形成X形、Ｙ形、Ｋ形、人形、单斜杆形灯。所述钢柱4和钢梁1采用热轧工字形钢，且保持整根生产中间不断开、不拼接。钢柱4的根部设有刚性柱脚，所述柱脚包括固定在钢柱底端的端板，端板上设有加劲肋板以及螺栓孔，螺栓孔内穿有锚栓11，锚栓11通过双螺母12固定。钢柱4与钢梁1的连接处设有连接板。连接板上设有高强度的螺栓孔。所述钢梁、钢柱及普通支撑的连接节点处均设有加强肋板10。

上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。