Z字形双夹板节点装配式H型钢梁方钢管柱钢结构体系的制作方法

本实用新型涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系。

背景技术：

装配式建筑是建筑行业今后一段时间重点发展的对象，工业化装配式结构体系创新势在必行。装配式结构体系是指按照统一、标准的建筑部品规格制作房屋单元或构件，然后运至施工现场装配就位而产生的建筑。大量建筑部品由车间生产加工完成，现场大量装配作业，设计的标准化和管理的信息化，符合绿色建筑的要求。其特点是建筑质量轻、节能环保、施工速度快、工业化程度高，能解决我国建筑工业化水平低、房屋建造劳动生产率低以及传统房屋产品质量低等诸多问题，适应建筑行业的发展。目前国内外对高层钢结构住宅的系统研究刚刚兴起，工业化装配式高层钢结构体系的发展前景可期。

而现有的技术中，装配式建筑采用对钢结构进行大量的现场焊接工作进行装配，不利于生产效率的提高，且各钢结构在现场施工过程中相互拼接，相对位置施工精度难以保证，不利于后期现场装配型钢梁时的作业，且费时费力。此外，现有技术中大多采用压型钢板组合楼板、钢筋混凝土楼板或osb刨花板，既需要大量的现场施工作业，也无法保证楼板与钢梁的连接性能。

技术实现要素：

针对上述问题中的至少之一，本实用新型提供了一种z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系，通过采用模块化的装配式叠合梁板与装配式梁柱节点通过螺栓进行装配，装配式叠合梁板和装配式梁柱节点在工厂预制完成，大大减少了焊接工作，且在工厂预制的模块化结构能够大大提高施工精度，另外，装配式叠合梁板采用预制混凝土板、工厂制混凝土层以及现浇混凝土层，既大大减少了现场施工作业，同时能够保证楼板与钢梁的连接性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系，包括：装配式叠合梁板和装配式梁柱节点；所述装配式叠合梁板之间通过所述装配式梁柱节点进行装配连接；所述装配式叠合梁板包括长边工字型钢梁、短边工字型钢梁、长边槽钢梁、短边槽钢梁、预制混凝土板、工厂制混凝土层和现浇混凝土层，所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁沿长度方向切割形成上翼缘较长、下翼缘较短的z字形截面形状，所述装配式梁柱节点包括箱形柱、节点连接件和节点肋板，所述箱形柱为方形钢管结构，所述节点连接件为一端平整、另一端被切割为z字形的工字型截面钢梁；所述装配式叠合梁板分为边跨a板和中跨b板，所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁连接形成所述边跨a板的钢框架结构，所述边跨a板的钢框架结构的长边为平行设置的所述长边工字型钢梁和所述长边槽钢梁分别连接而成，所述边跨a板的钢框架结构短边由所述短边工字型钢梁和所述短边槽钢梁分别与所述长边工字型钢梁和所述长边槽钢梁垂直连接形成，所述短边工字型钢梁作为所述边跨a板的钢框架结构的最外侧短边，所述短边槽钢梁作为所述边跨a板的钢框架结构的内部短边；所述长边槽钢梁、所述短边工字型钢梁和所述短边槽钢梁连接形成所述中跨b板的钢框架结构，所述中跨b板的钢框架结构的长边为平行设置的所述长边槽钢梁分别连接而成，所述中跨b板的钢框架结构短边由所述短边工字型钢梁和所述短边槽钢梁分别与所述长边工字型钢梁和所述长边槽钢梁垂直连接形成，所述短边工字型钢梁作为所述中跨b板的钢框架结构的最外侧短边，所述短边槽钢梁作为所述中跨b板的钢框架结构的内部短边；所述预制混凝土板在所述边跨a板和所述中跨b板的装配过程中安装于对应的钢框架结构内，所述工厂制混凝土层为在所述预制混凝土板安装完成后在工厂中于所述预制混凝土板上浇筑形成，所述工厂制混凝土层的浇筑避开型钢梁端部打孔的位置，所述现浇混凝土层为现场施工过程中所述装配式叠合梁板装配完成后于所述工厂制混凝土层上整体浇筑形成；所述装配式梁柱节点分为二向装配式梁柱节点、三向装配式梁柱节点和四向装配式梁柱节点，所述节点连接件的平整一侧垂直焊接于所述箱形柱的侧面，所述节点连接件分别焊接于所述箱形柱相同高度的两个相邻侧面、三个侧面和四个侧面以分别形成所述二向装配式梁柱节点、所述三向装配式梁柱节点和所述四向装配式梁柱节点，所述节点肋板与所述箱形柱和所述节点连接件的下翼缘相焊接；所述边跨a板设置于所述钢结构体系的两侧，所述中跨b板设置于所述边跨a板之间，所述边跨a板的所述长边工字型钢梁处于外侧，所述边跨a板与所述中跨b板相邻处以及所述中跨b板之间通过所述长边槽钢梁装配连接；所述边跨a板和所述中跨b板的钢框架结构内部的连接处，以及所述边跨a板和所述中跨b板之间的连接处根据相邻构件数量采用相应方向的装配式梁柱节点进行螺栓连接。

在上述技术方案中，优选地，所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁的梁端上、下翼缘及腹板上设置螺栓孔，两根相互垂直相邻设置的梁通过下翼缘的螺栓孔利用托板相连接；在所述边跨a板中，所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁通过4块所述托板组成边框架a1，采用同样的连接形式，所述长边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和两根所述短边槽钢梁组成中框架a2，将钢梁框架按a1a2a1的形式拼接成为所述边跨a板，所述边框架a1与所述中框架a2通过所述短边槽钢梁相对齐拼接并用螺栓连接，所述托板对所述预制混凝土板进行承托和限位。

在上述技术方案中，优选地，所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁的梁端上、下翼缘及腹板上设置螺栓孔，两根相互垂直相邻设置的梁通过下翼缘的螺栓孔利用托板相连接；在所述中跨b板中，所述短边工字型钢梁、所述短边槽钢梁和两根所述长边槽钢梁通过4块所述托板组成中间边框架b1，采用同样的连接形式，两根所述长边槽钢梁和两根所述短边槽钢梁组成中间中框架b2，将钢梁框架按b1b2b1的形式拼接成所述中跨b板，所述中间边框架b1和所述中间中框架b2通过所述短边槽钢梁相对齐拼接并用螺栓连接，所述托板对所述预制混凝土板进行承托和限位。

在上述技术方案中，优选地，z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系还包括定位加劲板，所述定位加劲板焊接于所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁的梁两端的上翼缘最里侧打孔处以里的上翼缘下侧面，所述定位加劲板准确抵在所述节点连接件的前端。

在上述技术方案中，优选地，所述节点肋板分别设置于所述节点连接件下翼缘的两侧，所述节点肋板与所述箱形柱和所述节点连接件下翼缘相焊接。

在上述技术方案中，优选地，z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系还包括夹板，所述节点连接件的上翼缘、腹板和下翼缘上均设置有螺栓孔，所述节点连接件与所述装配式叠合梁板的型钢梁端部的螺栓孔相对应，所述夹板设置于所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁的腹板与所述节点连接件的腹板相接处的两侧，并在两侧所述夹板的夹持下利用螺栓进行固定。

在上述技术方案中，优选地，所述装配式梁柱节点的所述箱形柱的不同高度设置所述节点连接件，所述装配式叠合梁板分别与不同高度的所述节点连接件装配连接形成多层的所述钢结构体系。

在上述技术方案中，优选地，所述装配式梁柱节点的所述箱形柱延长至预设长度，并在所述箱形柱之间设置连接板，所述箱形柱通过所述连接板利用螺栓连接形成装配式钢柱。

在上述技术方案中，优选地，所述现浇混凝土层为施工现场所述装配式叠合梁板和装配式梁柱节点吊装安装完毕后，最后浇筑的混凝土现浇层，所述现浇混凝土层的浇筑范围包括所述边跨a板、所述中跨b板以及所述长边工字型钢梁、所述短边工字型钢梁、所述长边槽钢梁和所述短边槽钢梁的上翼缘上侧，使得最终形成的所述钢结构体系通过所述现浇混凝土层形成整体结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过采用模块化的装配式叠合梁板与装配式梁柱节点通过螺栓进行装配，装配式叠合梁板和装配式梁柱节点在工厂预制完成，大大减少了钢结构现场焊接工作，且在工厂预制的模块化结构能够大大提高施工精度，另外，装配式叠合梁板采用预制混凝土板、工厂制混凝土层以及现浇混凝土层，整体吊装到位后再浇筑楼板剩余部分，既大大减少了现场施工作业，提高工作效率，加快施工进度，同时能够保证楼板与钢梁的连接性能。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例公开的装配式叠合梁板与装配式钢柱的拼装分解示意图；

图3为本实用新型一种实施例公开的装配式叠合梁板的平面布置示意图；

图4为本实用新型一种实施例公开的二向装配式梁柱节点的示意图；

图5为本实用新型一种实施例公开的三向装配式梁柱节点的示意图；

图6为本实用新型一种实施例公开的四向装配式梁柱节点的示意图；

图7为本实用新型一种实施例公开的装配式钢柱的拼接示意图；

图8为本实用新型一种实施例公开的装配式叠合梁板的边跨a板的构件分解示意图；

图9为本实用新型一种实施例公开的装配式叠合梁板的边跨a板的拼装示意图；

图10为本实用新型一种实施例公开的装配式叠合梁板的中跨b板的构件分解示意图；

图11为本实用新型一种实施例公开的装配式叠合梁板的中跨b板的拼装示意图；

图12为本实用新型一种实施例公开的二向装配式梁柱节点-型钢梁连接分解示意图；

图13为本实用新型一种实施例公开的三向装配式梁柱节点-型钢梁连接分解示意图；

图14为本实用新型一种实施例公开的四向装配式梁柱节点-型钢梁连接分解示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.箱形柱，2.节点连接件，3.节点肋板，4.连接板，5.装配式钢柱，6.装配式梁柱节点，7.长边工字型钢梁，8.短边工字型钢梁，9.长边槽钢梁，10.短边槽钢梁，11.托板，12.预制混凝土板，13.工厂制混凝土层，14.现浇混凝土层，15.定位加劲板，16.夹板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1至图3所示，根据本实用新型提供的一种z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系，包括：装配式叠合梁板和装配式梁柱节点6；装配式叠合梁板之间通过装配式梁柱节点6进行装配连接；装配式叠合梁板包括长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9、短边槽钢梁10、预制混凝土板12、工厂制混凝土层13和现浇混凝土层14，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10沿长度方向切割形成上翼缘较长、下翼缘较短的z字形截面形状，装配式梁柱节点6包括箱形柱1、节点连接件2和节点肋板3，箱形柱1为方形钢管结构，节点连接件2为一端平整、另一端被切割为z字形的工字型截面钢梁；装配式叠合梁板分为边跨a板和中跨b板，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10连接形成边跨a板的钢框架结构，边跨a板的钢框架结构的长边为平行设置的长边工字型钢梁7和长边槽钢梁9分别连接而成，边跨a板的钢框架结构短边由短边工字型钢梁8和短边槽钢梁10分别与长边工字型钢梁7和长边槽钢梁9垂直连接形成，短边工字型钢梁8作为边跨a板的钢框架结构的最外侧短边，短边槽钢梁10作为边跨a板的钢框架结构的内部短边；长边槽钢梁9、短边工字型钢梁8和短边槽钢梁10连接形成中跨b板的钢框架结构，中跨b板的钢框架结构的长边为平行设置的长边槽钢梁9分别连接而成，中跨b板的钢框架结构短边由短边工字型钢梁8和短边槽钢梁10分别与长边工字型钢梁7和长边槽钢梁9垂直连接形成，短边工字型钢梁8作为中跨b板的钢框架结构的最外侧短边，短边槽钢梁10作为中跨b板的钢框架结构的内部短边；预制混凝土板12在边跨a板和中跨b板的装配过程中安装于对应的钢框架结构内，工厂制混凝土层13为在预制混凝土板12安装完成后在工厂中于预制混凝土板12上浇筑形成，工厂制混凝土层13的浇筑避开型钢梁端部打孔的位置，现浇混凝土层14为现场施工过程中装配式叠合梁板装配完成后于工厂制混凝土层13上整体浇筑形成；装配式梁柱节点6分为二向装配式梁柱节点6、三向装配式梁柱节点6和四向装配式梁柱节点6，节点连接件2的平整一侧垂直焊接于箱形柱1的侧面，节点连接件2分别焊接于箱形柱1相同高度的两个相邻侧面、三个侧面和四个侧面以分别形成二向装配式梁柱节点6、三向装配式梁柱节点6和四向装配式梁柱节点6，节点肋板3与箱形柱1和节点连接件2的下翼缘相焊接；边跨a板设置于钢结构体系的两侧，中跨b板设置于边跨a板之间，边跨a板的长边工字型钢梁7处于外侧，边跨a板与中跨b板相邻处以及中跨b板之间通过长边槽钢梁9装配连接；边跨a板和中跨b板的钢框架结构内部的连接处，以及边跨a板和中跨b板之间的连接处根据相邻构件数量采用相应方向的装配式梁柱节点6进行螺栓连接。

在该实施例中，引入装配化概念，实现大规模预先生产，施工现场快速安装，从而大大缩短工期，减少现场施工环境问题，同时有效抵御地震等不利作用，发挥钢结构建筑的优点。另外，本实用新型所述楼板为装配式叠合梁板，工厂制混凝土层13可以当作现浇混凝土层14的模板使用，现浇混凝土层14则保证了梁板的有效连接，形成装配式叠合梁板，降低了施工难度，提高了施工效率。

具体地，该钢结构体系由装配式叠合梁板和装配式梁柱节点6通过螺栓连接组成。装配式叠合梁板包括钢框架结构和叠合楼板，钢框架结构由长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10组合而成，叠合楼板包括预制混凝土板12、工厂制混凝土层13和现浇混凝土层14，将预制混凝土板12置于钢框架结构上，并在工厂内浇筑形成工厂制混凝土层13，在现场将装配式叠合梁板的主体和装配式梁柱节点6装配完成后，在装配式叠合梁板主体的上端浇筑一层混凝土形成现浇混凝土层14，以保证装配式叠合梁板的整体工作性能。

如图4至图6所示，其中，装配式梁柱节点6分为三种形式，包括两侧呈90度的二向节点、三侧呈180度的三向节点以及四向节点。节点连接件2为一端平整、另一端被切割成z字形的一段工字形截面钢梁，其中上翼缘较短、下翼缘较长。将节点连接件2平整的一端焊接在箱形柱1的一侧，然后在节点连接件2下翼缘的水平两侧分别放置一块节点肋板3，起到加强下翼缘作用，并将节点肋板3与箱形柱1和节点连接件2的下翼缘焊接。在箱形柱1的相邻面同样高度处按同样方法焊接节点连接件2和节点肋板3，从而形成二向装配式梁柱节点6；在箱形柱1的相邻、相对两个面同样高度处用同样方法制作，形成三向装配式梁柱节点6；在箱形柱1的另外三侧面同样高度处用同样方法制作，形成四向装配式梁柱节点6。其中节点连接件2的上翼缘、腹板和下翼缘均设有螺栓孔，与型钢梁端部螺栓孔对应，三种形式的装配式梁柱节点6均在工厂中预制完成。

如图7至图14所示，装配式梁柱节点6与装配式叠合梁板的边跨a板和中跨b板在施工现场通过螺栓连接，具体地，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9及短边槽钢梁10的下翼缘较短且开有螺栓孔，组装时使型钢梁下翼缘坐落在装配式梁柱节点6的节点连接件2较长的下翼缘上方，并使螺栓孔相对，用螺栓连接；长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9及短边槽钢梁10的上翼缘较长且开有螺栓孔，组装时使型钢梁上翼缘坐落在装配式梁柱节点6的节点连接件2较短的上翼缘上方，并使螺栓孔相对，用螺栓连接；型钢梁与节点连接件2上下翼缘连接好后，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9及短边槽钢梁10的腹板与节点连接件2的腹板相对并均有开孔，在腹板两侧放置夹板16，并使螺栓孔相对，用螺栓进行连接，完成装配式叠合梁板与装配式梁柱节点6的连接。装配式叠合梁板的边跨a板和中跨b板相交处的有效连接特征为，使a、b板的长边槽钢梁9在拼接一侧的钢梁端部和三分点处分别进行有效拼接，有效拼接方式采用螺栓现场拼接。完成装配式叠合梁板与装配式梁柱节点6的现场连接后，边跨a板和中跨b板与梁柱节点形成整体，在装配式叠合梁板工厂制混凝土层13的上方浇筑现浇混凝土层14；现浇混凝土层14的浇筑范围包括装配式叠合梁板的边跨a板和中跨b板，以及长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9及短边槽钢梁10的上翼缘上侧，使最终形成的体系通过现浇混凝土层14有效连接，形成整体。

在上述实施例中，优选地，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10的梁端上、下翼缘及腹板上设置螺栓孔，两根相互垂直相邻设置的梁通过下翼缘的螺栓孔利用托板11相连接；在边跨a板中，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10通过4块托板11组成边框架a1，采用同样的连接形式，长边工字型钢梁7、长边槽钢梁9和两根短边槽钢梁10组成中框架a2，将钢梁框架按a1a2a1的形式拼接成一个大边框架，即为边跨a板，边框架a1与中框架a2通过短边槽钢梁10相对齐拼接并用螺栓连接，并保证长边工字型钢梁7和长边槽钢梁9分别在一条直线上，托板11对预制混凝土板12进行承托和限位。将大边框架组装好后，分别在其边框架a1、中框架a2中放入预制混凝土板12，由于有托板11的限位作用，预制混凝土板12可以方便准确的放置；再以预制混凝土板12作为模板，在其上浇筑一层工厂制混凝土层13；工厂制混凝土层13为预制装配式叠合梁板边跨a板时在安装好预制混凝土板12后在工厂浇筑的混凝土，浇筑时应避开各型钢梁端部z字形区域以便于现场施工时节点连接，浇筑好的工厂制混凝土层13应为矩形四端缺角形式的八边形混凝土层；浇筑工厂制混凝土层13时避开而未浇筑的各型钢梁端部z字形区域在最终施工现场拼装好后，浇筑现浇混凝土层14时一起浇筑；由大边框架、预制混凝土板12和工厂制混凝土层13形成装配式叠合梁板的边跨a板；该边跨a板的各构件均在工厂预制组装。

在上述实施例中，优选地，长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10的梁端上、下翼缘及腹板上设置螺栓孔，两根相互垂直相邻设置的梁通过下翼缘的螺栓孔利用托板11相连接；在中跨b板中，短边工字型钢梁8、短边槽钢梁10和两根长边槽钢梁9通过4块托板11组成中间边框架b1，采用同样的连接形式，两根长边槽钢梁9和两根短边槽钢梁10组成中间中框架b2，将钢梁框架按b1b2b1的形式拼接成一个大中框架即为中跨b板，中间边框架b1和中间中框架b2通过短边槽钢梁10相对齐拼接并用螺栓连接，并保证两侧长边槽钢梁9分别在一条直线上，托板11对预制混凝土板12进行承托和限位。将大中框架组装好后，分别在其中间边框架b1、中间中框架b2中放入预制混凝土板12，由于有托板11的限位作用，预制混凝土板12可以方便准确的放置；再以预制混凝土板12作为模板，在其上浇筑一层工厂制混凝土层13；工厂制混凝土层13为在工厂中预制装配式叠合梁板的中跨b板时在安装好预制混凝土板12后工厂浇筑的混凝土，浇筑时应避开各型钢梁端部z字形区域以便于现场施工时节点连接，浇筑好的工厂制混凝土层13应为矩形四端缺角形式的八边形混凝土层；浇筑工厂制混凝土层13时避开而未浇筑的各型钢梁端部z字形区域在最终施工现场拼装好后，浇筑现浇混凝土层14时一起浇筑；由大中框架、预制混凝土板12和工厂制混凝土层13形成装配式叠合梁板的中跨b板，该中跨b板的各构件均在工厂预制组装。

在上述实施例中，优选地，z字形双夹板节点装配式h型钢梁方钢管柱钢结构体系还包括定位加劲板15，定位加劲板15焊接于长边工字型钢梁7、短边工字型钢梁8、长边槽钢梁9和短边槽钢梁10的梁两端的上翼缘最里侧打孔处以里的上翼缘下侧面。定位加劲板15可以在现场拼装型钢梁与梁柱节点时起定位螺栓孔的作用，同时加强型钢梁在梁柱连接处的强度。此外，在型钢梁与节点连接件2相连接时，型钢梁上设置的定位加劲板15可以准确抵在节点连接件2前端，便于现场施工时螺栓孔的定位，从而完成装配式叠合梁板的边跨a板和中跨b板与装配式钢柱5的连接。

在上述实施例中，优选地，节点肋板3分别设置于节点连接件2下翼缘的两侧，节点肋板3与箱形柱1和节点连接件2下翼缘相焊接。

在上述实施例中，优选地，装配式梁柱节点6的箱形柱1的不同高度设置节点连接件，装配式叠合梁板分别与不同高度的节点连接件装配连接形成多层的钢结构体系。

如图7所示，在上述实施例中，优选地，装配式梁柱节点6的箱形柱1延长至预设长度，并在箱形柱1之间设置连接板4，箱形柱1通过连接板4利用螺栓连接形成装配式钢柱5。本实用新型中装配式钢柱5在框架结构的每层楼梁柱节点处均为一体式贯通，柱与柱可在层间反弯点处进行连接，从而保证z字形双夹板节点的可靠性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。