一种装配式混合结构单层厂房及施工方法

1.本发明属于建筑技术领域，特别涉及一种装配式混合结构单层厂房施工方法。


背景技术：

2.对于钢结构单层厂房，柱子截面不够舒展，且其承载力一般由钢结构稳定控制，所以需要大量的加劲肋来控制板件的面外稳定，材料浪费严重，且钢材的性能不能得到充分的发挥。与钢结构比较，混凝土结构的施工过程复杂，施工速度慢，周期长，受天气影响较为明显，且其一般在施工现场预制，对场地要求较高。就吊车梁而言，普通混凝土结构的抗裂性能较弱，且混凝土吊车梁与钢柱的连接不如钢吊梁简便。


技术实现要素：

3.为了克服上述传统结构类型的缺点，本发明的目的在于提供一种工艺性好、施工速度快、能大大缩短工期的装配式混合结构单层厂房的施工方法，以便使钢结构稳定问题得到解决。
4.本发明的技术方案是：一种装配式混合结构单层厂房，其特征在于：至少包括：边柱上柱型钢(1)、边柱下柱型钢(2)、腹板开孔的牛腿(3)、混凝土条(4)、中柱上柱型钢(5)、中柱下柱柱肢(6)、缀条(7)、连接板(8)、腹板开孔的肩梁(9)、吊车梁型钢(10)、预应力筋(11)、预制混凝土条(12)、现浇混凝土连接件(13)、柱肢混凝土(14)、柱肢型钢(15)；由前后边柱上柱型钢(1)和边柱下柱型钢(2)上下连接构成厂房的两侧柱体，由中柱上柱型钢(5)和中柱下柱柱肢(6)上下连接构构成厂房的中间柱体，后边柱上柱型钢(1)和边柱下柱型钢(2)及中柱上柱型钢(5)和中柱下柱柱肢(6)垂直固定在混凝土基础上，后边柱上柱型钢(1)和中柱上柱型钢(5)顶部由连接板(8)跨接连接；后边柱上柱型钢(1)和边柱下柱型钢(2)及中柱上柱型钢(5)和中柱下柱柱肢(6)采用上下高度可调结构，使连接板(8)到混凝土基础面高度到设计高度；前后边柱上柱型钢(1)和边柱下柱型钢(2)及中柱上柱型钢(5)和中柱下柱柱肢(6)之间通过腹板开孔的肩梁(9)连接，使前后跨度可调。
5.所述的腹板开孔的肩梁(9)前后跨接在前后腹板开孔的牛腿(3)上，通过相互配合的腹板开孔固定，腹板开孔的牛腿(3)长度大于边柱下柱型钢(2)的宽度+腹板开孔的肩梁(9)的厚度，腹板开孔的牛腿(3)同时连接固定边柱上柱型钢(1)和边柱下柱型钢(2)，及水平放置的腹板开孔的肩梁(9)，使边柱上柱型钢(1)、边柱下柱型钢(2)和腹板开孔的肩梁(9)形成固定结构。
6.所述的边柱上柱型钢(1)上间隔分布有连接孔(16)，边柱下柱型钢(2)是在边柱上柱型钢(1)前后加持混凝土条(4)固定；所述的边柱下柱型钢（2）为蜂窝型钢和混凝土混组合柱，其先进行蜂窝型钢柱的加工，然后浇筑混凝土。
7.中柱包括：所述的中柱上柱型钢（5）和中柱下柱柱肢（6），中柱为格构式钢
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混组合柱，其先进行下柱柱肢的施工，施工方法同蜂窝型钢
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混组合柱，然后对上柱、肩梁、缀条及连接板进行加工，加工完成后将各部分定位并进行焊接。
8.所述的腹板开孔的肩梁（9）前后跨接在前后腹板开孔的牛腿(3)上，通过相互配合的腹板开孔固定，腹板开孔的牛腿(3)长度大于边柱下柱型钢(2)的宽度+腹板开孔的肩梁(9)的厚度，腹板开孔的牛腿(3)同时连接固定边柱上柱型钢(1)、边柱下柱型钢(2)及水平放置的腹板开孔的肩梁(9)，使边柱上柱型钢（1）、边柱下柱型钢（2）和腹板开孔的肩梁（9）形成固定结构。
9.所述腹板开孔的肩梁(9)，其中腹板开有圆形的空洞，方便混凝土的浇筑及增加结构的整体性；肩梁上取消了加劲肋，依靠混凝土来增加板件的面外稳定以及抵抗纵向的剪切力。
10.所述吊车梁型钢（10)采用蜂窝型工字钢，用于预制混凝土条(12)及现浇混凝土连接件(13)，预制混凝土条（12）及现浇混凝土连接件（13）均采用超高性能混凝土，在预制混凝土条（12）内有预应力筋（11），它可采用预应力钢绞线或者预应力钢筋，并采用先张法随预制混凝土条12一起进行施工。
11.所述中柱下柱柱肢（6）由柱肢型钢（15）及柱肢混凝土（14）组成，柱肢混凝土（14）采用超高性能混凝土，柱肢型钢（15）采用蜂窝型工字钢，前后柱肢混凝土（14）与柱肢型钢（15）的工字槽固定，使前后柱肢混凝土（14）在上部吊车荷载直接作用下到工字槽内，传力路径简单明确；在左右中柱下柱柱肢（6）之间通过缀条（7）连接，在工字钢翼缘的外侧焊接有连接板（8），缀条（7）是直接焊接在连接板（8）上。
12.一种装配式混合结构单层厂房施工方法，其特征是：至少包括如下步骤：步骤1，所有构件均在钢结构加工厂进行制作，其中蜂窝型钢
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混组合柱先对上柱、下柱及牛腿进行加工制作并将各部分进行焊接，然后将加工好的蜂窝型钢柱侧放并进行钢筋的定位及绑扎，最后浇筑混凝土；对于格构式钢
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混组合柱，先进行下柱柱肢的施工，施工方法同蜂窝型钢
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混组合柱，然后对上柱、肩梁、缀条及连接板进行加工，加工完成后将各部分定位并进行焊接；对于吊车梁，采用两阶段预制蜂窝型钢预应力混凝土组合梁， 混凝土条为第一阶段预制，中间连接件为第二阶段预制，预应力是在第一阶段预制过程中植入，采用先张法施工，施工完成后切割掉梁端多余部分预应力筋。第二阶段是将型钢、第一阶段的预制混凝土条定位并固定，在蜂窝型孔中安放钢筋笼，然后浇筑超高性能混凝土，最后放入养护室中进行蒸汽养护；步骤2，将加工好的构件运往施工现场；步骤3，在施工现场，将型钢混凝土构件进行定位并固定。
13.所述的步骤3具体包括：由前后边柱上柱型钢（1）和边柱下柱型钢（2）上下连接构成厂房的两侧柱体，由中柱上柱型钢（5）和中柱下柱柱肢（6）上下连接构构成厂房的中间柱体，后边柱上柱型钢（1）和边柱下柱型钢（2）及中柱上柱型钢（5）和中柱下柱柱肢（6）垂直固定在混凝土基础上，后边柱上柱型钢（1）和中柱上柱型钢（5）顶部由连接板（8）跨接连接；后边柱上柱型钢（1）和边柱下柱型钢（2）及中柱上柱型钢（5）和中柱下柱柱肢（6）采用上下高度可调结构，使连接板（8）到混凝土基础面高度到设计高度；前后边柱上柱型钢（1）和边柱下柱型钢（2）及中柱上柱型钢（5）和中柱下柱柱肢（6）之间通过腹板开孔的肩梁（9）连接，使前后跨度可调。
14.本发明与现有技术相比有益效果是：1、节省材料
本发明中，型钢的腹板采用蜂窝型腹板，其在同样的材料下，使上下翼缘更加扩展，提高了截面的抗弯承载力和刚度，同时作为现浇混凝土的通道，增强了结构的整体性能；在混凝土的约束下，受压一侧钢结构板件的面外稳定性得到大大的提高，从而提高了材料的利用率，节省了钢材；除此之外，型钢能够对混凝土形成约束，在提高混凝土受力性能的同时也减少了混凝土的用量。
15.2、强度增加本发明使截面更加扩展，混凝土对型钢板件提供了面外支撑，板件对混凝土提供了约束，二者相辅相成，相比纯钢结构和混凝土结构，本发明使材料强度得到很大程度的利用，在同样的材料下，结构的强度大大增加。
16.3、施工速度快本发明完全采用工厂预制的形式，所有制作过程均在工厂完成，产品能够得到良好的养护，且模具的精度更高，各产品可以同步生产然后进行拼装，在保证产品质量的同时提高了产品的生产速度。
17.4、管线组织灵活上柱的蜂窝型孔可作为纵向管线布置的通道，不用再在柱子侧面进行管线的安装，使厂房的空间布置更加简洁。
附图说明
18.下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明：图1是本发明厂房结构示意图。
19.图2是本发明边柱示意图。
20.图3是本发明中柱示意图。
21.图4是本发明吊车梁示意图。
22.图5是本发明中柱柱肢示意图。
23.图中，1、边柱上柱型钢；2、边柱下柱型钢；3、腹板开孔的牛腿；4、混凝土条；5、中柱上柱型钢；6、中柱下柱柱肢；7、缀条；8、连接板；9、腹板开孔的肩梁；10、吊车梁型钢；11、预应力筋；12、预制混凝土条；13、现浇混凝土连接件；14、柱肢混凝土；15、柱肢型钢。
具体实施方式
24.如图1所示，一种装配式混合结构单层厂房施工方法，主要包括蜂窝型钢
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混组合柱、格构式钢
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混组合柱以及蜂窝型钢
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混组合吊车梁。本发明中各个构件均可同步进行加工制作，最后在施工现场进行组装即可投入使用，实现了完全预制。
25.方法，包括一种蜂窝型钢
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混组合柱、格构式钢
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混组合柱及蜂窝型钢
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混组合吊车梁如图1所示，一种装配式混合结构单层厂房，其特征在于，包括：边柱上柱型钢1、边柱下柱型钢2、腹板开孔的牛腿3、混凝土条4、中柱上柱型钢5、中柱下柱柱肢6、缀条7、连接板8、腹板开孔的肩梁9、吊车梁型钢10、预应力筋11、预制混凝土条12、现浇混凝土连接件13、柱肢混凝土14、柱肢型钢15；由前后边柱上柱型钢1和边柱下柱型钢2上下连接构成厂房的两侧柱体，由中柱上柱型钢5和中柱下柱柱肢6上下连接构构成厂房的中间柱体，后边柱
上柱型钢1和边柱下柱型钢2及中柱上柱型钢5和中柱下柱柱肢6垂直固定在混凝土基础上，后边柱上柱型钢1和中柱上柱型钢5顶部由连接板8跨接连接；后边柱上柱型钢1和边柱下柱型钢2及中柱上柱型钢5和中柱下柱柱肢6采用上下高度可调结构，使连接板8到混凝土基础面高度到设计高度；前后边柱上柱型钢1和边柱下柱型钢2及中柱上柱型钢5和中柱下柱柱肢6之间通过腹板开孔的肩梁9连接，使前后跨度可调。
26.所述的腹板开孔的肩梁9前后跨接在前后腹板开孔的牛腿3上，通过相互配合的腹板开孔固定，腹板开孔的牛腿3长度大于边柱下柱型钢2的宽度+腹板开孔的肩梁9的厚度，腹板开孔的牛腿3同时连接固定边柱上柱型钢1和边柱下柱型钢2，及水平放置的腹板开孔的肩梁9，使边柱上柱型钢1、边柱下柱型钢2和腹板开孔的肩梁9形成固定结构。
27.如图2所示，所述的边柱上柱型钢1上间隔分布有连接孔16，边柱下柱型钢2是在边柱上柱型钢1前后加持混凝土条4固定。边柱下柱型钢2为蜂窝型钢和混凝土混组合柱，其先进行蜂窝型钢柱的加工，然后浇筑混凝土。
28.如图3所示，中柱包括：中柱上柱型钢5和中柱下柱柱肢6，中柱为格构式钢
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混组合柱，其先进行下柱柱肢的施工，施工方法同蜂窝型钢
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混组合柱，然后对上柱、肩梁、缀条及连接板进行加工，加工完成后将各部分定位并进行焊接。
29.所述的腹板开孔的肩梁9前后跨接在前后腹板开孔的牛腿3上，通过相互配合的腹板开孔固定，腹板开孔的牛腿3长度大于边柱下柱型钢2的宽度+腹板开孔的肩梁9的厚度，腹板开孔的牛腿3同时连接固定边柱上柱型钢1和边柱下柱型钢2，及水平放置的腹板开孔的肩梁9，使边柱上柱型钢1、边柱下柱型钢2和腹板开孔的肩梁9形成固定结构。
30.如图4所示，所述腹板开孔的肩梁9，其中腹板开有圆形的空洞，方便混凝土的浇筑及增加结构的整体性。肩梁上取消了加劲肋，依靠混凝土来增加板件的面外稳定以及抵抗纵向的剪切力。吊车梁型钢9采用蜂窝型工字钢10，用于预制混凝土条12及现浇混凝土连接件13，混凝土条12及现浇混凝土连接件13均采用超高性能混凝土，在混凝土条12内有预应力筋11，它可采用预应力钢绞线或者预应力钢筋，并采用先张法随预制混凝土条12一起进行施工。
31.对于吊车梁，采用两阶段预制蜂窝型钢预应力混凝土组合梁， 混凝土条为第一阶段预制，中间连接件为第二阶段预制，预应力是在第一阶段预制过程中植入，采用先张法施工，施工完成后切割掉梁端多余部分预应力筋。第二阶段是将型钢、第一阶段的预制混凝土条定位并固定，在蜂窝型孔中安放钢筋笼，然后浇筑超高性能混凝土，最后放入养护室中进行蒸汽养护。
32.如图5所示，所述中柱下柱柱肢6由柱肢型钢15及柱肢混凝土14组成，柱肢混凝土14采用超高性能混凝土，柱肢型钢15采用蜂窝型工字钢，前后柱肢混凝土14与柱肢型钢15的工字槽固定，使前后柱肢混凝土14在上部吊车荷载直接作用下到工字槽内，传力路径简单明确。在左右中柱下柱柱肢6之间通过缀条7连接，在工字钢翼缘的外侧焊接有连接板8，缀条7是直接焊接在连接板8上，而非工字钢翼缘。
33.本发明的步骤是：步骤1，所有构件均在钢结构加工厂进行制作，其中蜂窝型钢
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混组合柱先对上柱、下柱及牛腿进行加工制作并将各部分进行焊接，然后将加工好的蜂窝型钢柱侧放并进行钢筋的定位及绑扎，最后浇筑混凝土；对于格构式钢
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混组合柱，先进行下柱柱肢的施工，施工
方法同蜂窝型钢
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混组合柱，然后对上柱、肩梁、缀条及连接板进行加工，加工完成后将各部分定位并进行焊接；对于吊车梁，采用两阶段预制蜂窝型钢预应力混凝土组合梁， 混凝土条为第一阶段预制，中间连接件为第二阶段预制，预应力是在第一阶段预制过程中植入，采用先张法施工，施工完成后切割掉梁端多余部分预应力筋。第二阶段是将型钢、第一阶段的预制混凝土条定位并固定，在蜂窝型孔中安放钢筋笼，然后浇筑超高性能混凝土，最后放入养护室中进行蒸汽养护；步骤2，将加工好的构件运往施工现场；步骤3，在施工现场，将型钢混凝土构件进行定位并固定。
34.本发明混合结构单层厂房的边柱和中柱均采用蜂窝型工字钢，用于承担屋面荷载；对于边柱的下柱，采用型钢混凝土的形式，钢结构用来承担拉应力，型钢和混凝土共同承担压应力；对于中柱的下柱，采用格构式型钢混凝土的形式，柱肢采用型钢混凝土，受压性能大大提升；牛腿和肩梁也用混凝土进行填充，腹板部分开有连接孔，方便两侧的混凝土和型钢行成一个整体，相比传统钢结构，不用再依靠大量的加劲肋来维持板件的稳定，抗压性能大大提升；吊车梁采用预应力型钢混凝土，抗裂性能及刚度大大提升。在同一厂房中，根据不同的荷载情况，采用不同的结构形式，能够获得较大的经济效益，节约材料，减小造价。