[發明專利]工業化的模塊式多高層裝配式鋼結構預應力中心支撐體系

有效

• 申請號: 201410104427.6
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103882950A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 張愛林;王藝蒙;劉學春;趙亮;馬林;張勛
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/00
• 分類號: E04B1/00;E04B1/02;E04B1/19;E04B1/58
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

1.工業化的模塊式多高層裝配式鋼結構預應力中心支撐體系，其特征在于，所述工業化的模塊式多高層裝配式鋼結構預應力中心支撐體系是由裝配式樓板,裝配式預應力中心支撐和裝配式法蘭柱采用螺栓裝配而成；所述裝配式樓板由A板，B板和C板3種裝配式樓板拼接而成。

所述A板由短主梁Ⅰ（1）、次梁Ⅰ（4）、次梁Ⅱ（5）、加勁板（6）、樓板（7）、柱座（8）、連接板Ⅱ（17）和連接板Ⅲ（25）構成；所述A板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和栓釘連接將各個構件拼裝成所述裝配式樓板A。兩個短主梁Ⅰ(1)垂直擺放，通過柱座(8)和加勁板(6)將短主梁Ⅰ(1)進行連接，柱座(8)的上下法蘭板(10)分別與垂直的兩個短主梁Ⅰ(1)的上下翼緣齊平，所述加勁板(6)的兩個側面分別與短主梁Ⅰ(1)翼緣相連，兩塊加勁板(6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；次梁Ⅰ（4）與次梁Ⅱ（5）垂直，與一個短主梁Ⅰ(1)垂直，通過加勁板(6)與一個短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅱ（5）相連，所述加勁板（6）的兩個側面連接一個短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅰ（4）的翼緣，和次梁Ⅰ（4）和次梁Ⅱ（5）的翼緣，兩塊加勁板（6)分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均采用為焊接；次梁Ⅱ(5)垂直于一個短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅰ（4），通過加勁板（6）與一個短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅰ（4）進行連接，所述加勁板（6）的兩個側面連接短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅱ（5）的翼緣，和次梁Ⅰ（4）和次梁Ⅱ（5）的翼緣，加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均采用為焊接；兩個連接板Ⅲ（25）位于短主梁Ⅰ（1）的端部，連接板Ⅲ（25）的上下端與短主梁Ⅰ（1）的翼緣相連，一個側邊與短主梁Ⅰ（1）的腹板相連；一個連接板Ⅱ（17）位于次梁Ⅱ（5）的端部，連接板Ⅱ（17）的上下端與次梁Ⅱ（5）的翼緣相連，一個側邊與次梁Ⅱ（5）的腹板相連，所有的連接部位均采用為焊接；樓板（7）放置于各個梁所圍成的平面上，采用抗剪鍵將樓板（7）連接在各個梁上；

所述B板由短主梁Ⅰ（1）、短主梁Ⅱ（3）、次梁Ⅰ（4）、次梁Ⅱ（5）、次梁Ⅲ（2）、加勁板（6）、樓板（7）、柱座（14）、連接板Ⅱ（17）、連接板Ⅲ（25）和連接板Ⅳ（26）構成；所述B板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和栓釘連接將各個構件拼裝成所述裝配式樓板B。次梁Ⅰ（4）垂直于短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅲ（2），通過加勁板（6）將次梁Ⅰ（4）與短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅲ（2）進行連接，所述加勁板（6）的兩個側面連接一個短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅰ（4）的翼緣，和次梁Ⅰ（4）和次梁Ⅲ（2）的翼緣，兩塊加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均采用為焊接；兩個短主梁Ⅰ（1）放置在同一條直線上，通過柱座（14）相連，柱座（14）的上下法蘭板（10）分別與兩個短主梁Ⅰ（1）的上下翼緣齊平，所有的連接部位均采用為焊接；短主梁Ⅱ（3）與次梁Ⅱ（5）平行，與兩個短主梁Ⅰ（1）和次梁Ⅲ（2）垂直，加勁板（6）與兩個短主梁Ⅰ（1）相連，柱座（14）的上下法蘭板（10）分別與短主梁Ⅱ（3)的上下翼緣齊平，所述加勁板(6)的兩個側面分別與短主梁Ⅰ(1)和短主梁Ⅱ（3）的翼緣相連，兩塊加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均采用為焊接；次梁Ⅲ（2）平行于兩個短主梁Ⅰ（1），垂直于短主梁Ⅱ（3）、次梁Ⅰ（4）和次梁Ⅱ（5），通過加勁板（6）和連接板Ⅳ（26）與短主梁Ⅱ（3）、次梁Ⅰ（4）和次梁Ⅱ（5）進行連接；所述連接板Ⅴ（26）為矩形鋼板，位于短主梁Ⅱ（3）的端部，連接板Ⅳ（26）的上下端與短主梁Ⅱ（3）的翼緣相連，一個側邊與短主梁Ⅱ（3）的腹板相連；所述加勁板（6）的兩個側面連接次梁Ⅲ（2）和短主梁Ⅱ（3）的翼緣，連接次梁Ⅲ（2）和次梁Ⅰ（4）的翼緣，和連接次梁Ⅲ（2）和次梁Ⅱ（5），加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均采用為焊接；兩個連接板Ⅲ（25）位于短主梁Ⅰ（1）的端部，連接板Ⅲ（25）的上下端與短主梁Ⅰ（1）的翼緣相連，一個側邊與短主梁Ⅰ（1）的腹板相連；一個連接板Ⅰ（2）位于次梁Ⅱ（5）的端部，連接板Ⅲ（25）的上下端與次梁Ⅱ（5）的翼緣相連，一個側邊與次梁Ⅱ（5）的腹板相連，所有的連接部位均采用為焊接；兩個連接板Ⅲ（25）位于短主梁Ⅰ（1）的端部，連接板Ⅲ（25）的上下端與短主梁Ⅰ（1）的翼緣相連，一個側邊與短主梁Ⅰ（1）的腹板相連；一個連接板Ⅱ（17）位于次梁Ⅱ（5）的端部，連接板Ⅱ（17）的上下端與次梁Ⅱ（5）的翼緣相連，一個側邊與次梁Ⅱ（5）的腹板相連，所有的連接部位均采用為焊接；樓板（7）放置于各個梁所圍成的平面上，采用抗剪鍵將樓板7連接在各個梁上。

所述C板由短主梁Ⅱ（3）、次梁Ⅲ（2）、加勁板（6）、樓板（7）、柱座（15）、連接板Ⅱ（17）、連接板Ⅲ（25）和連接板Ⅳ（26）構成；所述C板的所有構件均在工廠加工制作完成，然后通過焊接和栓釘連接將各個構件拼裝成所述裝配式樓板C。所述兩個次梁Ⅲ2垂直放置，通過加勁板6進行連接，作為正方形裝配式樓板C的兩個鄰邊，所有連接均為焊接；另外兩個次梁Ⅲ（2）亦垂直放置，通過加勁板（6）進行連接，作為正方形裝配式樓板C的另外兩個鄰邊，所有連接均為焊接；通過加勁板（6）將C板的四條邊進行連接，形成正方形框架，所述加勁板（6）的兩個側面分別與垂直放置的兩個次梁Ⅲ（2）翼緣相連，兩塊加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；四個短主梁Ⅱ（3）的一端分別連接在柱座（15）的四個側面上，柱座（15）的上下法蘭板分別與四個短主梁Ⅱ（3）上下翼緣齊平，其中兩個短主梁Ⅱ（3）在一條直線上，另兩個短主梁Ⅱ（3）在一條直線上，柱座（15）位于C板的中心，相鄰的兩個短主梁Ⅱ（3）之間通過加勁板（6）進行連接，所述加勁板（6）的兩個側面分別與兩個短主梁Ⅱ（3）的翼緣相連，兩塊加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；所述短主梁Ⅱ（3）的另一端連接在次梁Ⅲ（2）上，通過加勁板（6）和連接板Ⅳ（26）與次梁Ⅲ（2）相連，所述加勁板（6）的兩個側面分別與次梁Ⅲ（2）和短主梁Ⅱ（3）的翼緣相連，兩塊加勁板（6）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；所述連接板Ⅳ（26）位于短主梁Ⅱ（3）與次梁Ⅲ（2）相連接的一端，連接板Ⅳ（26）的上下端與短主梁Ⅱ（3）的翼緣相連，一個側邊與短主梁Ⅱ（3）的腹板相連，所有的連接部位均為焊接；一個連接板Ⅱ（17）位于次梁Ⅲ（2）的端部，連接板連接板Ⅱ（17）的上下端與次梁Ⅲ（2）的翼緣相連，一個側邊與次梁Ⅲ（2）的腹板相連，所有的連接部位均采用為焊接；樓板（7）放置于各個梁所圍成的平面上，采用抗剪鍵將樓板（7）連接在各個梁上；

所述柱座包括三種形式的柱座，分別為柱座Ⅰ（8），柱座Ⅱ（14）和柱座Ⅲ（15）；柱座Ⅳ（9）由兩個法蘭板Ⅰ（10）和一個方鋼管Ⅰ（11）組成，兩個法蘭板Ⅰ（10）分別位于方鋼管Ⅰ（11）的兩個端頭上，所有連接均采用焊接；所述柱座Ⅰ（8）由柱柱座Ⅳ（9）和兩個連接板Ⅰ（16）組成，兩個連接板Ⅰ（16）分別位于柱座Ⅳ（9）相鄰的兩個外側面的中軸線上，與法蘭板Ⅰ（10）和方鋼管Ⅰ（11）相連；所述連接板Ⅰ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（10）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（10）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（10）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（11）相連，一個與法蘭板Ⅰ（10）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接。所述柱座Ⅱ（14）由柱座Ⅳ（9）和三個連接板Ⅰ（16）組成，三個連接板Ⅰ（16）分別位于柱座Ⅳ（9）的三個外側面的中軸線上，與法蘭板Ⅰ（10）和方鋼管Ⅰ（11）相連；所述連接板Ⅰ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（10）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（10）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（10）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（11）相連，一個與法蘭板Ⅰ（10）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接。所述柱座Ⅲ（15）由柱座Ⅳ（9）和四個連接板Ⅰ（16）組成，四個連接板Ⅰ（16）分別位于柱座Ⅳ（9）的四個外側面的中軸線上，與法蘭板Ⅰ（10）和方鋼管Ⅰ（11）相連；所述連接板Ⅰ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（10）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（10）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（10）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（11）相連，一個與法蘭板Ⅰ（10）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接。

所述裝配式法蘭柱包括三種形式的裝配式法蘭柱，分別為法蘭柱Ⅰ（20），法蘭柱Ⅱ（22）和法蘭柱Ⅲ（24）；所述法蘭柱Ⅰ（20）由一個方鋼管Ⅲ（18）和兩個法蘭板Ⅱ（19）組成，兩個法蘭板Ⅱ（19）分別位于方鋼管Ⅲ（18）的兩個端頭上，所有連接均采用焊接；所述法蘭板Ⅱ（19）包含中部螺栓孔和相鄰兩邊外伸部螺栓孔，中部的螺栓孔與法蘭板Ⅰ（14）的螺栓孔相對應。所述法蘭柱Ⅱ（22）由一個方鋼管Ⅲ（18）和兩個法蘭板Ⅲ（21）組成，兩個法蘭板Ⅲ（21）分別位于方鋼管Ⅲ（18）的兩個端頭上，所有連接均采用焊接；所述法蘭板Ⅲ（21）的截面形式可以多樣化，包含中部螺栓孔和三邊外伸部螺栓孔，中部的螺栓孔與法蘭板Ⅰ（10）的螺栓孔相對應。所述法蘭柱Ⅲ（24）由一個方鋼管Ⅲ（18）和兩個法蘭板Ⅳ（23）組成，兩個法蘭板Ⅳ（23）分別位于方鋼管Ⅲ（18）的兩個端頭上，所有連接均采用焊接；所述法蘭板Ⅳ（23）的截面形式可以多樣化，包含中部螺栓孔和四邊外伸部螺栓孔，中部的螺栓孔與法蘭板Ⅰ（10）的螺栓孔相對應。所述法蘭板Ⅱ（19），法蘭板Ⅲ（21）和法蘭板Ⅳ（23），包含中部螺栓孔和外伸部螺栓孔，中部的螺栓孔的作用是通過采用螺栓將其與柱座相連，外伸部螺栓孔的作用是通過采用螺栓將其與梁相連，使梁柱節點實現剛接的效果，同時外伸部端板也起到支撐上部樓板的作用。所述法蘭柱Ⅰ（20）在拼接后的裝配式樓板體系中，與柱座Ⅰ（8）和相鄰的梁進行連接，所有連接均采用螺栓連接；所述法蘭柱Ⅱ（22）在拼接后的裝配式樓板體系中，與柱座Ⅱ（14）和相鄰的梁進行連接，所有連接均采用螺栓連接；所述法蘭柱Ⅲ（24）在拼接后的裝配式樓板體系中，與柱座Ⅲ（15）和相鄰的梁進行連接，所有連接均采用螺栓連接。

所述裝配式樓板A板與所述裝配式樓板B板進行拼接，拼接方式是將A板的次梁Ⅰ（4）和B板的次梁Ⅰ（4）進行拼接，A板的次梁Ⅱ（5）和B板的次梁Ⅱ（5）進行拼接，所有的拼接均采用螺栓進行現場拼接；所述裝配式樓板B板與所述裝配式樓板C板進行拼接，拼接方式是將B板的次梁Ⅲ（2）和C板的次梁Ⅲ（2）進行拼接，所有的拼接均采用螺栓進行現場拼接；所述裝配式樓板體系的基本組成單元為A板、B板和C板，裝配式樓板體系的四個角板為A板單元，與A板單元連接的是B板單元，與B板單元另一邊相連的是C板單元，樓板體系的中部為C板單元。

所述預應力中心支撐（27）的兩個端部是預應力索頭，中間部分采用預應力索，或者是預應力鋼拉桿；所述耳板（28）的端部包含法蘭板，通過采用螺栓將耳板（28）連接與梁柱節點處，或者是梁的翼緣處，預應力中心支撐（27）通過預應力索頭與耳板（28）相連，整體形成預應力中心支撐結構體系。

2.根據權利要求1所述的一種工業化的模塊式多高層裝配式鋼結構預應力中心支撐體系中，其特征在于，所述所有的梁是型鋼梁，或者是在梁的腹板處開設洞口的開洞梁，便于各種管線穿過。