[發明專利]一種工業化裝配式鋼框架預應力中心支撐咬合拼接體系

在審

• 申請號: 201410105205.6
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103882985A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 張愛林;趙亮;劉學春;馬林
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/343
• 分類號: E04B1/343;E04B5/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種工業化裝配式鋼框架預應力中心支撐咬合拼接體系，其特征在于，所述裝配式鋼框架預應力中心支撐咬合拼接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；

所述裝配式樓板之間的拼接采用受力性能優越的適用于裝配式鋼結構體系的裝配式波紋腹板槽鋼梁；兩塊相鄰的裝配式樓板的拼接處的兩個波紋槽鋼梁的腹板咬合對接，在腹板處通過螺栓進行裝配連接；本發明的裝配式樓板的拼接，裝配后的鋼梁承咬合狀，依靠鋼梁的咬合和螺栓使整個鋼梁來承擔平面內的剪力，有效地提高裝配式鋼梁的抗剪承載能力；

所述A板由短主梁Ⅰ（1）、長主梁Ⅰ（2）、邊次梁（3）、中部次梁（4）、連接板I（5）、樓板（6）、柱座Ⅰ（7）、柱座Ⅱ（8）、連接板Ⅳ（25）和連接板Ⅴ（26）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；短主梁Ⅰ（1）和邊次梁（3）垂直擺放，通過柱座Ⅰ（7）和連接板I（5）將短主梁Ⅰ（1）和邊次梁（3）進行連接，柱座Ⅰ（7）的上下法蘭板Ⅰ（14）分別與短主梁Ⅰ（1）和邊次梁（3）的上下翼緣齊平，所述連接板I（5）的兩個側面分別與短主梁Ⅰ（1）和邊次梁（3）的翼緣相連，兩塊連接板I（5）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；兩個短主梁Ⅰ（1）放置在同一條直線上，通過柱座Ⅱ（8）相連，柱座Ⅱ（8）的上下法蘭板Ⅰ（14）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；中部次梁（4）與邊次梁（3）平行，與兩個短主梁Ⅰ（1）垂直，通過柱座Ⅱ（8）和連接板I（5）與兩個短主梁Ⅰ（1）相連，柱座Ⅱ（8）的上下法蘭板Ⅰ（14）分別與中部次梁（4）的上下翼緣齊平，所述連接板I（5）的兩個側面分別與短主梁Ⅰ（1）和中部次梁（4）的翼緣相連，兩塊連接板I（5）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；長主梁Ⅰ（2）平行于兩個短主梁Ⅰ（1），垂直于兩個邊次梁（3）和中部次梁（4），通過連接板I（5）、連接板Ⅳ（25）和連接板Ⅴ（26）與兩個邊次梁（3）和中部次梁（4）進行連接；所述連接板Ⅳ（25）位于邊次梁（3）的端部，連接板Ⅳ（25）的上下端與邊次梁（3）的翼緣相連，一個側邊與邊次梁（3）的腹板相連；所述連接板Ⅴ（26）為矩形鋼板，其中一邊與中部次梁（4）的腹板平行對接相連，另外三條邊分別與長主梁Ⅰ（2）的翼緣和腹板相連；所述連接板I（5）的兩個側面連接長主梁Ⅰ（2）和邊次梁（3）的翼緣，和連接長主梁Ⅰ（2）和中部次梁（4）的翼緣，連接板I（5）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；樓板（6）放置于各個梁所圍成的平面上，采用栓釘將樓板（6）連接在各個梁上；

所述B板由長主梁Ⅰ（2）、邊次梁（3）、中部次梁（4）、連接板I（5）、樓板（6）、短主梁Ⅱ（11）、連接板Ⅳ（25）和連接板Ⅴ（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；短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）垂直擺放，通過連接板I（5）和連接板Ⅳ（25）將短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）進行連接，所述連接板Ⅳ（25）位于邊次梁（3）的端部，連接板Ⅳ（25）的上下端與邊次梁（3）的翼緣相連，一個側邊與邊次梁（3）的腹板相連，所述連接板I（5）的兩個側面分別與短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）的翼緣相連，兩塊連接板I（5）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；兩個短主梁Ⅱ（11）放置在同一條直線上，沒有直接的連接；中部次梁（4）與邊次梁（3）平行，與兩個短主梁Ⅱ（11）垂直，通過連接板I（5）和連接板Ⅳ（25）與兩個短主梁Ⅱ（11）相連，所述連接板Ⅳ（25）分別位于中部次梁（4）和短主梁Ⅱ（11）的端部，連接板Ⅳ（25）的上下端與梁的翼緣相連，一個側邊與梁的腹板相連；所述連接板I（5）的兩個側面分別與短主梁Ⅱ（11）和中部次梁（4）的翼緣相連，連接板I（5）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；長主梁Ⅰ（2）平行于兩個短主梁Ⅱ（11），垂直于兩個邊次梁（3）和中部次梁（4），通過連接板I（5）、連接板Ⅳ（25）和連接板Ⅴ（26）與兩個邊次梁（3）和中部次梁（4）進行連接，所述連接板Ⅳ（25）位于邊次梁（3）的端部，連接板Ⅳ（25）的上下端與邊次梁（3）的翼緣相連，一個側邊與邊次梁（3）的腹板相連；所述連接板Ⅴ（26）為矩形鋼板，其中一邊與中部次梁（4）的腹板平行對接相連，另外三條邊分別與長主梁Ⅰ（2）的翼緣和腹板相連；所述連接板I（5）的兩個側面連接長主梁Ⅰ（2）和邊次梁（3）的翼緣，和連接長主梁Ⅰ（2）和中部次梁（4）的翼緣，連接板I（5）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；樓板（6）放置于各個梁所圍成的平面上，采用栓釘將樓板（6）連接在各個梁上；

所述C板由邊次梁（3）、中部次梁（4）、連接板I（5）、樓板（6）、柱座Ⅲ（9）、柱座Ⅳ（10）、短主梁Ⅱ（11）、長主梁Ⅱ（12）、連接板Ⅳ（25）和連接板Ⅴ（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；短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）垂直擺放，通過柱座Ⅲ（9）和連接板I（5）將短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）進行連接，柱座Ⅲ（9）的上下法蘭板Ⅰ（14）分別與短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）的上下翼緣齊平，所述連接板I（5）的兩個側面分別與短主梁Ⅱ（11）和邊次梁（3）的翼緣相連，兩塊連接板I（5）分別連接在上翼緣和下翼緣上，所有的連接部位均為焊接；兩個短主梁Ⅱ（11）放置在同一條直線上，通過柱座Ⅳ（10）相連，柱座Ⅳ（10）的上下法蘭板Ⅰ（14）分別與兩個短主梁Ⅱ（11）的上下翼緣齊平，所有的連接部位均采用為焊接；中部次梁（4）與邊次梁（3）平行，與兩個短主梁Ⅱ（11）垂直，通過柱座Ⅳ（10）和連接板I（5）與兩個短主梁Ⅱ（11）相連，柱座Ⅳ（10）的上下法蘭板Ⅰ（14）分別與中部次梁（4）的上下翼緣齊平，所述連接板I（5）的兩個側面分別與短主梁Ⅰ（1）和中部次梁（4）的翼緣相連，兩塊連接板I（5）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；長主梁Ⅱ（12）平行于兩個短主梁Ⅱ（11），垂直于兩個邊次梁（3）和中部次梁（4），通過連接板I（5）、連接板Ⅳ（25）和連接板Ⅴ（26）與兩個邊次梁（3）和中部次梁（4）進行連接，所述連接板Ⅳ（25）位于邊次梁（3）的端部，連接板Ⅳ（25）的上下端與邊次梁（3）的翼緣相連，一個側邊與邊次梁（3）的腹板相連；所述連接板Ⅴ（26）為矩形鋼板，其中一邊與中部次梁（4）的腹板對接相連，另外三條邊分別與長主梁Ⅱ（12）的翼緣和腹板相連；所述連接板I（5）的兩個側面連接長主梁Ⅱ（12）和邊次梁（3）的翼緣，和連接長主梁Ⅱ（12）和中部次梁（4）的翼緣，連接板I（5）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；樓板（6）放置于各個梁所圍成的平面上，采用栓釘將樓板（6）連接在各個梁上；

所述柱座包括四種形式的柱座，分別為柱座Ⅰ（7），柱座Ⅱ（8）、柱座Ⅲ（9）和柱座Ⅳ（10）；柱座Ⅴ（13）由兩個法蘭板Ⅰ（14）和一個方鋼管Ⅰ（15）組成，兩個法蘭板Ⅰ（14）分別位于方鋼管Ⅰ（15）的兩個端頭上，所有連接均采用焊接；

所述柱座Ⅰ（7）由柱座Ⅴ（13）和兩個連接板Ⅱ（16）組成，兩個連接板Ⅱ（16）分別位于柱座Ⅴ（13）相鄰的兩個外側面的中軸線上，與法蘭板Ⅰ（14）和方鋼管Ⅰ（15）相連；所述連接板Ⅱ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（14）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（14）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（14）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（15）相連，一個與法蘭板Ⅰ（14）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接；

所述柱座Ⅱ（8）由柱座Ⅴ（13）和三個連接板Ⅱ（16）組成，三個連接板Ⅱ（16）分別位于柱座Ⅴ（13）的三個外側面的中軸線上，與法蘭板Ⅰ（14）和方鋼管Ⅰ（15）相連；所述連接板Ⅱ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（14）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（14）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（14）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（15）相連，一個與法蘭板Ⅰ（14）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接；

所述柱座Ⅲ（9）由柱座Ⅴ（13）、兩個連接板Ⅱ（16）和三個連接板Ⅲ（17）組成，連接板Ⅱ（16）和接板Ⅲ（17）布置在相鄰的三個外側面上，第一個面上布置兩個接板Ⅲ（17），沿面的中軸線對稱布置，第二個面與第一個面相鄰，第二個面上布置一個連接板Ⅲ（17）和一個連接板Ⅱ（16），在靠近第一個面的一側布置連接板Ⅲ（17），在面的中軸線處布置連接板Ⅱ（16），第三個面與第二個面相鄰，第三個面上布置一個連接板Ⅱ（16），位于面的中軸線處；所述連接板Ⅱ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（14）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（14）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（14）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（15）相連，一個與法蘭板Ⅰ（14）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接；所述連接板Ⅲ（17）是一個角鋼或者槽鋼，上下截面分別與上下法蘭板Ⅰ（14）連接，外側表面與法蘭板Ⅰ（14）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接；

所述柱座Ⅳ（10）由柱座Ⅴ（13）、三個連接板Ⅱ（16）和四個連接板Ⅲ（17）組成，連接板Ⅱ（16）和接板Ⅲ（17）分別布置在四個面上，第一個面上布置兩個接板Ⅲ（17），沿面的中軸線對稱布置，第二個面與第一個面相鄰，第二個面上布置一個連接板Ⅲ（17）和一個連接板Ⅱ（16），在靠近第一個面的一側布置連接板Ⅲ（17），在面的中軸線處布置連接板Ⅱ（16），第三個面與第二個面相鄰，第三個面上布置一個連接板Ⅱ（16），位于面的中軸線處，第四個面與第三個面和第一個面相鄰，第四個面上布置一個連接板Ⅲ（17）和一個連接板Ⅱ（16），在靠近第一個面的一側布置連接板Ⅲ（17），在面的中軸線處布置連接板Ⅱ（16）；所述連接板Ⅱ（16）是一個矩形鋼板，平行于法蘭板Ⅰ（14）的兩個面分別與上下法蘭板Ⅰ（14）連接，垂直于法蘭板Ⅰ（14）的兩個平行的面，一個與方鋼管Ⅰ（15）相連，一個與法蘭板Ⅰ（14）的外邊緣平齊，所有連接均采用焊接；所述連接板Ⅲ（17）是一個角鋼或者槽鋼，上下截面分別與上下法蘭板Ⅰ（14）連接，外側表面與法蘭板Ⅰ（14）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Ⅱ（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Ⅱ（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Ⅱ（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Ⅱ（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（14）的螺栓孔相對應；

所述法蘭柱Ⅲ（24）由一個方鋼管Ⅱ（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Ⅱ（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（14）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（7）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（8）、柱座Ⅲ（9）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Ⅳ（10）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板的長主梁Ⅰ（2）和B板的長主梁Ⅰ（2）進行拼接，拼接位置至少為A板的長主梁Ⅰ（2）和B板的長主梁Ⅰ（2）的端部，中部，四分之一處，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，一種拼接方式是將B板的邊次梁（3）、中部次梁（4）和短主梁Ⅱ（11）與C板的柱座Ⅲ（9）、柱座Ⅳ（10）和短主梁Ⅱ（11）進行拼接，拼接位置至少為B板的邊次梁（3）與C板的柱座Ⅲ（9）拼接，B板的中部次梁（4）與C板的柱座Ⅳ（10）拼接，B板的短主梁Ⅱ（11）與C板的柱座Ⅲ（9）和柱座Ⅳ（10）進行拼接，B板的短主梁Ⅱ（11）和C板的短主梁Ⅱ（11）在短主梁Ⅱ（11）的端部和中部進行拼接，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，另一種拼接方式是將C板的長主梁Ⅱ（12）和B板的長主梁Ⅰ（2）進行拼接，拼接位置至少為C板的長主梁Ⅱ（12）和B板的長主梁Ⅰ（2）的端部，中部，四分之一處，所有的拼接均采用螺栓進行現場拼接；

所述裝配式樓板C板與所述裝配式樓板A板進行拼接，拼接方式是將C板的長主梁Ⅱ（12）和A板的長主梁Ⅰ（2）進行拼接，拼接位置至少為C板的長主梁Ⅱ（12）和A板的長主梁Ⅰ（2）的端部，中部，四分之一處，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，裝配式樓板體系的兩端為A板單元，中部為B板和C板交替拼接單元；

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。