一种钢混组合建筑框架

摘要

本发明公开了一种钢混组合建筑框架，包括混凝土组合梁、钢管混凝土柱、双钢板剪力墙和第一连接机构；第一连接机构包括第一平板、第一箱型牛腿、第一穿孔板、第二穿孔板和预埋螺栓，第一平板焊接在钢管混凝土柱或者双钢板剪力墙的表面；第一箱型牛腿焊接在第一平板的表面，第一穿孔板焊接在第一箱型牛腿的表面，第二穿孔板焊接在混凝土组合梁的端面，预埋螺栓预安装在第二穿孔板内，第一穿孔板和第二穿孔板通过预埋螺栓连接。本发明的主要构件都是在钢材的两侧或者内部填充混凝土，解决了钢构件的防火问题，同时，钢混结构使得建筑中的梁柱能够以更小的截面尺寸来承载更大的重量，降低了建筑构件的自重。

权利要求

1.一种钢混组合建筑框架，其特征在于：包括混凝土组合梁、钢管混凝土柱、双钢板剪力墙、第一连接机构和安装辅助器；

所述第一连接机构包括第一平板、第一箱型牛腿、第一穿孔板、第二穿孔板和预埋螺栓，第一连接机构用于实现混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接，也用于实现混凝土组合梁和双钢板剪力墙的连接，所述第一平板焊接在钢管混凝土柱或者双钢板剪力墙的表面；

第一箱型牛腿包括上翼缘板、腹板和下翼缘板，上翼缘板和下翼缘板平行，腹板与上翼缘板垂直，腹板的两端分别连接上翼缘板和下翼缘板，腹板的数量为一个或多个；第一箱型牛腿焊接在第一平板的表面，第一穿孔板焊接在第一箱型牛腿的表面，第二穿孔板焊接在混凝土组合梁的端面，预埋螺栓预安装在第二穿孔板内，第一穿孔板和第二穿孔板通过预埋螺栓连接；

所述安装辅助器包括下框架、上框架、承载平板和引导螺栓，所述下框架设置与第一平板尺寸相匹配的空框，下框架的顶部设置有螺柱，所述上框架呈门字形，上框架的一角设置有螺柱孔；所述下框架从下方向上插入第一平板，所述上框架从水平方向夹住钢管混凝土柱，螺柱插入螺柱孔内；所述承载平板焊接在下框架的表面，承载平板的上表面与第一平板的底面齐平，承载平板的表面设置有引导槽，引导槽的前端呈喇叭口形状，所述引导螺栓预埋在混凝土组合梁的底部。

2.根据权利要求1所述的钢混组合建筑框架，其特征在于：所述安装辅助器还包括加强板，所述加强板焊接在承载平板的底部，所述加强板与下框架焊接。

3.根据权利要求1所述的钢混组合建筑框架，其特征在于：还包括第二连接机构，所述第二连接机构包括第二平板、第二箱型牛腿、第三穿孔板、第四穿孔板和对穿螺栓，所述第二平板焊接在混凝土组合梁的端面，所述第二箱型牛腿与第一箱型牛腿一致，所述第二箱型牛腿的两面分别焊接第二平板和第三穿孔板，所述对穿螺栓依次穿过第四穿孔板、钢管混凝土柱和第三穿孔板。

4.根据权利要求1所述的钢混组合建筑框架，其特征在于：还包括连接槽钢，连接槽钢的长度大于混凝土组合梁的厚度，连接槽钢焊接在双钢板剪力墙的表面，混凝土组合梁的端面经切割后插入连接槽钢内。

5.根据权利要求1所述的钢混组合建筑框架，其特征在于：还包括楼板，所述楼板布置在混凝土组合梁上。

6.根据权利要求5所述的钢混组合建筑框架，其特征在于：所述楼板为现浇混凝土楼板或者钢筋桁架式楼板。

说明书

一种钢混组合建筑框架

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种钢混组合建筑框架。

背景技术

[0002] 目前，我国正在大力推进传统建筑向工业化建筑转型。在传统建筑中，绝大部分的工作需在施工现场完成，施工周期长、环境污染严重、堆料场地大、施工人员短缺等问题成为抑制建筑产业进步的壁垒。而装配式建筑虽然具有较高的施工层面的优势，但依旧存在一些不可忽视的问题，例如：PC结构竖向节点的可靠性、钢结构舒适性、防火等问题，且其通常造价较为高昂，导致业主、用户对装配式满意度欠佳，在政策的推动下也较难让开发商主动选择装配式结构。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种钢混组合建筑框架，提高梁‑柱和梁‑剪力墙之间连接的可靠性，同时提高建筑的安装施工效率。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种钢混组合建筑框架，包括混凝土组合梁、钢管混凝土柱、双钢板剪力墙和第一连接机构；

[0005] 混凝土组合梁是一种部分包覆混凝土的钢混结构，其截面的基本形式是在H型钢构件的两侧翼缘与中间腹板围成的区格内填充混凝土，内部采用箍筋或拉结筋与主钢构件连接从而对混凝土加以约束；

[0006] 钢管混凝土柱则是在空心钢管内填充混凝土，双钢板剪力墙是在两块平行的钢板之间焊接剪力连接杆并填充混凝土；

[0007] 第一连接机构用于实现混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接，也用于实现混凝土组合梁和双钢板剪力墙的连接；所述第一连接机构包括第一平板、第一箱型牛腿、第一穿孔板、第二穿孔板和预埋螺栓，所述第一平板焊接在钢管混凝土柱或者双钢板剪力墙的表面；第一箱型牛腿包括上翼缘板、腹板和下翼缘板，上翼缘板和下翼缘板平行，腹板与上翼缘板垂直，腹板的两端分别连接上翼缘板和下翼缘板，腹板的数量为一个或多个；第一箱型牛腿焊接在第一平板的表面，第一穿孔板焊接在第一箱型牛腿的表面，第二穿孔板焊接在混凝土组合梁的端面，预埋螺栓预安装在第二穿孔板内，第一穿孔板和第二穿孔板通过预埋螺栓连接；

[0008] 本发明的钢混组合建筑框架主要构件是混凝土组合梁、钢管混凝土柱和双钢板剪力墙，这些构件均在工厂加工完成，然后运输施工现场装配；在装配时，需要调节混凝土组合梁在空中悬吊的位置，使得预埋螺栓与第一穿孔板表面的螺栓孔对齐，这是一项比较困难的操作，为了方便预埋螺栓插入第一穿孔板，本发明还包括安装辅助器，所述安装辅助器包括下框架、上框架、承载平板和引导螺栓，所述下框架设置与第一平板尺寸相匹配的空框，下框架的顶部设置有螺柱，所述上框架呈门字形，上框架的一角设置有螺柱孔；所述下框架从下方向上插入第一平板，所述上框架从水平方向夹住钢管混凝土柱，螺柱插入螺柱孔内；所述承载平板焊接在下框架的表面，承载平板的上表面与第一平板的底面齐平，承载平板的表面设置有引导槽，引导槽的前端呈喇叭口形状，所述引导螺栓预埋在混凝土组合梁的底部；

[0009] 在安装混凝土组合梁时，首先将混凝土组合梁的一端落在承载平板上，然后平移混凝土组合梁，混凝土组合梁底部的引导螺栓从喇叭口进入引导槽，之后混凝土组合梁顺着引导槽平移，直至预埋螺栓插入第一穿孔板；安装完成之后，拆卸上框架和下框架；这种安装方式利用带有引导槽的承载平板限制了混凝土组合梁在竖直方向和水平方向的位置，安装工人只需要配合吊车推动混凝土组合梁顺着引导槽平移即可准确将预埋螺栓插入第一穿孔板，无需安装工人反复调整混凝土组合梁的位置，使得安装效率大大提高。

[0010] 进一步的，所述安装辅助器还包括加强板，所述加强板焊接在承载平板的底部，所述加强板与下框架焊接，加强板能够增加承载平板的强度。

[0011] 进一步的，钢混组合建筑框架还包括第二连接机构，所述第二连接机构包括第二平板、第二箱型牛腿、第三穿孔板、第四穿孔板和对穿螺栓，所述第二平板焊接在混凝土组合梁的端面，所述第二箱型牛腿与第一箱型牛腿一致，所述第二箱型牛腿的两面分别焊接第二平板和第三穿孔板，所述对穿螺栓依次穿过第四穿孔板、钢管混凝土柱和第三穿孔板；第二连接机构是另一种用于混凝土组合梁和钢管混凝土柱的连接机构，这种连接机构要求对穿螺栓预埋在钢管混凝土柱内。

[0012] 进一步的，钢混组合建筑框架还包括连接槽钢，连接槽钢的长度大于混凝土组合梁的厚度，连接槽钢焊接在双钢板剪力墙的表面，混凝土组合梁的端面经切割后插入连接槽钢内；槽钢是另一种用于混凝土组合梁和双钢板剪力墙的连接机构。

[0013] 进一步的，钢混组合建筑框架还包括楼板，所述楼板布置在混凝土组合梁上，所述楼板为现浇混凝土楼板或者钢筋桁架式楼板。

[0014] 有益效果：(1)本发明的钢混组合建筑框架的主要构件都是在钢材的两侧或者内部填充混凝土，解决了钢构件的防火问题，也提高了建筑整体的保温和隔音性能，同时，钢混结构使得建筑中的梁柱能够以更小的截面尺寸来承载更大的重量，降低了建筑构件的自重；(2)本发明的钢混组合建筑框架利用带有箱型牛腿的第一连接机构实现混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接以及实现混凝土组合梁和双钢板剪力墙的连接，连接方式灵活可变，方便现场安装；(3)本发明的钢混组合建筑框架在连接节点处配置了安装辅助器，利用带有引导槽的承载平板限制了混凝土组合梁在竖直方向和水平方向的位置，安装工人只需要配合吊车推动混凝土组合梁顺着引导槽平移即可准确将预埋螺栓插入第一穿孔板，无需安装工人反复调整混凝土组合梁的位置，使得安装效率大大提高。

附图说明

[0015] 图1是实施例1钢混组合建筑框架中梁‑柱节点图。

[0016] 图2是实施例1中混凝土组合梁的立体图。

[0017] 图3是实施例1混凝土组合梁的立体图(隐藏混凝土)。

[0018] 图4是实施例1中第一连接机构的爆炸视图。

[0019] 图5是实施例1中钢混凝土柱与第一连接机构的连接图。

[0020] 图6是实施例1中安装辅助器的使用状态图。

[0021] 图7是图6的另一个视角。

[0022] 图8是实施例1中安装辅助器的结构图。

[0023] 图9是实施例1中上框架的零件图。

[0024] 图10是实施例1中混凝土组合梁的安装状态图(其一)。

[0025] 图11是实施例1中混凝土组合梁的安装状态图(其二)。

[0026] 图12是实施例1中钢混组合建筑框架中另一种梁‑柱节点图。

[0027] 图13是实施例1中第二连接机构的爆炸视图。

[0028] 图14是实施例1钢混组合建筑框架中梁‑剪力墙节点图。

[0029] 图15是实施例1钢混组合建筑框架中另一种梁‑剪力墙节点图。

[0030] 图16是实施例1钢混组合建筑框架中梁‑楼板节点图。

[0031] 图17是实施例1钢混组合建筑框架中另一种梁‑楼板节点图。

[0032] 其中：100、混凝土组合梁；200、钢管混凝土柱；300、双钢板剪力墙；400、第一连接机构；410、第一平板；420、第一箱型牛腿；421、上翼缘板；422、腹板；423、下翼缘板；430、第一穿孔板；440、第二穿孔板；450、预埋螺栓；500、安装辅助器；510、下框架；511、空框；512、螺柱；520、上框架；530、承载平板；531、引导槽；532、喇叭口；540、引导螺栓；550、加强板；600、第二连接机构；610、第二平板；620、第二箱型牛腿；630、第三穿孔板；640、第四穿孔板；
650、对穿螺栓；700、连接槽钢；800、楼板；810、现浇混凝土楼板；820、钢筋桁架式楼板。

具体实施方式

[0033] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0034] 实施例1

[0035] 如图1至图15所示，本实施例的钢混组合建筑框架包括混凝土组合梁100、钢管混凝土柱200、双钢板剪力墙300、第一连接机构400、安装辅助器500、第二连接机构600、连接槽钢700和楼板800；

[0036] 混凝土组合梁100是一种部分包覆混凝土的钢混结构，其截面的基本形式是在H型钢构件的两侧翼缘与中间腹板围成的区格内填充混凝土，内部采用箍筋或拉结筋与主钢构件连接从而对混凝土加以约束；

[0037] 钢管混凝土柱200则是在空心钢管内填充混凝土，双钢板剪力墙300是在两块平行的钢板之间焊接剪力连接杆并填充混凝土；

[0038] 如图1至图5所示，第一连接机构400用于实现混凝土组合梁100与钢管混凝土柱200的连接，第一连接机构400包括第一平板410、第一箱型牛腿420、第一穿孔板430、第二穿孔板440和预埋螺栓450，第一平板410焊接在钢管混凝土柱200或者双钢板剪力墙300的表面；第一箱型牛腿420包括上翼缘板421、腹板422和下翼缘板423，上翼缘板421和下翼缘板
423平行，腹板422与上翼缘板421垂直，腹板422的两端分别连接上翼缘板421和下翼缘板
423，腹板422的数量为一个或多个；第一箱型牛腿420焊接在第一平板410的表面，第一穿孔板430焊接在第一箱型牛腿420的表面，第二穿孔板440焊接在混凝土组合梁100的端面，预埋螺栓450预安装在第二穿孔板440内，第一穿孔板430和第二穿孔板440通过预埋螺栓450连接；

[0039] 如图8和图9所示，安装辅助器500包括下框架510、上框架520、承载平板530、引导螺栓540和加强板550，下框架510设置与第一平板410尺寸相匹配的空框511，下框架510的顶部设置有螺柱511，上框架520呈门字形，上框架520的一角设置有螺柱孔；承载平板530焊接在下框架510的表面，加强板550焊接在承载平板530的底部，加强板550与下框架510焊接；

[0040] 安装辅助器500的安装方法是：如图6和图7所示，下框架510从下方向上插入第一平板410，上框架520从水平方向夹住钢管混凝土柱200，螺柱511插入螺柱孔内，承载平板530的上表面与第一平板410的底面齐平，承载平板530的表面设置有引导槽531，引导槽531的前端呈喇叭口532形状；

[0041] 混凝土组合梁100和钢管混凝土的连接方式如图10和图11所示，首先将混凝土组合梁100向左平移，混凝土组合梁100的一端落在承载平板530上，混凝土组合梁100底部预埋有引导螺栓540；在混凝土组合梁100平移的过程中，引导螺栓540从如图6所示的喇叭口532进入引导槽531，之后混凝土组合梁100顺着引导槽531平移，直至预埋螺栓450插入第一穿孔板430，最后固定螺母；安装完成之后，拆卸上框架520和下框架510，安装辅助器500可以用于下一个节点连接；

[0042] 第一连接机构400也用于实现混凝土组合梁100和双钢板剪力墙300的连接，具体做法如图14所示，操作步骤与混凝土组合梁100和钢管混凝土的连接方式一致；

[0043] 如图12和图13所示，第二连接机构600是另一种用于混凝土组合梁100和钢管混凝土柱200的连接机构，第二连接机构600包括第二平板610、第二箱型牛腿620、第三穿孔板630、第四穿孔板640和对穿螺栓650，第二平板610焊接在混凝土组合梁100的端面，第二箱型牛腿620与第一箱型牛腿420一致，第二箱型牛腿620的两面分别焊接第二平板610和第三穿孔板630，对穿螺栓650依次穿过第四穿孔板640、钢管混凝土柱200和第三穿孔板630；应用第二连接机构600需要将对穿螺栓650预埋在钢管混凝土柱200内，第二平板610、第二箱型牛腿620和第三穿孔板630则预先焊接在混凝土组合梁100的端面；

[0044] 图15提供了另一种混凝土组合梁100和双钢板剪力墙300的连接节点，该连接方式包括一个连接槽钢700，连接槽钢700的长度大于混凝土组合梁100的厚度，连接槽钢700焊接在双钢板剪力墙300的表面，混凝土组合梁100的端面经切割后插入连接槽钢700内再焊接；

[0045] 梁、柱和剪力墙装配完成后，梁顶按抗剪计算要求设置抗剪栓钉、模板和/或钢筋桁架楼承板等配件，各配件与梁柱的缝隙采用铝片封上以防止漏浆，然后正常进行钢筋绑扎与浇筑作业，形成如图16或图17所示的楼板800，具体为现浇混凝土楼板810或者钢筋桁架式楼板820。

[0046] 虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。