一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于土木工程中的結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由框架柱、框架梁、樓板和梁柱連接節(jié)點構(gòu)成，框架柱采用不銹鋼管混凝土柱，框架梁采用工字鋼梁，若干框架柱和框架梁組成網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)；樓板設(shè)置在各框架柱之間，通過抗剪連接件與框架梁連接；框架柱和框架梁之間通過梁柱連接節(jié)點連接。新型的梁柱連接節(jié)點構(gòu)造，使得該類框架結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下具有良好的整體性，提高了框架結(jié)構(gòu)的耐火性能。本實用新型可以應(yīng)用于框架、框架-剪力墻等結(jié)構(gòu)形式中的梁柱體系，適用于防火要求較高的大型高層、超高層或巨型結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土木工程中的結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別涉及一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷提高，各地對高層、超高層建筑的需求不斷增加，性能優(yōu)越、施工方便、外形美觀的建筑結(jié)構(gòu)越來越受到建筑行業(yè)的青睞。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮鋼和混凝土材料各自的優(yōu)勢，具有較好的結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)效益，在高層、超高層建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]不銹鋼具有外形美觀、耐腐蝕性能好等優(yōu)勢，受到建筑和結(jié)構(gòu)工程人員的青睞，采用不銹鋼材料的不銹鋼管柱或不銹鋼管混凝土柱在實際工程中有了一定應(yīng)用。對于高層和超高層建筑，消防難度大，對耐火性能有要求較高。沒有防火保護(hù)的不銹鋼在火災(zāi)下由于材性劣化，特別是梁柱連接節(jié)點功能的失效，使得無防火保護(hù)的采用不銹鋼的結(jié)構(gòu)易于破壞。對于傳統(tǒng)的碳素鋼結(jié)構(gòu)，為提高其耐火性能，通常對鋼材表面噴涂防火涂料，這可以有效提高結(jié)構(gòu)的耐火性能，但對于不銹鋼結(jié)構(gòu)，該種噴涂防火涂料的方法會影響不銹鋼的外觀，使得不銹鋼材料的優(yōu)勢無法得到發(fā)揮。因此，采用更合理的結(jié)構(gòu)體系，特別是特殊的梁柱連接節(jié)點抗火構(gòu)造，提高組合框架結(jié)構(gòu)的抗火性能，成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的新需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于解決【背景技術(shù)】中所述的不銹鋼設(shè)置防火保護(hù)層會影響美觀、不設(shè)置防火保護(hù)層會降低結(jié)構(gòu)耐火性能的矛盾，提供一種外形美觀、造價合理、抗火性能優(yōu)越、耐腐蝕性能好的混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]該結(jié)構(gòu)由框架柱、框架梁、樓板和梁柱連接節(jié)點構(gòu)成，所述框架柱采用不銹鋼管混凝土柱，框架梁采用工字鋼梁，若干框架柱和框架梁組成網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)；樓板設(shè)置在各框架柱之間，通過抗剪連接件與框架梁連接；
[0007]框架柱和框架梁之間通過梁柱連接節(jié)點連接；梁柱連接節(jié)點包括半貫通式腹板、貫通式腹板、端板組件、單邊螺栓和高強(qiáng)螺栓；框架柱與端板組件通過單邊螺栓固定，框架梁與端板組件通過高強(qiáng)螺栓固定，且設(shè)置半貫通式腹板或貫通式腹板對框架柱和框架梁進(jìn)行輔助固定。
[0008]所述樓板采用鋼板和樓板混凝土組合而成，或采用壓型鋼板和樓板混凝土組合而成。
[0009]所述框架柱的橫截面是圓形或矩形。
[0010]所述框架梁的橫截面是工字型。
[0011]所述框架梁、鋼板以及壓型鋼板的材料為碳素鋼。
[0012]所述框架柱中填充的混凝土和樓板混凝土采用普通混凝土或高強(qiáng)混凝土。[0013]本實用新型的有益效果為:
[0014]( I)和目前常用的碳素鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)體系采用不銹鋼管混凝土柱，使得該類結(jié)構(gòu)外形美觀。
[0015](2)和目前常用的噴涂防火涂料的結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)體系的梁柱連接節(jié)點構(gòu)造可以提供有效的火災(zāi)下工作性能，使得結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的耐火性能。
[0016](3)和完全使用不銹鋼材料的結(jié)構(gòu)相比。該結(jié)構(gòu)體系只在柱鋼管處采用了不銹鋼材料，而其他部件采用了碳素鋼，可以有效較低該類結(jié)構(gòu)體系的造價。
[0017](4)組合樓板和鋼梁之間的組合作用可提高框架結(jié)構(gòu)的整體性能，采用半貫通式腹板、貫通式腹板、端板組件、單邊螺栓和高強(qiáng)螺栓組成的梁柱連接節(jié)點可以提供可靠梁柱連接，充分利用火災(zāi)下鋼梁的懸鏈線效應(yīng)和樓板的膜效應(yīng)，大大提高了該類框架結(jié)構(gòu)的耐火性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)體系的平面示意圖；
[0019]圖2為圖1中不銹鋼管混凝土柱截面剖視圖；
[0020]圖3為圖1中工字鋼梁和鋼板-鋼筋混凝土組合樓板截面剖視圖；
[0021]圖4為圖1中工字鋼梁和波形鋼板-鋼筋混凝土組合樓板截面剖視圖；
[0022]圖5為圖1中的不銹鋼管混凝土柱(柱號:A)為邊柱時梁柱連接節(jié)點平面示意圖；
[0023]圖6為圖1中的不銹鋼管混凝土柱(柱號:B)為中柱時梁柱連接節(jié)點平面示意圖；
[0024]圖7為圖1中的不銹鋼管混凝土柱(柱號:C)為角柱時梁柱連接節(jié)點平面示意圖；
[0025]圖8為混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)體系所采用的梁柱連接節(jié)點立面示意圖。
[0026]圖中標(biāo)號，
[0027]1-框架柱，2-框架梁，3-樓板，4-梁柱連接節(jié)點，5-不銹鋼管，6_混凝土，7_樓板混凝土，8-抗剪連接件，9-鋼板，10-壓形鋼板，11-單邊螺栓，12-高強(qiáng)螺栓，13-半貫通式腹板，14-貫通式腹板，15-端板組件。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型提供了一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖的實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)及【具體實施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0029]圖1為本實用新型實施例混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)體系的平面示意圖，由框架柱
1、框架梁2、樓板3和梁柱連接節(jié)點4構(gòu)成。所述框架柱I采用采用不銹鋼管5，并澆灌混凝土 6，構(gòu)成不銹鋼管混凝土柱(如圖2所示)，框架梁2為工字鋼梁，可采用鋼板焊接而成也可采用冷壓或熱壓型鋼，若干框架柱I和框架梁2組成網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)；樓板3設(shè)置在各框架柱I之間，通過抗剪連接件8與框架梁2連接，所述樓板3采用鋼板9和樓板混凝土 7組合而成(如圖3所示)，或采用壓型鋼板10和樓板混凝土 7組合而成(如圖4所示)；框架柱I和框架梁2之間通過梁柱連接節(jié)點4連接；梁柱連接節(jié)點4包括半貫通式腹板13、貫通式腹板14、端板組件15、單邊螺栓11和高強(qiáng)螺栓12 ;框架柱I與端板組件15通過單邊螺栓11固定，框架梁2與端板組件15通過高強(qiáng)螺栓12固定，且設(shè)置半貫通式腹板13或貫通式腹板14對框架柱I和框架梁2進(jìn)行輔助固定，柱號為A的邊柱的結(jié)構(gòu)如圖5所示，柱號為B的中柱的結(jié)構(gòu)如圖6所示，柱號為C的角柱的結(jié)構(gòu)如圖7所示，梁柱連接節(jié)點4的立面結(jié)構(gòu)如圖8所示。
[0030]框架柱I的橫截面是圓形或矩形，本實施例中采用矩形?？蚣芰?的橫截面是工字型?？蚣芰?、樓板3內(nèi)所用鋼板9或壓型鋼板10的材料是碳素鋼。框架柱I中的混凝土 6和樓板混凝土 7的材料是普通混凝土或高強(qiáng)混凝土。
[0031]本實用新型的結(jié)構(gòu)體系具有外形美觀、造價合理、抗火性能優(yōu)越、耐腐蝕性能好等優(yōu)點，是改善結(jié)構(gòu)耐火性能、充分利用不銹鋼優(yōu)點的有效途徑，適用于作為高層、超高層結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)體系。
【權(quán)利要求】
1.一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，由框架柱(I)、框架梁(2)、樓板(3)和梁柱連接節(jié)點(4)構(gòu)成，其特征在于，所述框架柱(I)采用不銹鋼管混凝土柱，框架梁(2)采用工字鋼梁，若干框架柱(I)和框架梁(2)組成網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)；樓板(3)設(shè)置在各框架柱(I)之間，通過抗剪連接件(8)與框架梁(2)連接；框架柱(I)和框架梁(2)之間通過梁柱連接節(jié)點(4)連接；梁柱連接節(jié)點(4)包括半貫通式腹板(13)、貫通式腹板(14)、端板組件(15)、單邊螺栓(11)和高強(qiáng)螺栓(12);框架柱(1)與端板組件(15)通過單邊螺栓(11)固定，框架梁(2)與端板組件(15)通過高強(qiáng)螺栓(12 )固定，且設(shè)置半貫通式腹板(13)或貫通式腹板(14 )對框架柱(I)和框架梁(2 )進(jìn)行輔助固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述樓板(3)采用鋼板(9)和樓板混凝土(7)組合而成，或采用壓型鋼板(10)和樓板混凝土(7)組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架柱(I)的橫截面是圓形或矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架梁(2)的橫截面是工字型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架梁(2)、鋼板(9)以及壓型鋼板(10)的材料為碳素鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混合式組合框架防火結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架柱(I)中填充的混凝土和樓板混凝土(7)采用普通混凝土或高強(qiáng)混凝土。
【文檔編號】E04B1/19GK203654452SQ201320396893
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】于清, 宋天詣, 周侃 申請人:清華大學(xué)