预制装配式钢结构建筑框架

技术领域

本发明属于钢结构建筑技术领域，尤其是涉及预制装配式钢结构建筑框架。

背景技术

预制装配式钢结构是用工业化的生产方式来建造建筑，是将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式组装而建成的建筑。预制装配式钢结构的主要构件是钢筋混凝土预制柱、预制楼板、预制垫块和预制边梁。

公告号为CN113653183B的中国专利文献公开了一种装配式钢结构房屋建筑体系，涉及装配式建筑技术的领域，包括主梁、横梁以及顶梁，地面上设置有地桩，地桩上预设有若干固定套筒，主梁与套筒一一对应，且主梁竖直插设在对应的固定套筒内，固定套筒上方设置有升降板，升降板套设在主梁上，且升降板上固定连接有若干插板，各个插板与主梁贴合，并插接在主梁与固定套筒的间隙中，升降板与固定套筒通过锁紧组件固定，固定套筒上设置有用于固定主梁的固定装置，横梁设置在相邻两根主梁之间，且横梁与对应主梁通过限位装置固定，顶梁倾斜设置在相邻两根主梁之间，且顶梁与对应主梁通过连接装置固定。

上述方案的不足之处在于：

1.该方案的立柱（即该申请中的主梁1）是封闭方管的形式，该种形式的立柱制造过程复杂，因此制造成本增加，另外该种形式的立柱存在接合部的加工性差、难以确保接合性能的问题。

2.竖直方向上该方案的立柱仅设置一根，因此立柱需要具有的长度将导致单个立柱制造、运输的成本增加，且导致整个建筑的安装装配过程复杂。

3.该方案的横梁是通过安装座和限位装置与立柱固定的，安装座和限位装置的固定连接方式往往会因为结构生锈或者螺栓松动而失效，因此整体建筑承重能力和抗震能力都较差。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供一种预制装配式钢结构建筑框架。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

预制装配式钢结构建筑框架，包括若干钢结构单元，所述钢结构单元为由四个立柱和四个横梁构成的矩形体结构；所述立柱通过一块钢板折弯形成，四个在水平方向上装配连接的、两两相邻的钢结构单元，其中间四个立柱围成用于灌装混凝土的柱状空间，立柱在围成所述柱状空间的侧壁形成有竖向开口；在立柱的顶端和底端固定设有连接板，连接板在伸出于所述立柱的部分设置螺栓孔，所述螺栓孔至少位于所述柱状空间的投影面内，用于连接连接板位于柱状空间投影面内螺栓孔的螺栓为加长螺栓；钢结构单元的四个横梁具有朝向内部的楼板安装槽。

作为一种优选的技术方案，立柱的侧壁折弯成弧形，使得所述柱状空间呈圆柱状。

作为一种优选的技术方案，所述连接板具有伸出于所述立柱的横梁支撑部，连接板呈L形，所述横梁支撑在所述横梁支撑部上。

作为一种优选的技术方案，所述立柱在竖向开口的两侧设有切角，使得所述竖向开口的开口角度大于90°。

作为一种优选的技术方案，在连接板下端与立柱的连接拐角处设有加强板。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1.本发明的预制装配式钢结构建筑框架，其立柱采用钢板折弯并留有竖向开口，有利于约束混凝土，使得截面效率最大化，可以优化横截面刚度。

2.本发明的预制装配式钢结构建筑框架，采用多个钢结构单元装配连接的方式，单个钢结构单元又采用立柱、横梁、连接板装配连接，易于组装和拆卸。

3.当连接板具有伸出于所述立柱的横梁支撑部时，连接板对横梁的支撑力向立柱、混凝土和加长螺栓传递，并通过混凝土分散应力。在该种结构中，连接板不易破坏且支撑力强。

附图说明

图1为实施例1的预制装配式钢结构建筑框架的结构示意图；

图2为实施例1的钢结构单元的结构示意图；

图3为实施例1的立柱、横梁、连接板的连接结构示意图；

图4为实施例1的立柱、连接板的结构示意图；

图5为图4中A处切角的局部放大图；

图6为四个相邻立柱的装配连接结构示意图；

图7为实施例2的预制装配式钢结构建筑框架的结构示意图；

图8为实施例2的钢结构单元的结构示意图；

图中：

1-立柱；2-横梁；3-柱状空间；4-竖向开口；5-连接板；6-加长螺栓。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，预制装配式钢结构建筑框架，包括若干钢结构单元，若干钢结构单元在水平方向和竖直方向上装配连接。

如图2所示，所述钢结构单元为由四个立柱1和四个横梁2构成的矩形体结构。

如图3、图4、图6所示，单个立柱1通过一块钢板折弯形成。四个在水平方向上装配连接的、两两相邻的钢结构单元，其中间四个立柱1围成用于灌装混凝土的柱状空间3。立柱在围成所述柱状空间3的侧壁形成有竖向开口4。

本实施例中，立柱1的截面形状为

柱状空间3内灌装混凝土，控制混凝土灌装速度，使得柱状空间2内的混凝土通过竖向开口4流入立柱1内部，从而使得四个立柱1内的混凝土和柱状空间3内的混凝土一体成型。特别地，如图4、图5所示，所述立柱1在竖向开口4的两侧设有切角，使得所述竖向开口4的开口角度大于90°。此种结构起到柱状空间3内混凝土的导向作用，使得柱状空间3内混凝土流向立柱1内部。

在立柱1的顶端和底端设有连接板5。连接板5在伸出于所述立柱1的部分设置螺栓孔，所述螺栓孔至少位于所述柱状空间3的投影面内。用于连接连接板5位于柱状空间3投影面内螺栓孔的螺栓为加长螺栓6，该加长螺栓6竖直嵌入柱状空间3，四个立柱1的四组加长螺栓6起到横向拉结作用。连接板5通过焊接与立柱1固定连接。需要说明的是，附图中每块连接板5位于柱状空间3投影面内螺栓孔仅画出一个，实际应用中该处螺栓孔一般为多个。

立柱1的安装方法为：立柱1与底部的连接板5焊接完毕后，安装立柱1并通过螺栓连接上下两立柱的连接板5，然后灌装混凝土，在混凝土未凝固时焊接立柱顶部的连接板5并安装加长螺栓6。

钢结构单元的四个横梁2具有朝向内部的楼板安装槽，楼板的四条边分别插入四个横梁的楼板安装槽中使得四个横梁2起到支撑楼板的作用。本实施例中，横梁2的截面形状为

实施例2

如图7、图8所示，预制装配式钢结构建筑框架，与实施例1的不同之处在于：实施例2的连接板5具有相对于所述立柱1伸出的横梁支撑部，连接板呈L形。横梁2的两端被支撑在两个连接板5的横梁支撑部上。实施例2限制了横梁2的安装位置，但是横梁2整体支撑强度大大增加。可以在连接板5下端与立柱1的连接拐角处设置加强板，进一步加强连接板5的支撑作用。

在实施例2的结构设置中，连接板5对横梁2的支撑力向立柱1、混凝土和加长螺栓6传递，并通过混凝土分散应力。在该种结构中，连接板5不易破坏且支撑力强。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。