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专利号: 2014101044204
申请人: 北京工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 建筑物
更新日期:2024-05-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.多高层装配式钢结构咬合钢梁预应力中心支撑体系,其特征在于,所述多高层装配式钢结构咬合钢梁预应力中心支撑体系是由装配式楼板,装配式中心支撑和装配式法兰柱采用螺栓装配而成;所述装配式楼板由A板,B板和C板三种装配式楼板拼接而成;波纹腹板咬合钢梁由两个波纹槽钢梁通过螺栓和框架索装配而成;所述A板主要由短主梁Ⅰ(1)、次梁Ⅰ(4)、次梁Ⅱ(5)、加劲板(6)、楼板(7)、柱座、连接板Ⅱ(17)和连接板Ⅲ(25)构成;所述A板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成装配式楼板A;两个短主梁Ⅰ(1)垂直摆放,通过柱座和加劲板(6)将短主梁Ⅰ(1)进行连接,柱座的上下法兰板Ⅰ(10)分别与垂直的两个短主梁Ⅰ(1)的上下翼缘齐平,所述加劲板(6)的两个侧面分别与短主梁Ⅰ(1)翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;次梁Ⅰ(4)与次梁Ⅱ(5)垂直,与一个短主梁Ⅰ(1)垂直,通过加劲板(6)与一个短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅱ(5)相连,所述加劲板(6)的两个侧面连接一个短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅰ(4)的翼缘,和次梁Ⅰ(4)和次梁Ⅱ(5)的翼缘,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;次梁Ⅱ(5)垂直于一个短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅰ(4),通过加劲板(6)与一个短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅰ(4)进行连接,所述加劲板(6)的两个侧面连接短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅱ(5)的翼缘,和次梁Ⅰ(4)和次梁Ⅱ(5)的翼缘,加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板Ⅲ(25)位于短主梁Ⅰ(1)的端部,连接板Ⅲ(25)的上下端与短主梁Ⅰ(1)的翼缘相连,一个侧边与短主梁Ⅰ(1)的腹板相连;一个连接板Ⅱ(17)位于次梁Ⅱ(5)的端部,连接板Ⅱ(17)的上下端与次梁Ⅱ(5)的翼缘相连,一个侧边与次梁Ⅱ(5)的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板(7)放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板(7)连接在各个梁上;所述B板主要由短主梁Ⅰ(1)、短主梁Ⅱ(3)、次梁Ⅰ(4)、次梁Ⅱ(5)、次梁Ⅲ(2)、加劲板(6)、楼板(7)、柱座、连接板Ⅱ(17)、连接板Ⅲ(25)和连接板Ⅳ(26)构成;所述B板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成装配式楼板B;次梁Ⅰ(4)垂直于短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅲ(2),通过加劲板(6)将次梁Ⅰ(4)与短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅲ(2)进行连接,所述加劲板(6)的两个侧面连接一个短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅰ(4)的翼缘,和次梁Ⅰ(4)和次梁Ⅲ(2)的翼缘,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个短主梁Ⅰ(1)放置在同一条直线上,通过柱座相连,柱座的上下法兰板Ⅰ(10)分别与两个短主梁Ⅰ(1)的上下翼缘齐平,所有的连接部位均采用为焊接;短主梁Ⅱ(3)与次梁Ⅱ(5)平行,与两个短主梁Ⅰ(1)和次梁Ⅲ(2)垂直,加劲板(6)与两个短主梁Ⅰ(1)相连,柱座的上下法兰板Ⅰ(10)分别与短主梁Ⅱ(3)的上下翼缘齐平,所述加劲板(6)的两个侧面分别与短主梁Ⅰ(1)和短主梁Ⅱ(3)的翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;次梁Ⅲ(2)平行于两个短主梁Ⅰ(1),垂直于短主梁Ⅱ(3)、次梁Ⅰ(4)和次梁Ⅱ(5),通过加劲板(6)和连接板Ⅳ(26)与短主梁Ⅱ(3)、次梁Ⅰ(4)和次梁Ⅱ(5)进行连接;所述连接板Ⅳ(26)为矩形钢板,位于短主梁Ⅱ(3)的端部,连接板Ⅳ(26)的上下端与短主梁Ⅱ(3)的翼缘相连,一个侧边与短主梁Ⅱ(3)的腹板相连;所述加劲板(6)的两个侧面连接次梁Ⅲ(2)和短主梁Ⅱ(3)的翼缘,连接次梁Ⅲ(2)和次梁Ⅰ(4)的翼缘,和连接次梁Ⅲ(2)和次梁Ⅱ(5),加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板Ⅲ(25)位于短主梁Ⅰ(1)的端部,连接板Ⅲ(25)的上下端与短主梁Ⅰ(1)的翼缘相连,一个侧边与短主梁Ⅰ(1)的腹板相连;一个连接板Ⅰ(16)位于次梁Ⅱ(5)的端部,连接板Ⅲ(25)的上下端与次梁Ⅱ(5)的翼缘相连,一个侧边与次梁Ⅱ(5)的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;两个连接板Ⅲ(25)位于短主梁Ⅰ(1)的端部,连接板Ⅲ(25)的上下端与短主梁Ⅰ(1)的翼缘相连,一个侧边与短主梁Ⅰ(1)的腹板相连;一个连接板Ⅱ(17)位于次梁Ⅱ(5)的端部,连接板Ⅱ(17)的上下端与次梁Ⅱ(5)的翼缘相连,一个侧边与次梁Ⅱ(5)的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板(7)放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板(7)连接在各个梁上;所述C板由短主梁Ⅱ(3)、次梁Ⅲ(2)、加劲板(6)、楼板(7)、柱座、连接板Ⅱ(17)和连接板Ⅳ(26)构成;所述C板的所有构件均在工厂加工制作完成,然后通过焊接和栓钉连接将各个构件拼装成装配式楼板C;所述两个次梁Ⅲ(2)垂直放置,通过加劲板(6)进行连接,作为正方形装配式楼板C的两个邻边,所有连接均为焊接;另外两个次梁Ⅲ(2)亦垂直放置,通过加劲板(6)进行连接,作为正方形装配式楼板C的另外两个邻边,所有连接均为焊接;通过加劲板(6)将C板的四条边进行连接,形成正方形框架,所述加劲板(6)的两个侧面分别与垂直放置的两个次梁Ⅲ(2)翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;四个短主梁Ⅱ(3)的一端分别连接在柱座的四个侧面上,柱座的上下法兰板分别与四个短主梁Ⅱ(3)上下翼缘齐平,其中两个短主梁Ⅱ(3)在一条直线上,另两个短主梁Ⅱ(3)在一条直线上,柱座位于C板的中心,相邻的两个短主梁Ⅱ(3)之间通过加劲板(6)进行连接,所述加劲板(6)的两个侧面分别与两个短主梁Ⅱ(3)的翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;所述短主梁Ⅱ(3)的另一端连接在次梁Ⅲ(2)上,通过加劲板(6)和连接板Ⅳ(26)与次梁Ⅲ(2)相连,所述加劲板(6)的两个侧面分别与次梁Ⅲ(2)和短主梁Ⅱ(3)的翼缘相连,两块加劲板(6)分别连接在上翼缘和下翼缘上,所有的连接部位均为焊接;所述连接板Ⅳ(26)位于短主梁Ⅱ(3)与次梁Ⅲ(2)相连接的一端,连接板Ⅳ(26)的上下端与短主梁Ⅱ(3)的翼缘相连,一个侧边与短主梁Ⅱ(3)的腹板相连,所有的连接部位均为焊接;一个连接板Ⅱ(17)位于次梁Ⅲ(2)的端部,连接板连接板Ⅱ(17)的上下端与次梁Ⅲ(2)的翼缘相连,一个侧边与次梁Ⅲ(2)的腹板相连,所有的连接部位均采用为焊接;楼板(7)放置于各个梁所围成的平面上,采用抗剪键将楼板(7)连接在各个梁上;所述柱座包括三种形式的柱座,分别为柱座Ⅰ(8),柱座Ⅱ(14)和柱座Ⅲ(15);柱座Ⅳ(9)由两个法兰板Ⅰ(10)和一个方钢管Ⅰ(11)组成,两个法兰板Ⅰ(10)分别位于方钢管Ⅰ(11)的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述柱座Ⅰ(8)由柱座Ⅳ(9)和两个连接板Ⅰ(16)组成,两个连接板Ⅰ(16)分别位于柱座Ⅳ(9)相邻的两个外侧面的中轴线上,与法兰板Ⅰ(10)和方钢管Ⅰ(11)相连;所述连接板Ⅰ(16)是一个矩形钢板,平行于法兰板Ⅰ(10)的两个面分别与上下法兰板Ⅰ(10)连接,垂直于法兰板Ⅰ(10)的两个平行的面,一个与方钢管Ⅰ(11)相连,一个与法兰板Ⅰ(10)的外边缘平齐,所有连接均采用焊接;所述柱座Ⅱ(14)由柱座Ⅳ(9)和三个连接板Ⅰ(16)组成,三个连接板Ⅰ(16)分别位于柱座Ⅳ(9)的三个外侧面的中轴线上,与法兰板Ⅰ(10)和方钢管Ⅰ(11)相连;所述连接板Ⅰ(16)是一个矩形钢板,平行于法兰板Ⅰ(10)的两个面分别与上下法兰板Ⅰ(10)连接,垂直于法兰板Ⅰ(10)的两个平行的面,一个与方钢管Ⅰ(11)相连,一个与法兰板Ⅰ(10)的外边缘平齐,所有连接均采用焊接;所述柱座Ⅲ(15)由柱座Ⅳ(9)和四个连接板Ⅰ(16)组成,四个连接板Ⅰ(16)分别位于柱座Ⅳ(9)的四个外侧面的中轴线上,与法兰板Ⅰ(10)和方钢管Ⅰ(11)相连;所述连接板Ⅰ(16)是一个矩形钢板,平行于法兰板Ⅰ(10)的两个面分别与上下法兰板Ⅰ(10)连接,垂直于法兰板Ⅰ(10)的两个平行的面,一个与方钢管Ⅰ(11)相连,一个与法兰板Ⅰ(10)的外边缘平齐,所有连接均采用焊接;所述装配式法兰柱包括三种形式的装配式法兰柱,分别为法兰柱Ⅰ(20),法兰柱Ⅱ(22)和法兰柱Ⅲ(24);所述装配式法兰柱包括三种形式的装配式法兰柱,分别为法兰柱Ⅰ(20),法兰柱Ⅱ(22)和法兰柱Ⅲ(24);所述法兰柱Ⅰ(20)由一个方钢管Ⅲ(18)和两个法兰板Ⅱ(19)组成,两个法兰板Ⅱ(19)分别位于方钢管Ⅲ(18)的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板Ⅱ(19)包含中部螺栓孔和相邻两边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板Ⅰ(10)的螺栓孔相对应;所述法兰柱Ⅱ(22)由一个方钢管Ⅲ(18)和两个法兰板Ⅲ(21)组成,两个法兰板Ⅲ(21)分别位于方钢管Ⅲ(18)的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板Ⅲ(21)的截面形式能多样化,包含中部螺栓孔和三边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板Ⅰ(10)的螺栓孔相对应;所述法兰柱Ⅲ(24)由一个方钢管Ⅲ(18)和两个法兰板Ⅳ(23)组成,两个法兰板Ⅳ(23)分别位于方钢管Ⅲ(18)的两个端头上,所有连接均采用焊接;所述法兰板Ⅳ(23)的截面形式多样化,包含中部螺栓孔和四边外伸部螺栓孔,中部的螺栓孔与法兰板Ⅰ(10)的螺栓孔相对应;所述法兰板Ⅱ(19),法兰板Ⅲ(21)和法兰板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过采用螺栓将其与柱座相连,外伸部螺栓孔的作用是通过采用螺栓将其与梁相连,使梁柱节点实现刚接的效果,同时外伸部端板也起到支撑上部楼板的作用;所述法兰柱Ⅰ(20)在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座Ⅰ(8)和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述法兰柱Ⅱ(22)在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座Ⅱ(14)和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述法兰柱Ⅲ(24)在拼接后的装配式楼板体系中,与柱座Ⅲ(15)和相邻的梁进行连接,所有连接均采用螺栓连接;所述装配式楼板A板与所述装配式楼板B板进行拼接,拼接方式是将A板的次梁Ⅰ(4)和B板的次梁Ⅰ(4)进行拼接,A板的次梁Ⅱ(5)和B板的次梁Ⅱ(5)进行拼接,所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板B板与所述装配式楼板C板进行拼接,拼接方式是将B板的次梁Ⅲ(2)和C板的次梁Ⅲ(2)进行拼接,所有的拼接均采用螺栓进行现场拼接;所述装配式楼板体系的基本组成单元为A板、B板和C板,装配式楼板体系的四个角板为A板单元,与A板单元连接的是B板单元,与B板单元另一边相连的是C板单元,楼板体系的中部为C板单元;预应力中心支撑(27)的两个端部是预应力索头,中间部分采用预应力索,或者是预应力钢拉杆;耳板(28)的端部包含法兰板,通过采用螺栓将耳板(28)连接于梁柱节点处,或者是梁的翼缘处,预应力中心支撑(27)通过预应力索头与耳板(28)相连,整体形成预应力中心支撑结构体系。2.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构咬合钢梁预应力中心支撑体系中,其特征在于,所述短主梁Ⅰ(1)、短主梁Ⅱ(3)是H型钢,或者是两个槽钢背对背拼接而成的等效H型钢,或者是两个T型钢拼接而成的等效H型钢,或者是四个角钢拼接而成的等效H型钢;所述的次梁Ⅰ(4)、次梁Ⅱ(5)和次梁Ⅲ(2)是装配式波纹腹板咬合钢梁,其是由两个波纹槽钢梁通过螺栓装配而成;所述波纹槽钢梁,其断面口型由上、下翼缘(12)和腹板(13)组成,其特征在于,上、下翼缘(12)平行,腹板(13)垂直位于上、下翼缘(12)之间;所述腹板(13)的断面呈均匀或不均匀周期性重复的波纹,该波纹断面为梯形波纹曲线;所述上、下翼缘(12)为钢板,钢板中与腹板(13)平行的一条边为波形曲线,波纹曲线的形状与腹板(13)的波纹断面形状相同,腹板(13)放置于上、下翼缘(12)的波纹曲线边处,腹板(13)的波纹断面与上、下翼缘(12)的波纹曲线边吻合相连,腹板(13)与上、下翼缘(12)之间分别为单面角焊缝。3.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构咬合钢梁预应力中心支撑体系中,其特征在于,所述所有的梁是型钢梁,或者是在梁的腹板处开设洞口的开洞梁,便于各种管线穿过。