[发明专利]一种三段梁与柱结构及其组合框架式结构

说明书

本发明提供了一种三段梁与柱组合框架式结构，包括多根立柱；每根所述立柱上设有二牛腿组和二预应力拉结件，所述牛腿组包括二牛腿，每组所述牛腿组的二所述牛腿设于所述立柱的相对两个侧面，二所述牛腿组沿纵横方向设于所述立柱上，相邻所述立柱的所述牛腿之间连接有中间梁，每一所述预应力拉结件位于每一所述牛腿组顶部并拉结于所述牛腿组的二所述牛腿的端部之间；所述中间梁与所述中间梁两端的牛腿形成三段梁结构，所述立柱之间的所述三段梁结构以所述立柱为节点形成组合框架结构。本技术方案通过将预应力拉结件引入组合框架结构中，可有效利用预应力拉结件的高强度性能，提高牛腿端面抗弯模量，从而显著降低钢梁用钢量。

技术领域

本发明涉及装配式梁柱结构，尤其涉及到一种三段梁与柱结构及其组合框架式结构。

背景技术

目前用于钢框架结构与立柱相连的钢梁用钢量大，造价高，阻碍了钢结构的推广，且钢梁与柱牛腿的节点一般采用栓焊连接，现场焊接存在速度慢，质量不可控的问题。为此提出一种降低用钢量、简化安装工序的梁柱结构是技术亟需。

发明内容

本发明首要解决的技术问题是如何通过结构的力学改造来降低钢用量。为此，本发明提供了一种三段梁与柱组合框架式结构，包括多根立柱；每根所述立柱上设有二牛腿组和二预应力拉结件，所述牛腿组包括二牛腿，每组所述牛腿组的二所述牛腿设于所述立柱的相对两个侧面，二所述牛腿组沿纵横方向设于所述立柱上，相邻所述立柱的所述牛腿之间连接有中间梁，每一所述预应力拉结件位于每一所述牛腿组顶部并拉结于所述牛腿组的二所述牛腿的端部之间；所述中间梁与所述中间梁两端的牛腿形成三段梁结构，所述立柱之间的所述三段梁结构以所述立柱为节点形成组合框架结构。

采用以上技术方案的有益效果为：

本技术方案通过将预应力拉结件引入组合框架结构中，可有效利用预应力拉结件的高强度性能，提高牛腿端面抗弯模量，从而显著降低钢梁用钢量，具体的，预应力拉结件对牛腿组的牛腿两端之间预应力的施加会使得牛腿上翼缘受压，而使用荷载作用下会导致牛腿段上翼缘两端受拉，故预应力的加入大大增强了牛腿的抗弯承载力，以此形成的框架结构，大大提高了梁柱节点处的抗弯能力，整体提高了框架结构的抗弯性能，节省了钢梁的用钢量，有利于钢结构建筑的推广，并为社会节能减排减碳做出贡献。

作为本技术方案一较佳技术实施方式，所述牛腿的端部设有与所述中间梁连接的拼接结构，所述拼接结构包括第一拼接端板、第二拼接端板和连接螺栓；所述第一拼接端板设于所述牛腿的端部，所述第二拼接端板设于所述中间梁的端部；所述第一拼接端板和所述第二拼接端板通过所述连接螺栓过孔连接。

作为本技术方案一较佳技术实施方式，所述预应力拉结件拉结于所述牛腿组的二所述牛腿的所述拼接结构之间。

作为本技术方案一较佳技术实施方式，所述第一拼接端板的顶部延伸形成有第一拉结板，所述第二拼接端板的顶部延伸形成有第二拉结板；所述预应力拉结件的端部具有螺纹段，所述螺纹段穿设而过所述第一拉结板和所述第二拉结板后被一预应力调节螺栓螺纹套接，通过所述预应力调节螺栓的旋拧形成所述预应力拉结件对所述第一拉结板和所述第二拉结板的拉结效应。

作为本技术方案一较佳技术实施形式，所述牛腿和所述中间梁上部设有混凝土楼板，所述预应力拉结件、所述第一拉结板和所述第二拉结板被后浇筑于所述混凝土楼板中。

作为本技术方案一较佳技术实施形式，所述预应力拉结件至少为并排拉结的二根预应力钢筋。或者为更多，其具体数量根据实际需求为主，预应力钢筋采用高强度预应力筋，通过螺母锁紧的方式对钢筋施加预应力，施加预应力后牛腿上翼缘处于受压状态。预应力的数值以使用阶段高强预应力钢筋和牛腿上翼缘同时达到屈服的状态作为最佳预应力状态计算而得。

作为本技术方案一较佳技术实施形式，二所述预应力钢筋的并排间距大于或者等于所述立柱的宽径，二所述预应力钢筋并排于所述立柱的两侧；或者，二所述预应力钢筋的并排间距小于所述立柱的宽径，二所述预应力钢筋穿孔而过所述立柱。