[发明专利]一种采用全包钢受力构件的装配式框架‑核心筒结构体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用全包钢受力构件的装配式框架-核心筒结构体系。

背景技术

2013年1月1日，国务院办公厅以国办发〔2013〕1号文件《绿色建筑行动方案》明确提出：推动建筑工业化，推广适合工业化生产的钢结构等建筑体系，加快发展建设工程的预制和装配技术，提高建筑工业化技术集成水平，并提出在“十二五”期间，完成新建绿色建筑10亿平方米；到2015年末，20％的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。

传统的框架-核心筒结构无论钢筋混凝土框架-钢筋混凝土核心筒、钢框架-钢筋混凝土核心筒或者型钢(钢管)混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系，其核心筒均为钢筋混凝土内筒。由于轴压比的要求，竖向构件(框架柱及钢筋混凝土核心筒)需要较大的截面，影响建筑功能布置的同时，加大结构自重，进而增加基础造价；而受建筑大跨度使用要求及净空限制，混凝土梁往往不能满足受力要求，同时，钢筋混凝土结构施工工期长、延性差、费模板，不利于建筑产业化的发展。

建筑规范是以钢筋混凝土构件(框架柱、抗震墙等)开裂时的层间位移角作为多遇地震下结构的弹性层间位移角限值，由于不考虑混凝土的开裂，全包钢结构体系可将弹性层间位移角提高至1/500(广东省规范限值为1/800)，清华大学聂建国教授对方钢管混凝土暗柱内嵌钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能试验及华南理工大学蔡健教授对带约束拉杆双层钢板内填混凝土组合剪力墙的抗震性能试验的试验结果均表明，包钢组合构件的屈服位移角远远小于规范规定的限值。全包钢组合构件结合了钢结构和混凝土结构的优势于一体，充分发挥了钢结构抗拉强度高，混凝土抗压强度高的优势，相较于混凝土结构可减轻自重减少地震力，相较于钢结构不削弱整体刚度，可做到高强质轻。

而至今为止，还未出现采用全包钢受力构件的框架-核心筒结构体系，特别是现有技术中，已经出现采用全包钢结构的剪力墙、立柱、梁，但至今仍未出现采用全包钢构件的框架-核心筒结构体系，这是因为传统的框架-核心筒结构体系直接将核心筒、框架柱、框架梁替换成全包钢构件存在以下问题：

第一，在框架-核心筒结构体系中，连接在核心筒剪力墙与框架柱之间的框架梁跨度大且需协调外围框架与核心筒共同承担地震力，而现有的U型钢梁仅在局部部位使用，只是作为普通的简支梁承受竖向荷载，其由于上部无盖板而受弯能力较弱，无法传递支座弯矩，现有的箱型钢梁由于无混凝土提供刚度而无法满足在大跨度区域受弯构件挠度的要求，因此，现有的U型钢梁和箱型钢梁均不能协调外围框架与核心筒共同承担地震力，并且它们作为大跨度的框架梁，在吊装时容易变形。

第二，之所以现有的框架-核心筒结构体系均采用钢筋混凝土核心筒，这是因此框架-核心筒结构体系的核心筒长度大，而现有的钢箱剪力墙分节安装时，相邻两堵钢板墙采用焊接连接，会形成与钢箱剪力墙通高的焊接缝，而由于现场焊接环境的局限性，使得钢箱剪力墙的垂直度及平整度难以保证，并且钢箱剪力墙在易受焊接外力的作用而造成变形，平整度误差和变形误差在大长度的核心筒累积下严重影响了核心筒的质量，不能满足建筑规范的要求。

第三，通常钢结构防火措施为构件表面喷涂防火涂料，涂层存在配套性(相容性)，其效果与施工条件(如湿度)、钢构件表面的表面清洁程度、涂装过程的工艺控制等密切相关，对施工技术要求高，施工速度相对慢，需要多次多层喷涂；耐火等级较高时，涂层厚度大，受使用过程的各种影响因素，如构件较大变形、钢板表面边长较大等，会造成刚性涂层的开裂及脱落现象，后期维护要求及维护成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种采用全包钢受力构件的装配式框架-核心筒结构体系。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种采用全包钢受力构件的装配式框架-核心筒结构体系，由设有剪力墙的核心筒与设有框架柱和框架梁的外框架连接组成，其特征在于：所述剪力墙为以外包钢箱作为剪力墙外壁并在外包钢箱内部浇筑有现浇混凝土的钢箱混凝土剪力墙，所述框架柱为以外包钢管作为立柱外壁并在外包钢管内部浇筑有现浇混凝土的钢管混凝土柱，连接在所述钢箱混凝土剪力墙的暗柱位置与所述钢管混凝土柱之间的框架梁为钢混凝土组合梁；