开网复合切变连接结构制造技术

本发明专利技术公开了一种建造多层建筑物的系统。所述系统可以包括多个竖直柱和基础梁部件。所述基础梁部件可以水平支撑在多个竖直柱构件之间，并且可包括连接到其上的复合切变连接件。所述框架系统还可以包括由所述基础梁的两侧所支撑，并垂直横跨基础梁的多个混凝土板部件。所述多个混凝土板部件可以成对装配。所述系统还可以包括施加于所述复合切变连接件和混凝土板部件的水泥浆材料以填充装配件中的间隙从而提供一个整体框架系统。本发明专利技术还公开了装配这种系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
开网复合切变连接结构相关申请的交叉引用本申请要求申请号为No.61/915,840、标题为“开网复合切变连接结构”、2013年12月13日提交的临时美国专利申请的权利，其通过全部引用结合于此，如同在下面做了充分阐述一样。
本技术实施例涉及多层建筑物的建造，更特别地，涉及用于建造这类建筑的改进的结构框架系统和相关方法。该系统包括复合混凝土和钢组件，其能够包括设置在预制混凝土板构件的相邻边缘之间、并沿相邻边缘接合的一个或多个钢梁，使得结构的复合强度大幅提高。
技术介绍
在建造多层建筑物时，框架系统通常是支撑建筑物的承重结构。商用框架例如典型地由竖直钢梁和横跨在竖直钢梁之间的水平钢梁组成。每层地板是典型的位于框架结构的水平梁上的混凝土板。这种楼板可以是钢筋混凝土，并且可以连接到框架梁上或浇筑在框架梁周围。框架系统被设计成用于承载所有预制地板和屋顶负载，以及提供抗由于例如风和地震的负载导致的水平力的稳定性。尤其是，楼板通常要求将这类力传送给在整个框架系统中提供的建筑横向系统，例如抗弯框架(momentframes)、支撑框架以及剪力墙，以满足每项建筑规范的最低设计要求。近年来，国家和国际建筑规范标准的修订案增加了对抗震设计标准的横向负载要求，特别是对多层建筑物的建造要求。因此，最有前景的多层建筑结构的框架系统要求抵抗比现有结构框架所能适应的那些更大的横向负载。此外，由于增加的抗震设计标准和建造成本最小化的持续压力，结构框架系统的新设计替代方案已发展到满足以经济和成本效益方式应用于现代多层建筑物的所有当前负载要求。建筑施工领域中的一个新发展是使用预制建筑组件，例如预制混凝土坯和墙板、钢结构和能在受控环境中制造的其他部件。这些预制混凝土组件广泛使用于现代建筑施工中。这些预制组件可以很容易地架设和装配在施工位置以大幅削减成本、现场工作和建筑工期。专利号为No.4505087，标题为“混凝土层板与加腋支撑梁的建造方法”的美国专利公布了一种混凝土层板的建造方法，其通过将混凝土浇筑在预制构件上方来形成整体结构。由预制混凝土组件建造的结构涉及的一个问题是整体完整性。专利号为No.4081935A，标题为“使用预制混凝土部件的建筑结构”的美国专利公布了一种通过在预制混凝土坯板和梁上方施加浇筑混凝土来改善这类结构的结构完整性的建造方法。然而，还有其它完整性问题没有解决。例如，在一些情况下，结构钢和预制混凝土构件需要在建造建筑物时一起使用。当下，将这两种类型的材料结合的技术并不发达，因此，不可避免地会阻碍基于这些类型的材料的建造。另一最近的结构框架系统的设计替代方案在美国专利No.6442908中有描述，其中非对称钢梁适于水平设置在常规地基上架设的相邻竖直钢柱之间，所述非对称钢梁具有狭窄、加厚的顶部翼缘、加宽的底部翼缘以及具有在顶部翼缘和底部翼缘之间延伸的梯形开口的网。预制混凝土板的标准空芯部分装配在一起并与开网非对称梁垂直。所述板由在每一侧的底部翼缘支撑，使得所述梁的开网主要设置在基本同一水平面的板部件的端面之间。制造施加到装配的梁和板部件的高强度水泥浆混合物以循环方式完全流过网的开口，从而制成环绕非对称梁的基本呈整体的外包混凝土(concreteencasement)。这改善了所产生的钢梁和混凝土板之间的复合作用和机械互锁，并减少了由于水泥浆从梁的任一侧分离而造成的强度损失。同时，初始测试表明上述专利中的框架系统增加了负载承载，测试还表明需要增强复合作用。作为响应，本技术的实施例涉及一种开网切变连接件复合梁系统，其结合了常规开网堞形梁系统和复合结构的一些优点。在这种结构中，预制梁可以与钢梁一起作用，并可以大幅提升梁的抗弯强度。开网复合切变连接件也可以与基础梁一起复合作用，以进一步增强系统的抗弯强度。预制混凝土板和/或板材可以容易地设置在钢梁上，并且在架设期间不会受到梁翼缘的干扰。所述复合切变连接件的开网能够允许预制混凝土层板与钢梁集成在一起以提供必需的复合作用。可以加入钢筋并且钢筋能提供例如附加的抗剪强度、延展性和韧性。延展性的改善和增强能够大大提高结构的抗震特性。如果使用金属丝式预制混凝土板(precastconcretefiligreepanel)，这种改进还可以进一步的加强。所述系统可用于大范围跨长内的建筑物。所述系统也提供大范围的负载性能，这使系统能够符合例如但不限于住宅、工业和商业应用的要求。使用预制混凝土板还可以明显减少建筑工期。预制板还可以使天气延误减到最小，因为诸如湿度、降水、温度等情况不再影响灌注和正确设置混凝土(即板材可以在受控条件下预制和固化，然后运输到施工现场)的能力。
技术实现思路
本专利技术实施例旨在提供一种用于多层建筑物的结构框架系统。所述框架系统可包括多个竖直柱构件。所述系统还可以包括被水平支撑在多个竖直柱构件之间的基础梁部件，所述基础梁部件具有连接到其上的复合切变连接件。所述框架系统还可包括垂直横跨于基础梁的两侧并且被所述基础梁的两侧支撑的多个混凝土板部件。在一些实施例中，所述多个混凝土板部件可以成对装配。在一些实施例中，所述框架系统还可以包括水泥浆材料，该水泥浆施加于例如但不限于复合切变连接件和混凝土板部件以填充装配件中的间隙(cavity)，并为框架系统增加强度。本专利技术的一方面涉及一种用于支撑建筑物的结构框架系统。所述系统可以包括多个竖直柱构件。所述竖直柱构件可以支撑水平的基础部件。可以以直线方式布置成对的混凝土板部件，其中成对的混凝土板部件设置在基础部件之上并垂直于基础部件。每一混凝土板部件可限定穿过其的通道。复合切变连接件可以设置在基础部件之上并位于成对的混凝土板部件之间。所述切变连接件可以限定与混凝土板部件的通道连通的开口。加强筋(或钢筋)可以设置为穿过切变连接件的开口。加强筋可延伸进混凝土板的通道中。切变连接件和混凝土板部件可以限定间隙。粘合材料可填充在间隙中。本专利技术实施例还旨在提供一种建造结构框架系统的方法。所述方法可以包括架设多个竖直柱子并使用多个开网复合切变连接件水平支撑多个基础梁。所述方法还可以包括安装多个混凝土部件并安装在所述基础梁的两侧。在一些实施例中，所述多个混凝土板部件可以成对装配。另外，所述方法还可包括施加水泥浆材料到板部件和开网复合切变连接件之间的间隙中，以在两者之间提供机械连接。本专利技术的一方面涉及一种装配结构框架系统的方法。所述方法可以包括架设多个竖直柱构件。可将水平基础部件固定至多个竖直柱构件。可将成对的混凝土板部件以直线方式设置在基础部件之上，并且垂直于所述基础部件。每个混凝土板部件可以限定穿过的通道。所述方法可以包括在基础部件之上并且在成对的混凝土板部件之间设置复合切变连接件。所述切变连接件可以确定与所述混凝土板部件的通道连通的开口。将加强筋设置为穿过所述切变连接件的开口。加强筋可延伸进混凝土板部件的通道中。所述切变连接件和所述混凝土板部件可限定间隙。所述方法还可以包括在所述间隙中填充粘合材料。在结合附图阅读下面的说明书时本专利技术的这些和其他目的、特征以及优点将变得更明显。附图说明图1A和图1B是根据本专利技术一些实施例的不完整的组装结构框架系统的立体图；图2A和图2B是根据本专利技术一些实施例的对应于图1A和图1B的组装结构框架系统的截面图；图3是根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支撑建筑物的结构框架系统，包括：多个竖直柱构件；由多个竖直柱构件支撑的水平基础部件；成对的混凝土板部件，以直线方式布置，所述成对的混凝土板部件设置在所述基础部件上并且与所述基础部件垂直，每个混凝土部件都限定穿过其的通道；复合切变连接件，设置在所述基础部件上并且位于所述成对的混凝土部件之间，所述切变连接件限定与所述混凝土板部件的通道连通的开口；加强筋，设置为穿过所述切变连接件的开口并延伸进所述混凝土板部件的通道中；以及，填充在由所述切变连接件和所述混凝土板部件限定的间隙中的粘合材料。

【技术特征摘要】
2013.12.13 US 61/915,840;2014.10.28 US 14/526,0091.一种用于支撑建筑物的结构框架系统，包括：多个竖直柱构件；由多个竖直柱构件支撑的水平基础部件；成对的混凝土板部件，以直线方式布置，所述成对的混凝土板部件设置在所述基础部件上并且与所述基础部件垂直，每个所述混凝土板部件都设有通道；复合切变连接件，设置在所述基础部件上并且位于所述成对的混凝土板部件之间，所述复合切变连接件限定与所述混凝土板部件的通道连通的开口；加强筋，设置为穿过所述复合切变连接件的开口并延伸进所述混凝土板部件的通道中；以及，填充在由所述复合切变连接件和所述混凝土板部件限定的间隙中的粘合材料。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述建筑物是多层建筑物。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基础部件包括基础梁。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述基础梁包括钢梁、钢板、焊接板梁、堞形梁或者蜂窝形梁。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基础部件包括至少一个槽钢。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述槽钢通过螺栓连接、铆接或焊接与所述复合切变连接件连接。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基础部件包括至少一个钢管。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述钢管通过焊接或接合连接与所述复合切变连接件连接。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混凝土板部件中的至少一个包括常规预应力混凝土构件。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述复合切变连接件包括宽翼缘部件，工字部件，S型部件或者槽钢的至少一部分。11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述复合切变连接件包括开网复合切变连接件。12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述复合切变连接件构造成与所述基础部件复合作用。13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述复合切变连接件通过焊接、铆接或螺栓连接连接至所述基础部件。14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：置放在所述混凝土板部件顶部的加强筋丝。15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述加强筋丝包括多个平行加强筋和多个垂直加强筋。16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：位于所述混凝土板部件的至少一个中的坝。17.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粘合材料包括高强度水泥浆、混凝土或者水硬水泥。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，
申请(专利权)人：赫鹏城科工程咨询公司，
类型：发明
国别省市：美国;US