專利名稱：用于極大跨度的具有網(wǎng)格狀平底面的雙預(yù)應(yīng)力屋頂－頂棚結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的工業(yè)建筑或其它類似建筑的屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，特別是涉及成為該結(jié)構(gòu)整體部分的一些鋼部件。本發(fā)明的領(lǐng)域在IPC分類E 04 B 1/00中說明，該分類通常涉及結(jié)構(gòu)或建筑構(gòu)件，或者更具體地涉及組E 04 C 3/00或3/294。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種獨(dú)創(chuàng)概念和形狀的特定屋頂-頂棚的結(jié)構(gòu)。本申請所要解決的技術(shù)問題是在極大跨度(超過50米)上構(gòu)建有平底面的屋頂?shù)难b配方法，由此屋頂-頂棚結(jié)構(gòu)同時(shí)解決屋頂和平底面的成品。實(shí)際中，極大跨度之上的屋頂結(jié)構(gòu)主要是在專門項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)的單一結(jié)構(gòu)，并通常完全在現(xiàn)場構(gòu)建。
如果作為一個(gè)任務(wù)，本發(fā)明的技術(shù)問題是尋求一種在極大跨度上構(gòu)造屋頂-頂棚結(jié)構(gòu)的裝配方法，適用于成批預(yù)制，作為對構(gòu)建單一結(jié)構(gòu)的常規(guī)實(shí)踐的可選方式。
要解決的技術(shù)問題是將不適宜運(yùn)輸和處理的巨大結(jié)構(gòu)分成數(shù)個(gè)小的部件，它們可以被預(yù)制和運(yùn)輸并在現(xiàn)場裝配成具有平底面的極大跨度的結(jié)構(gòu)單元。作為本發(fā)明的一部分，要解決部分技術(shù)問題例如形成輕的可裝配的底面、側(cè)向穩(wěn)定大跨度之上的上縱向梁而不必通過增加它的側(cè)向尺寸增加其質(zhì)量、將裝配構(gòu)件縱向和橫向相互連接成為整體。作為部分本發(fā)明的所有其他解決方法涉及結(jié)構(gòu)自身的實(shí)際使用，包括當(dāng)與其它常規(guī)屋頂和頂棚結(jié)構(gòu)比較時(shí)在HR-P20000906A中說明的這些結(jié)構(gòu)所提供的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明包括該結(jié)構(gòu)的基本概念和公開于HR-P20000906A中名為“Doubly Prestressed Composite Roof-ceiling Constructions”(“雙預(yù)應(yīng)力復(fù)合屋頂-頂棚結(jié)構(gòu)”)所公開的預(yù)應(yīng)力原理。上述申請公開了大多使用于達(dá)到30米的大跨度之上具有平底面的結(jié)構(gòu)。具有全板頂棚(full-plate-ceiling)的這些結(jié)構(gòu)不適用于大于30米的跨度，因?yàn)樵诖笥诖说目缍壬?，全板底面變得很重，這就改變了作為小跨度上的結(jié)構(gòu)工作基礎(chǔ)的很多假設(shè)，使得該結(jié)構(gòu)不可行。例如，在跨度達(dá)到30米時(shí)，非常薄的全板具有5厘米的整體深度，這為將互連桿固定到底面板混凝土中而確保它們不被拉出提供了足夠的深度。如果應(yīng)用在大跨度上，需要增加全、薄的底面板(full，thin soffit-plate)的深度，因?yàn)樗娇拷ё纳峡v向結(jié)構(gòu)的連接部分變得很薄弱而不能支持大量的剪力。然而，在非常大的跨度上，底面板將要增加深度，這將增加它的自身重量并改變基于輕底面的工作機(jī)構(gòu)的概念。輕底面會由于結(jié)構(gòu)末端的旋轉(zhuǎn)而向上偏轉(zhuǎn)。此外，具有全板底面和跨度超過50米的結(jié)構(gòu)對于運(yùn)輸來說過長，并且將小部件互相連接為底面板整體時(shí)，也會出現(xiàn)問題。即使可能，實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)需要在現(xiàn)場預(yù)受拉和凝固，而這將是不經(jīng)濟(jì)的。
本發(fā)明涉及一種類似HR-P20000906A中所說明的結(jié)構(gòu)，并且解決對于極大跨度的實(shí)用性，允許預(yù)制小的部件在現(xiàn)場裝配成整體，并提供通過將輕質(zhì)板插入網(wǎng)格狀底面的開口來形成裝配的底面，以在吊起前減少整個(gè)結(jié)構(gòu)的重量。
對于我們來說，除了已知上述之外沒有其他相似的具有平底面的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
用于極大跨度的預(yù)應(yīng)力屋頂-頂棚結(jié)構(gòu)是預(yù)制的、單向支承的結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)格狀平底面(1)、上梁(2)和數(shù)個(gè)間隔分布的穩(wěn)定桿(3)，針對于構(gòu)建具有極大跨度的結(jié)構(gòu)建筑，并同時(shí)解決具有平底面的屋頂和頂棚。
本發(fā)明的目標(biāo)是相對定制的單一大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)施的更簡單和更經(jīng)濟(jì)的具有適合跨度的裝配系統(tǒng)，用于構(gòu)建采用預(yù)制構(gòu)件的具有極大跨度的建筑。預(yù)制構(gòu)件裝配為結(jié)構(gòu)的多個(gè)大的部分——可以被提升并互連為具有連續(xù)平底面的大的屋頂-頂棚的單元。裝配的輕質(zhì)、網(wǎng)格狀的平底面結(jié)構(gòu)代替全板底面，由此在結(jié)構(gòu)裝配后，通過將數(shù)個(gè)輕質(zhì)板插入網(wǎng)格狀構(gòu)件的開口可以得到平底面。
在某種方式中，它是對HR-P20000906A中公開的具有平底面的可能結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，其提供了針對極大跨度(大于50米)的相同原理的合理應(yīng)用。
作為部分本結(jié)構(gòu)的輔助技術(shù)方案是提供減少用于極大跨度的整體結(jié)構(gòu)的自身重量的方案，通過增加其橫截面的側(cè)向慣性距克服側(cè)向翹曲穩(wěn)定上梁(2)而不增大該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量的方案，網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)(1)的預(yù)制部件(1.1)的簡單和實(shí)用的互連方案(在一種實(shí)施方式中，網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)有具有輕質(zhì)泡沫填料的鋼管和保持內(nèi)部線纜距離的引導(dǎo)件)和通過將數(shù)個(gè)輕質(zhì)板(4)插入網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中的開口形成平底面平面的方案。
通常，在極大跨度上用于這種結(jié)構(gòu)的靜態(tài)系統(tǒng)的方案用細(xì)長管狀桿(3)獲得，其中管狀桿(3)既不在上梁(2)和底面網(wǎng)格(1)之間傳輸撓距，也不傳輸相當(dāng)大的軸向力，并且從而不能彎曲縱向細(xì)長的網(wǎng)格(1)，由此管狀桿(3)同時(shí)用于穩(wěn)定上梁(3)克服側(cè)向翹曲并在預(yù)應(yīng)力過程中保證網(wǎng)格平面自身的穩(wěn)定。
上梁(2)的橫截面如圖2是獨(dú)創(chuàng)形狀，其中，以該方式構(gòu)造版本1和版本2使得其較輕并適合上述功能，以穩(wěn)定上梁(2)。上梁(2)由固定到網(wǎng)格(1)中的管狀桿(3)支持，基本上在水平面固定。


圖1是具有倒“V”形橫截面形狀上梁的結(jié)構(gòu)的等角圖。
圖2是具有倒“V”形橫截面形狀的結(jié)構(gòu)的橫截面。
圖3是具有“T”形橫截面形狀的可選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的橫截面。
圖4是顯示其裝配部件的分解結(jié)構(gòu)的等角圖。
圖5說明了分解結(jié)構(gòu)和裝配的方法。
圖6是如果使用鋼筋網(wǎng)格時(shí)用于網(wǎng)格構(gòu)件連接的細(xì)部。
圖7是鋼筋網(wǎng)格構(gòu)件接合處的細(xì)節(jié)圖。
圖8是使用鋼筋網(wǎng)格時(shí)用于網(wǎng)格構(gòu)件的縱向受拉后連接的線纜引導(dǎo)細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施例方式
下面，說明了如圖1中的等角圖所示的具有倒“V”形橫截面的上梁(2)的優(yōu)選實(shí)施方式(也如圖2所示)。在另一種實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)可以包括T形橫截面上梁(2)(如圖3所示)。在兩個(gè)變體中，網(wǎng)格底面(1)可以不考慮上梁橫截面的選擇由鋼管或者預(yù)應(yīng)力混凝土制成。
其后在現(xiàn)場裝配的結(jié)構(gòu)的整體支承單元如圖1所示。它包括顯著寬的網(wǎng)格裝配結(jié)構(gòu)(1)和倒“V”形橫截面上梁(2)，它們用細(xì)長管狀桿(3)相互連接。垂直細(xì)長的水平網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(1)選擇這種尺寸，使得如圖4所示的它的構(gòu)成部件，可以容易地運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，并且當(dāng)裝配到整體支承單元時(shí)，立刻覆蓋建筑的現(xiàn)場視圖的主要部分。
圖1是具有倒“V”形橫截面的上梁(2)和使用了鋼網(wǎng)格(1)的變體中結(jié)構(gòu)的一個(gè)等角圖，同時(shí)圖4顯示了分解的相同結(jié)構(gòu)。上梁(2)由在建筑構(gòu)件工廠預(yù)制的并運(yùn)輸?shù)浇ㄖさ氐膬蓚€(gè)鋼筋混凝土部件、構(gòu)件(2.1)制成。網(wǎng)格(1)構(gòu)件也在工廠用焊接的鋼管以小尺寸部件(1.1)制造，這樣構(gòu)件可以易于運(yùn)輸?shù)浇ㄖさ??？拷ё褂玫亩潭驳墓軤顥U(4)將網(wǎng)格(1)和上梁(2)互相連接，它嵌入上梁(2)的末端作為它們的整體部件。互連的鋼管狀桿(3)是單獨(dú)的構(gòu)件。
在建筑工地，準(zhǔn)備具有數(shù)個(gè)支座的水平平面。在支座上網(wǎng)格的較小部件(1.1)在安裝成網(wǎng)格整體(1)之前傾斜，其中網(wǎng)格整體(1)是寬和長屬于一個(gè)裝配的上梁(2)的支承區(qū)域的單元，如圖4和5所示。在兩個(gè)方向上，梁的縱向和側(cè)向的構(gòu)件如圖6所示的細(xì)部互相連接到網(wǎng)格整體(1)。圖7顯示了相同連接細(xì)部的縱向切開部分。從該連接細(xì)部可以看到鋼管(10)的一端包括另一個(gè)內(nèi)部焊接較小的管(11)。該管(11)用于插入一個(gè)鄰接的管子(12)，由此之后兩個(gè)管子(10)和(11)用焊縫(13)圍繞它們接觸的周邊焊接。以該種方式，裝配成整個(gè)底面網(wǎng)格，以下的整個(gè)結(jié)構(gòu)在此形成。
在中跨處，設(shè)置一個(gè)臨時(shí)的支持框架(9)。然后上梁的兩半(2.1)被置于網(wǎng)格上，并且被轉(zhuǎn)成彼此相對，其將要連接的末端在支持框架(9)上中跨處傾斜，由此其結(jié)合有硬鋼管狀支柱(4)的相對末端如圖5和6所示放在網(wǎng)格構(gòu)件上。以該方式傾斜并固定的兩個(gè)上梁半部分(2.1)之后通過焊接桿(3)和桿(4)連接到網(wǎng)格(1)上。在預(yù)制期間結(jié)合到上梁(2)混凝土的短而硬的支柱(4)焊接后變成連接到網(wǎng)格的上梁(2)固定末端的桁架式螺形支柱(truss-like console support)。由此該結(jié)構(gòu)在上梁(2)的中跨仍然是分離的，但是臨時(shí)支持框架可以被移除。
在縱向上，由于網(wǎng)格構(gòu)件網(wǎng)格(1)中的高拉力的存在，如圖8所示，結(jié)構(gòu)的支承方向在中間施加預(yù)應(yīng)力，用線纜(7)通過網(wǎng)格構(gòu)件縱向引導(dǎo)。鋼管制成的縱向網(wǎng)格構(gòu)件由嵌入的引導(dǎo)件(8)支持。引導(dǎo)件(8)用來提供管子內(nèi)部橫截面的重心中線纜的中心位置。其中放置有線纜的中空的縱向網(wǎng)格構(gòu)件在受到預(yù)應(yīng)力后填充膨脹泡沫或者具有非常輕質(zhì)的混凝土，其依賴于施加預(yù)應(yīng)力期間預(yù)應(yīng)力的程度和網(wǎng)格的穩(wěn)定性。由此填充的物質(zhì)用于保護(hù)線纜不被腐蝕，并且確保線纜和管子之間的接合連續(xù)性。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)自身在施加中心預(yù)應(yīng)力期間的穩(wěn)定性必須由適當(dāng)?shù)挠?jì)算來控制，由此必須考慮結(jié)構(gòu)自身重量和要克服網(wǎng)格向上彎曲對活動(dòng)的約束。
在網(wǎng)格構(gòu)件(1)的預(yù)應(yīng)力施加期間，上梁(2)在中跨處分離，由此兩個(gè)分離的半部分(2.1)以它們自己焊接到網(wǎng)格(1)的支柱(3)和(4)立起。網(wǎng)格(1)的預(yù)應(yīng)力施加后，上梁(2)通過推進(jìn)到兩個(gè)分離的半部分(2.1)之間的特定細(xì)部中的楔受到另一個(gè)預(yù)應(yīng)力，該方法公開在HR-P200006A名為“Doubly prestressed roof-ceilingconstruction with flat soffit for large spans”(“具有平底面用于大跨度的雙預(yù)應(yīng)力屋頂-頂棚結(jié)構(gòu)”)的申請中。網(wǎng)格(1)的預(yù)應(yīng)力確保在所有承受的負(fù)載下，在它的縱向構(gòu)件內(nèi)和所有與網(wǎng)格整體(1)互連的連接網(wǎng)格部件(1.1)內(nèi)存在永久的壓力。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，“T”形橫截面上梁(2)可以應(yīng)用于相同的鋼管網(wǎng)格。在這種情況下，所有實(shí)現(xiàn)步驟都一樣。如果現(xiàn)在在這兩個(gè)變體中，鋼管網(wǎng)格由混凝土的代替，會出現(xiàn)兩個(gè)額外的變體。
作為第二種實(shí)施方式，采用“T”形或倒“V”橫截面上梁(2)的變體和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的網(wǎng)格(1)。作為網(wǎng)格底面(1)部件的構(gòu)件(1.1)在建筑工地也通過相同的臨時(shí)連接的方法以與前面的變體相同的方式裝配和連接到整體。
混凝土變體中的網(wǎng)格構(gòu)件是固體的，其具有中心結(jié)合的引導(dǎo)件(7)，通過相同的管連結(jié)件在它們的末端支持，用于臨時(shí)裝配網(wǎng)格。網(wǎng)格的混凝土和鋼變體的接合處之間的不同僅在于細(xì)部，其適合與結(jié)合在要連接的構(gòu)件端部的管固結(jié)。由于其自身并不包含新的內(nèi)容，所以未對混凝土變體強(qiáng)調(diào)和說明。
對于所有變體，屋頂-頂棚結(jié)構(gòu)的大尺寸單元在現(xiàn)場完成和受到預(yù)應(yīng)力后，該結(jié)構(gòu)被提升并連接相鄰的一個(gè)以形成連續(xù)的網(wǎng)格底面。該結(jié)構(gòu)的大尺寸單元的網(wǎng)格由此互連到另一個(gè)這樣的單元，其方式與將小部件(2.1)互連到大的網(wǎng)格單元(1)中相同。
最后，通過將輕質(zhì)板(6)插入到網(wǎng)格構(gòu)件中的開口，使底面平面來閉合，這樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)大的連續(xù)平底面。
權(quán)利要求
1.用于極大跨度的具有網(wǎng)格平底面的雙預(yù)應(yīng)力屋頂一頂棚結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括底面網(wǎng)格(1)、上梁(2)和互連管狀桿(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平底面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，在現(xiàn)場裝配由鋼管或預(yù)應(yīng)力混凝土制成的較小的預(yù)制部件(1.1)，由此在裝配之后，通過將輕質(zhì)平板插入網(wǎng)格構(gòu)件之間的開口形成平底面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的平底面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，網(wǎng)格(1)的構(gòu)件(1.1)的橫向和縱向連接在焊接之前都臨時(shí)通過將鄰近的末端(10)連接到另一個(gè)來固定，由此通過預(yù)應(yīng)力使縱向連接堅(jiān)固。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2和3所述的平底面的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，底面網(wǎng)格構(gòu)件的縱向互連通過對具有線纜(7)的網(wǎng)格(1)施加預(yù)應(yīng)力來得到，其中，線纜(7)穿過位于管子中的引導(dǎo)件(8)伸出，該管子之后用硬膨脹泡沫或輕質(zhì)混凝土填充，來確保屋頂?shù)姆牢g保護(hù)和隔熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于極大跨度的具有網(wǎng)格狀平底面的雙預(yù)應(yīng)力屋頂—頂棚結(jié)構(gòu)，其特征在于上梁(2)和鋼底面網(wǎng)格通過將鋼管狀桿(3)沿著結(jié)構(gòu)的整個(gè)長度焊接而互相連接，其中上梁(2)的附近通過嵌入上梁(2)中的構(gòu)件(4)由網(wǎng)格(1)來支持。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于極大跨度的具有網(wǎng)格狀平底面的雙預(yù)應(yīng)力屋頂—頂棚結(jié)構(gòu)，其特征在于由水平網(wǎng)格(1)側(cè)向支持的管狀桿(3)克服翹曲使上梁(2)穩(wěn)定。
全文摘要
用于極大跨度具有網(wǎng)格狀平底面的雙預(yù)應(yīng)力屋頂—頂棚結(jié)構(gòu)是試圖采用平底面裝配極大跨度建筑的屋頂?shù)念A(yù)制構(gòu)件。該結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)格狀底面結(jié)構(gòu)(1)和更改的“T”形或倒“V”形橫截面的上混凝土梁(2)，它們由細(xì)長的鋼管狀桿(3)相互連接，以防止側(cè)向翹曲來穩(wěn)定上梁(2)。水平網(wǎng)格(1)構(gòu)件中的空的開口用板(6)填充，由此得到一個(gè)平底面。該結(jié)構(gòu)由雙預(yù)應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力。對網(wǎng)格狀底面(1)在中心施加預(yù)應(yīng)力，同時(shí)上梁(2)在中跨由楔形物(5)施加預(yù)應(yīng)力。
文檔編號E04B5/00GK1623024SQ02828486
公開日2005年6月1日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者M·斯肯季奇, B·斯姆爾切克 申請人:馬拉研究所D.O.O.