專利名稱：裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑用的鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別涉及一種裝配整體式平板型或 曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及制作方法。 技術(shù)背景目前，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外大柱網(wǎng)(9m 12m)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的樓蓋，除了鋼框架梁外，尚 需在柱網(wǎng)內(nèi)加中間鋼梁、十字形或井字形鋼梁，中間鋼梁、十字形或井字形鋼梁一般采用H 型鋼，如柱網(wǎng)為12mX12m的靈活劃分房間的辦公用房，鋼框架工字型截面梁高800 (L/15) 中間井字形網(wǎng)格梁(網(wǎng)格4000X4000)截面高度6700 (L/20) ， 4m網(wǎng)格梁上翼緣現(xiàn)澆( 100mm 120mm)鋼筋混凝土板，柱網(wǎng)內(nèi)吊頂后樓蓋總厚度750 (框架梁外露50)，這樣的作法 使樓蓋厚度增大，用鋼量亦大，導(dǎo)致必須加大建筑物層高。例如一般大柱網(wǎng)靈活分隔多功能 應(yīng)用的寫(xiě)字樓，層高3. 3m 3.4m，則吊頂后凈高度為2. 55m 2. 65m，凈高度偏矮，必須加大 層高為3.55m 3.6m。建筑的綜合造價(jià)與建筑層高變化影響很大，降低樓蓋的高度是降低層 高的主要手段。如果采用H型鋼正交正放密肋網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，如12mX12m柱網(wǎng)內(nèi)采用1.5mX1.5m 網(wǎng)格(8X8格)，上鋪50 60厚的鋼筋混凝土板，此時(shí)H型鋼網(wǎng)格梁高度1^350(L/34. 3)加混 凝土板厚，則樓蓋板總厚度為S=350 + 50=400mm，比前者下降350mm，在確保寫(xiě)字樓凈空高 度110=2. 8m 2. 85m條件下，層高只需3. 2m 3. 25m，比常規(guī)層高(3. 3m 3. 4m)下降O. lm 0. 15m，比前者每層下降O. 35m，即每10層可多增一層。但H型鋼網(wǎng)格板綜合造價(jià)比大柱網(wǎng)鋼 框架中間十字梁或中間井字梁結(jié)構(gòu)的綜合造價(jià)高(10% 15%)，雖然節(jié)約層高但用鋼量增加 ，總結(jié)其不足之處如下其一、用鋼量相對(duì)偏大；其二、樓蓋結(jié)構(gòu)內(nèi)部走水、電線管不便； 其三、網(wǎng)格較多，焊接連接節(jié)點(diǎn)的焊點(diǎn)多，如12mX12m網(wǎng)格板，網(wǎng)格l. 5mX 1. 5m時(shí)，該網(wǎng)格 板有81個(gè)交叉節(jié)點(diǎn)，即1944條焊縫，不僅在現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大，而且由于焊接變形的影響， 質(zhì)量亦難控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)輕巧、安裝容易、現(xiàn)場(chǎng)焊接量少、制作精度較高的裝 配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的技術(shù)方案裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格的制作方法是先在柱形鋼管3的兩端各焊接一塊托板4，并以托板4的表面和柱形鋼管3的管壁為焊接點(diǎn)，將8根截面形狀 為T字形的弦桿2分別焊接在柱形鋼管3兩端的托板4上及柱形鋼管3的管壁上，構(gòu)成雙層十字 形拼裝單元l，再在施工現(xiàn)場(chǎng)采用雙拼接板6和高強(qiáng)螺栓7將兩個(gè)或兩個(gè)以上的雙層十字形拼 裝單元1的弦桿2相互連接，即可組裝成裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的雙層十字形拼裝單元 l相互連接構(gòu)成；雙層十字形拼裝單元1由弦桿2、柱形鋼管3和托板組成，在柱形鋼管3的兩 端各焊接有一塊托板4，在每塊托板4上均連接有4根截面形狀為T字形的弦桿2，連接在每塊 托板4上的4根弦桿2呈十字形排列；并且每?jī)蓚€(gè)雙層十字形拼裝單元l的連接是通過(guò)雙拼接板 6與兩個(gè)雙層十字形拼裝單元1的弦桿2相互搭接后再用高強(qiáng)螺栓7連接成一體。截面形狀為T字形的弦桿2的翼緣端部為三角形，并且每四根弦桿2的翼緣端部對(duì)焊于柱 形鋼管3—端的托板4上，弦桿2的腹板焊接在柱形鋼管3的側(cè)壁上，連接在柱形鋼管3上的4根 弦桿2呈十字形分布。所述的柱形鋼管3為圓形鋼管或方形鋼管。所述的截面形狀為T字形的弦桿2是用型材或鋼板焊接后制成。每個(gè)雙層十字形拼裝單元l的長(zhǎng)度a為l. 5 2m。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明是一種內(nèi)部無(wú)斜腹桿的鋼空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，利用本發(fā)明的網(wǎng)格結(jié) 構(gòu)作樓蓋時(shí)，在弦桿上焊接銷釘，使混凝土與鋼制上弦桿共同作用，可提高網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的剛度 ，若作曲面網(wǎng)殼屋蓋，在設(shè)置鋼拎條后，可鋪設(shè)彩鋼復(fù)合板等輕屋面材料，也可作點(diǎn)式玻璃 采光曲面屋蓋或在其上現(xiàn)澆鋼筋混凝土薄板，形成曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成及構(gòu)造 原理與成功應(yīng)用于工程實(shí)踐的鋼筋混凝土空腹夾層板及殼有"異曲同功"的作用，不同之處 及相對(duì)優(yōu)越性主要體現(xiàn)在如下幾方面其一、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)由鋼構(gòu)件組成，鋼材的彈性模量 Es是混凝土彈性模量的6 7倍，結(jié)構(gòu)高度小、可以作得更輕巧；其二、本發(fā)明的基本拼接單 元是在工廠加工制作的雙層十字形單元，其組裝方式為將兩兩雙層十字形單元的弦桿采用雙 拼接板搭接后用高強(qiáng)螺栓連接，因兩雙層十字形單元的連接處為雙層十字形單元的反彎點(diǎn)( 彎矩等于零點(diǎn))，連接后結(jié)構(gòu)整體性好，安全合理；其三、因雙層十字形單元為本發(fā)明的拼 裝單元，它是在工廠制作、運(yùn)到工地后在反彎點(diǎn)處采用高強(qiáng)螺栓連接，既消除了焊接變形和 焊接應(yīng)力，又避免了大量焊縫在現(xiàn)場(chǎng)施焊所帶來(lái)的許多不利因素的影響，結(jié)構(gòu)質(zhì)量也能保證 ，并提高工效。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體系，除可應(yīng)用于大柱網(wǎng)多、高建筑鋼結(jié)構(gòu)樓蓋外，尚可將其構(gòu)造原理應(yīng) 用于正、負(fù)、零高斯曲率的曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。因本發(fā)明的雙層十字形單元在工廠制作，運(yùn)到工
地后再在反彎點(diǎn)處(兩兩弦桿連接點(diǎn))采用高強(qiáng)螺栓連接后，形成的空間整體式新型空腹夾 層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與一般鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)也有如下不同方面第一、網(wǎng)格由空腹梁交叉組成， 無(wú)斜腹桿，可以方便從網(wǎng)格空腹中間穿水、電線管；第二、拼裝節(jié)點(diǎn)不在柱形鋼管上而是在 兩兩弦桿采用雙拼接板和摩擦型高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接的部位(即上、下弦桿的反彎點(diǎn)處)，連 接更加可靠。第三、本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作加工及組裝無(wú)需特定的加工設(shè)備；第四、結(jié)構(gòu)高 度可下降1/3，因無(wú)斜腹桿，網(wǎng)格造型整潔無(wú)零亂感，室內(nèi)網(wǎng)格造型整潔大方。因此本發(fā)明 具有很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。


圖l本發(fā)明為平板型空腹夾層鋼網(wǎng)格示意圖； 圖2本發(fā)明為曲面型空腹夾層鋼網(wǎng)格示意圖； 圖3為圖1的剖面簡(jiǎn)圖；其中a/2處的圓圈代表反彎點(diǎn)即拼接點(diǎn)； 圖4為圖2的剖面簡(jiǎn)圖；其中a/2處的圓圈代表反彎點(diǎn)即拼接點(diǎn)； 圖5是上、下弦桿采用雙拼接板6和高強(qiáng)螺栓7拼接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的俯視圖；圖7是圖9的B-B向視圖； 圖8是雙層十字形拼接單元1的立體示意圖；圖9是雙層十字形拼接單元1側(cè)剖面圖；圖10是圖9的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的雙層十字形單元1如圖8所示，雙層十字形單元l為鋼性焊接件，它是在截面形狀為方形或圓形的柱狀鋼管1的兩端各焊接一塊托板4，再在每塊托板4上 焊接4根截面形狀為T字形的弦桿2，將4根弦桿2的翼緣端部加工成三角形，對(duì)拼后焊于托板4 上，焊接在托板4上的4根弦桿呈十字形排布(如圖10所示)，并將對(duì)接處的焊縫銑平，再在 4根弦桿對(duì)接部位的上端焊接一塊蓋板5;弦桿2的腹板焊在柱形鋼管3上(如圖9所示)；并 且從圖9中可明顯看出連接在柱形鋼管3兩端的弦桿2之間有一定間距(空膨，這樣可以方便 從中穿入水、電線管。雙層十字拼接單元l全部在車間制作，這樣可以確保加工質(zhì)量，雙層 十字形單元l長(zhǎng)度a優(yōu)選為1.5 2m。雙層十字拼裝單元l運(yùn)往工地后，其連接方式如圖5、圖6 和圖7所示，將兩雙層十字形拼裝單元1的上下弦桿2對(duì)齊后用雙拼接板6搭接，并在搭接好的 雙拼接板6和弦桿2上鉆孔、穿入高強(qiáng)螺栓7進(jìn)行連接，上述連接在施工現(xiàn)場(chǎng)完成連接后，即 形成本發(fā)明所述的網(wǎng)格板與網(wǎng)格殼。網(wǎng)格板若作樓蓋或屋蓋可在其上弦設(shè)抗剪用的"銷釘"
或"S鋼筋"8，再澆注一層50 70厚鋼筋砼薄板9，即形成"鋼一砼協(xié)同式組合空腹夾層板 "。強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)鋼筋砼薄板作為結(jié)構(gòu)自重的一部分，不考慮它的強(qiáng)度貢獻(xiàn)，但剛度設(shè)計(jì)時(shí)， 可將砼截面折算為鋼截面后計(jì)算剛度，即砼參加結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算，大幅度提高網(wǎng)格大板的剛度 。鋼一砼協(xié)同式組合空腹夾層板作樓蓋，它比一般鋼一砼組合網(wǎng)架作樓蓋，有如下優(yōu)點(diǎn)① 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)高度可比現(xiàn)有的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度下降一半；② 本發(fā)明無(wú)斜腹桿，形成空腹井字形網(wǎng)格，整齊劃一具有吊頂造形美。③ 本發(fā)明的拼裝單元在工廠焊接拼裝制造，現(xiàn)場(chǎng)螺栓拼裝，質(zhì)量更加可靠。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于該方法是先在柱形鋼管(3)的兩端各焊接一塊托板(4)，并以托板(4)的表面和柱形鋼管(3)的管壁為焊接點(diǎn)，將8根截面形狀為T字形的弦桿(2)分別焊接在柱形鋼管(3)兩端的托板(4)上及柱形鋼管(3)的管壁上，構(gòu)成雙層十字形拼裝單元(1)，再在施工現(xiàn)場(chǎng)采用雙拼接板(6)和高強(qiáng)螺栓(7)將兩個(gè)或兩個(gè)以上的雙層十字形拼裝單元(1)的弦桿(2)相互連接，即可組裝成裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
2. 一種裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于 它由兩個(gè)或兩個(gè)以上的雙層十字形拼裝單元(1)相互連接構(gòu)成；雙層十字形拼裝單元(1) 由弦桿(2)、柱形鋼管(3)和托板(4)組成，在柱形鋼管(3)的兩端各焊接有一塊托板 (4)，在每塊托板(4)上均連接有4根截面形狀為T字形的弦桿(2)，連接在每塊托板( 4)上的4根弦桿(2)呈十字形排列；并且每?jī)蓚€(gè)雙層十字形拼裝單元(1)的連接是通過(guò)雙 拼接板(6)與兩個(gè)雙層十字形拼裝單元(1)的弦桿(2)相互搭接后再用高強(qiáng)螺栓(7)連 接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu) ，其特征在于截面形狀為T字形的弦桿(2)的翼緣端部為三角形，并且每四根弦桿(2) 的翼緣端部對(duì)焊于柱形鋼管(3) —端的托板(4)上，弦桿(2)的腹板焊接在柱形鋼管( 3)的側(cè)壁上，連接在柱形鋼管(3)上的4根弦桿(2)呈十字形分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu) ，其特征在于所述的柱形鋼管(3)為圓形鋼管或方形鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu) ，其特征在于所述的截面形狀為T字形的弦桿(2)是用型材或鋼板焊接后制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu) ，其特征在于每個(gè)雙層十字形拼裝單元(1)的長(zhǎng)度(a)為1.5 2m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及制作方法，它是先在柱形鋼管的兩端各焊接一塊托板，并以托板的表面和柱形鋼管的管壁為焊接點(diǎn)，將8根截面形狀為T字形的弦桿分別焊接在柱形鋼管的兩端，構(gòu)成雙層十字形拼裝單元，再在施工現(xiàn)場(chǎng)采用雙拼接板和高強(qiáng)螺栓將兩個(gè)或兩個(gè)以上的雙層十字形拼裝單元的弦桿相互連接，即可組裝成平板型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或曲面型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。按本發(fā)明制作的平板或曲面型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)輕巧、牢固，其焊接工藝在工廠完成，從而可提高制作精度和質(zhì)量；網(wǎng)格采用空腹梁交叉組成，無(wú)斜腹桿，可以方便從網(wǎng)格中間穿水、電線管，并具有有規(guī)律的網(wǎng)格造型，起到樓蓋或屋蓋的吊頂作用。
文檔編號(hào)E04B1/342GK101397822SQ20071020193
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者盧壓琴, 楊大春, 段渝忠, 田子?xùn)|, 丹 舒, 亮 覃, 覃士杰, 馬克儉, 魏艷輝, 黃首赟 申請(qǐng)人:貴州喀斯特鋼結(jié)構(gòu)有限公司;貴州大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心;貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院有限公司