本發(fā)明涉及房屋建筑技術(shù)，具體說是一種格構(gòu)雙向梁組合樓板及其施工方法。

背景技術(shù)：

大面積的房屋建筑樓板依托架設(shè)于墻體或梁支座的縱向梁鋪設(shè)，樓板梁是樓板承力的關(guān)鍵。現(xiàn)有的樓板梁均為單向獨立排列，樓板梁的主體是平行的單根梁成列搭設(shè)在墻體或梁支座上，上面鋪設(shè)樓面板。其優(yōu)點是制作和施工直觀，制造簡單快速，但是在局部樓板區(qū)域由單根梁獨立承受壓力，對每一根梁的承力要求高。在不承受較大壓力的區(qū)域則梁載荷有較大冗余，即使整體冗余較大仍存在局部超過載荷的可能，絕大部分的垮塌事故都是由于局部承載力相對該處載荷過小造成的，而其余大部分結(jié)構(gòu)完好。因此造成浪費大，梁的用鋼量大，使用效率低、使用壽命相對較短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種格構(gòu)雙向梁組合樓板及其施工方法，旨在突破當前房屋建筑樓板的用鋼量較大而載荷效率低下的問題，進一步合理降低成本，提高承載力，延長使用壽命。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的格構(gòu)雙向梁組合樓板，包括雙向梁和該梁上鋪設(shè)的樓面板，其中：雙向梁由至少兩個方向的桁架通過桁架交匯處的節(jié)點固定構(gòu)成網(wǎng)狀的平面梁架，每一段桁架由上、下兩層的弦桿通過弦桿之間的連桿固定為一體，在所述節(jié)點位置通過節(jié)點中心件將該節(jié)點處桁架的各方向上層和下層的弦桿分別固定連接。

所述桁架從縱、橫兩個方向與節(jié)點中心件連接，節(jié)點中心件為豎向的矩形管，矩形管的四面各用于連接一段桁架，桁架的上層弦桿和下層弦桿分別在矩形管側(cè)面的上端部以及下端部與矩形管直接或間接固定連接。

在矩形管的四個側(cè)面的上端部與下端部與桁架的連接處均焊接有連接槽，該連接槽設(shè)有一對平行的側(cè)板和連接一對側(cè)板的連板，側(cè)板和連板均與所連接的弦桿平行，上層弦桿的端部置于上層的連接槽中并與連接槽固定，下層弦桿的端部置于下層的連接槽中并與連接槽固定。

所述弦桿為矩形管鋼或c型鋼。

所述的桁架從縱、橫兩個方向與節(jié)點中心件連接，節(jié)點中心件由豎向設(shè)置并焊接為一體的節(jié)點板構(gòu)成，節(jié)點板水平截面形狀為伸出四個翼板的十字形，各段桁架上層的弦桿、分別與節(jié)點板翼板的上端部固定連接，各段桁架下層的弦桿分別與節(jié)點板翼板的下端部固定連接。

所述弦桿由一對對稱設(shè)置的角鋼相背固定連接而成，一對角鋼的各一側(cè)翼板在一個水平面上，另一側(cè)翼板在弦桿中部固定夾持有連接板；在節(jié)點處，弦桿端部水平設(shè)置的翼板邊緣傾斜，使相鄰的弦桿不重疊碰觸，節(jié)點板伸出的翼板被弦桿的一對角鋼夾持并固定。

在桁架上層與下層的弦桿分別夾持的連接板之間通過連桿固定為一體。

所述的弦桿與節(jié)點中心件通過螺栓緊固連接。

本發(fā)明提供的上述的格構(gòu)雙向梁組合樓板，其施工方法包括下述步驟：

第一步、圖紙預(yù)設(shè)，根據(jù)梁預(yù)設(shè)尺寸設(shè)定節(jié)點的分布以及與節(jié)點連接的桁架段長度，使桁架段從不同的方向與節(jié)點連接后預(yù)構(gòu)成：所有桁架和節(jié)點連接為一個整體的雙向梁；

第二步、分別制作節(jié)點之間的桁架段和節(jié)點中心件，按照預(yù)設(shè)的桁架段長度準備上層和下層的弦桿，用連桿固定連接上層和下層豎向?qū)R的弦桿，成為一個模塊化整體的桁架段；

第三步、按照下述三種方式之一拼接雙向梁：

a、首先，在設(shè)定方向?qū)㈣旒芏蔚亩瞬颗c節(jié)點中心件固定連接，在不同方向桁架的交匯點處以節(jié)點中心件將各方向的桁架連接固定，在地面預(yù)先固定連接為一個整體的雙向梁；其次，將雙向梁吊裝搭設(shè)到預(yù)定位置的支座上；之后，將雙向梁與支座固定連接；

b、首先，在地面預(yù)先固定連接雙向梁的部分預(yù)制件，該部分預(yù)制件滿足可跨接于預(yù)定支座的相對或相鄰兩側(cè)；其次，將預(yù)制好的一塊或多塊部分預(yù)制件吊裝搭設(shè)到指定位置的支座上；之后，在支座上將各部分預(yù)制件連接固定；將連接好的雙向梁與支座固定連接；

c、首先，將一個桁架段吊設(shè)到支座邊界設(shè)定位置，將該桁架段的外端與支座固定連接，內(nèi)端與節(jié)點中心件固定連接；其次，在節(jié)點中心件擴展連接新的桁架段，移動吊裝牽引繩到擴展連接端，在新的連接端擴展連接新的節(jié)點中心件，重復(fù)本擴展連接和移動牽引繩步驟，直到另一端的桁架段搭設(shè)到對面支座上，并與支座固定連接；之后，重復(fù)擴展連接到桁架段與其余各邊支座搭設(shè)后固定；

第四步、根據(jù)需要在雙向梁上鋪設(shè)并固定樓面板。

上述方法中：所述桁架段為標準長度的模塊化桁架段，桁架段與節(jié)點中心件之間通過螺栓連接固定，以便現(xiàn)場快速安裝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點：

1.大幅變革了現(xiàn)有技術(shù)的房屋建筑樓板結(jié)構(gòu)和施工方式，使房屋建筑用鋼量減小，而樓板載荷性能明顯提高。現(xiàn)有的單向梁結(jié)構(gòu)形式數(shù)百年來從未改變，單向梁結(jié)構(gòu)在房屋建筑中分別單獨承載負荷，施加壓力時，不接觸負荷的單向梁不承載施加的負荷，造成了浪費，局部過載的負荷卻又可能滿足總體負荷要求。而本發(fā)明的雙向梁整體結(jié)構(gòu)各部分均可為任意局部的載荷分擔載荷壓力，使用效率大幅度提高，經(jīng)過實驗測試，同樣用鋼量情況下的載荷力提高了150％，更加突出的效果是，本發(fā)明消除了總體載荷符合要求而局部過載發(fā)生事故的可能性。

2.可使樓板梁重量更輕。所設(shè)計的樓板雙向梁尤其適用于大面積的樓板搭設(shè)，其節(jié)點均布的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使一處受力即時通過所有桁架梁從所有接觸支座的桁架分擔載荷壓力，因此整體的樓板鋼梁的使用效率得到明顯提高，而同樣的用鋼量載荷強度大幅度提高，使得樓板梁重量更輕。

3.由于格構(gòu)雙向梁組合樓板的結(jié)構(gòu)決定了雙向梁可以實現(xiàn)在地面整體連接完畢然后整體吊裝的施工方式，整體梁架預(yù)制后搭建，因此房屋建筑的現(xiàn)場施工效率大幅提高，施工安全性和質(zhì)量穩(wěn)定性也明顯提高。在施工速度和效率上也明顯提高，可減少勞動力投入，而施工質(zhì)量更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是雙向梁實施例1平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的仰視局部放大圖。

圖3是實施例1中單個節(jié)點的結(jié)構(gòu)放大圖。

圖4是雙向梁實施例2平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖1的仰視局部放大圖。

圖6實施例2中單個節(jié)點的結(jié)構(gòu)放大圖。

圖中：1.弦桿，2.節(jié)點，3.連桿，4.連接槽，5.矩形管，6.螺栓，7.節(jié)點板，8.連接板，9.桁架，10.側(cè)板，11.連板。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步說明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。

本發(fā)明提供的格構(gòu)雙向梁組合樓板，用于代替房屋建筑中的房屋單向梁樓板，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖4所示，包括雙向梁和梁上鋪設(shè)的樓面板，所述雙向梁由至少兩個方向的多段桁架9相互交叉，通過桁架交匯處的節(jié)點2固定，構(gòu)成網(wǎng)狀的平面整體，每一段所述桁架9由上、下兩層弦桿1通過弦桿之間的連桿3固定為一體，因此在每一個節(jié)點處需要將上、下兩層弦桿1分別與節(jié)點中心件固定，節(jié)點中心件將該節(jié)點處各方向桁架的弦桿均固定連接。

所述樓面板為房屋建筑中相鄰樓層間水平設(shè)置的樓層板。

本發(fā)明提供的二維結(jié)構(gòu)的整體樓板梁可以有多種結(jié)構(gòu)樣式，可以是三角形單元的網(wǎng)格連接結(jié)構(gòu)，或者六邊形網(wǎng)格連接，典型的是方格連接結(jié)構(gòu)。

所述節(jié)點中心件在本發(fā)明中所給出的實施例為豎向設(shè)置的矩形管5，或?qū)⒕鶠樨Q向設(shè)置且相互垂直的節(jié)點板豎向焊接為一體的結(jié)構(gòu)件。

下面以兩種方格雙向梁連接結(jié)構(gòu)為例具體進行說明。

實施例1.

如圖1所示，桁架9設(shè)置縱、橫兩個方向排列，桁架以節(jié)點2分段，可以統(tǒng)一模塊化制作，桁架段與鄰近節(jié)點的節(jié)點中心件連接，本實施例中節(jié)點中心件為豎向的矩形管5，典型的矩形管為截面各邊等長的方管，方管的四個外側(cè)面均與桁架段連接，如圖2，四段桁架的上層弦桿和下層弦桿分別在方管四個側(cè)面的上端部和下端部固定連接。

一種具體的固定連接方式如圖2、圖3所示，在矩形管5的四個側(cè)面的上端部與下端部連接處均對稱焊接有連接槽4，所述連接槽4設(shè)有一對平行的側(cè)板10和連接一對側(cè)板10的連板11。本實施例中，連接槽4為開口向上的u型槽，可以使用c型鋼，側(cè)板10和連板11均與所連接的弦桿1平行，連接槽4的一端與矩形管5的一個側(cè)面焊接固定(圖2)，上層弦桿的端部置于上層連接槽4中并與連接槽固定，下層弦桿的端部置于下層連接槽4中并與連接槽固定。

如圖1、圖2所示，所述弦桿1為矩形管鋼或c型鋼。在上、下層弦桿之間以對稱傾斜焊接的連桿3將上、下弦桿連接為一體。

本實施例中的一個重要特點是，弦桿1置于連接槽4中的固定方式為，通過螺栓6橫向連接固定，給連接和拆卸都帶來便利，安裝方式也因此有更多的選擇。

實施例2：

如圖4所示，桁架9從縱、橫兩個方向與節(jié)點中心件連接，節(jié)點中心件為豎向焊接的節(jié)點板7(圖6)，節(jié)點板7水平截面為中心對稱的十字形，四段桁架上層和下層的弦桿1分別與節(jié)點板7四個伸出翼板的上端部和下端部固定連接。

所述弦桿1由一對對稱設(shè)置的角鋼相背固定連接而成，一對角鋼的各一側(cè)翼板在一個水平面上，另一側(cè)翼板固定夾持連接板8，如圖6所示，上層弦桿中，水平設(shè)置的翼板在上部，相互連接的翼板豎向設(shè)置在上層弦桿的下部；下層弦桿相反，水平設(shè)置的翼板在下部，相互連接的翼板豎向設(shè)置在下層弦桿的上部，一方面方便上方鋪設(shè)樓面板，另一方面便于上、下層弦桿之間設(shè)置連接板和連接腹桿；如圖6所示，在節(jié)點處，弦桿端部水平設(shè)置的翼板邊緣傾斜，使相鄰的弦桿不重疊，典型的弦桿端部形狀是弦桿端部兩側(cè)向后傾斜45°，節(jié)點板7伸出的翼板被弦桿的一對角鋼夾持并固定。

桁架9上層和下層的弦桿1夾持固定連接板8，連桿3通過連接板8將上、下層弦桿1固定為一體。相鄰的連桿3通常為對稱傾斜固定連接。

如圖6所示，弦桿與節(jié)點中心件通過螺栓6緊固連接。使得安裝與拆卸都方便快捷，可以在地面安裝后整體吊裝，現(xiàn)場安裝快速高效。

上述的格構(gòu)雙向梁組合樓板的施工方法，包括下述步驟：

第一步、圖紙預(yù)設(shè)：

根據(jù)樓板預(yù)設(shè)尺寸設(shè)定節(jié)點的分布以及與節(jié)點連接的桁架段長度，使桁架段從不同的方向與節(jié)點連接后預(yù)構(gòu)成所有桁架和節(jié)點連接為一個整體的樓板支架；常見的矩形樓板可使用垂直交叉方向的桁架與節(jié)點連接為一體，也可以使用三角形或三分支星形與節(jié)點連接構(gòu)成網(wǎng)狀的樓板鋼梁。根據(jù)載荷利用計算機輔助系統(tǒng)計算出弦桿長度和厚度，可將桁架段和節(jié)點分別模塊化預(yù)制，圖紙預(yù)設(shè)各桁架連接位置。

所述桁架段為標準長度的模塊化桁架段，其由上層、下層的弦桿1以及連接上、下層弦桿1的連桿3固定構(gòu)成。在節(jié)點中心件為矩形管的實施例中，弦桿為矩形管鋼或c型鋼，在節(jié)點中心件為節(jié)點板的實施例中，弦桿為一對角鋼與連接板固定構(gòu)成。

第二步、模塊預(yù)制：

分別制作桁架段和節(jié)點中心件，按照預(yù)設(shè)的桁架段長度準備上層和下層的弦桿1。

用對稱傾斜的連桿3固定焊接方式固定上層和下層豎向?qū)R的弦桿，成為一個模塊化整體的桁架段；

在實施例1中，以鋼管制作弦桿和節(jié)點中心件的方式，可以用方管制作節(jié)點中心件，c型鋼制作連接槽，參見圖2、圖3，將連接槽4的一端與方管的側(cè)面焊接固定，在方管的上端部和下端部的四周分別焊接開口向上的連接槽4；桁架段的弦桿選擇方管，并使方管可置于連接槽4的槽口內(nèi)，上、下層的弦桿之間通過連接板8焊接連桿3，相鄰的連桿3對稱傾斜連接。桁架段預(yù)制為標準化模塊。

在實施例2中，以角鋼構(gòu)成弦桿的方式，可以用一塊鋼板和鋼板的兩側(cè)對稱焊接另兩塊鋼板來制作節(jié)點中心件，參見圖5、圖6，節(jié)點中心件平面為對稱的十字形。角鋼的兩端部加工為水平翼板向后傾斜45°，一對角鋼的翼板相背對稱連接，相背的翼板之間的適當位置焊接嵌入連接板8，連接板的位置選擇以便于焊接連桿3；上、下層弦桿之間以對稱傾斜的連桿焊接于連接板，使上下層的弦桿固定為一個桁架段模塊。桁架段的上層弦桿的角鋼一側(cè)翼板水平位于頂部，另一側(cè)翼板豎直位于水平翼板的下部，下層弦桿的角鋼一側(cè)翼板水平位于底部，另一側(cè)翼板豎直位于水平翼板的上部。在節(jié)點中心件和桁架段的對應(yīng)位置設(shè)連接螺栓孔。

第三步、按照下述三種方式之一安裝雙向梁：

a、樓板鋼梁整體預(yù)制后整體安裝：

首先，將桁架段的一端與一個節(jié)點中心件固定連接，在桁架段另一端固定連接另一個節(jié)點中心件，再在新連接的節(jié)點中心件的各面擴展連接新的桁架段，在不同方向桁架的交匯點處以節(jié)點中心件連接固定，在地面預(yù)先固定連接為一個整體的雙向梁；

對于節(jié)點中心件為矩形管5的實施例，桁架段與連接槽的固定方式為：開口向上的連接槽兩側(cè)設(shè)螺栓孔，弦桿的端部連接位置兩側(cè)設(shè)對穿的螺栓孔，將作為弦桿的方管置于對應(yīng)位置的連接槽中，通過螺栓穿過螺栓孔固定連接。

對于節(jié)點中心件為節(jié)點板7的實施例，節(jié)點中心件的翼板嵌設(shè)于上層和下層的弦桿間隙中，螺栓孔對齊穿過連接螺栓緊固連接。

上述桁架段與節(jié)點中心件的連接實施例同樣適用于后面安裝的實施例中。

其次，將雙向梁整體吊裝搭設(shè)到預(yù)定位置的支座上。

之后，將雙向梁與支座固定連接。

b、樓板鋼梁部分預(yù)制后拼裝：

首先，在地面預(yù)先固定連接雙向梁的部分預(yù)制件，該部分預(yù)制件滿足可跨接于預(yù)定支座的相對或相鄰兩側(cè)；

其次，將預(yù)制好的多塊部分預(yù)制件吊裝搭設(shè)到指定位置的支座上；

在支座上將各部分預(yù)制件連接固定；將連接好的雙向梁與支座固定連接。

或者，將預(yù)制好的一塊部分預(yù)制件吊裝搭設(shè)到指定位置的支座上；

將桁架段或節(jié)點中心件獨立吊到安裝位置逐個通過螺栓進行連接，直到連接完成整個樓板梁，將連接好的雙向梁與支座固定連接。

c、樓板鋼梁現(xiàn)場分段安裝：

首先，將一個桁架段吊設(shè)到支座邊界設(shè)定位置，將該桁架段的外端與支座固定連接，內(nèi)端與節(jié)點中心件固定連接；其次，起吊新的桁架段，在節(jié)點中心件擴展連接新的桁架段，移動吊裝牽引繩到擴展連接端，在新的連接端擴展連接新的節(jié)點中心件，重復(fù)本擴展連接和移動牽引繩步驟，直到另一端的桁架段搭設(shè)到對面支座上，并與支座固定連接；之后，重復(fù)擴展連接到桁架段與各邊支座搭設(shè)后固定；

第四步、根據(jù)需要在雙向梁上鋪設(shè)并固定樓面板。

桁架段為標準長度的模塊化桁架段，為了現(xiàn)場安裝施工的方便、快速和可靠，桁架段與節(jié)點中心件之間通過螺栓連接固定。