專利名稱：多層大跨度雙拱架結(jié)構(gòu)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程中的結(jié)構(gòu)體系。
大跨度多層建筑是世界建筑工程界所注重研究的課題。近幾年來，國內(nèi)外在多層大跨度建筑方面的創(chuàng)作設(shè)計十分活躍。據(jù)蘇聯(lián)資料報導(dǎo)(建筑工程情報資料第7514號，1975)，蘇聯(lián)發(fā)展了大柱多層廠房，一般為12×6米、18×6米、12×12米柱網(wǎng);捷克的裝配鋼筋混凝土骨架結(jié)構(gòu)房屋體系(《1NTEGRO》體系，82)，框架跨度的方案為6～14.4米。柱距的方案為7.2～18米;美國的一種大柱網(wǎng)雙層廠房(國外預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展和應(yīng)用，中國建筑工業(yè)出版社，1982年)，用作研究噴氣飛機，火箭和宇宙航行的試驗室，底層柱網(wǎng)為9.15×12.2米，樓層柱網(wǎng)為18.3×12.2米。我國目前的多層廠房結(jié)構(gòu)，基本上都是采用鋼筋混凝土框架，梁板式樓蓋結(jié)構(gòu)，近來升板法施工的板柱有一定的發(fā)展?？蚣荛g距一般為6米，主梁跨度一般為6，7.5，9米，層數(shù)主要為三～六層，少數(shù)為七～八層(上海多層工業(yè)廠房設(shè)計討論，建筑學(xué)報，1981第8期)。當今，擺在設(shè)計者面前的一個重要問題，是如何選擇材料和經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)形式，使其具有材料省、造價低，施工簡便的優(yōu)點，能得到普及推廣。
本發(fā)明提出一種新的結(jié)構(gòu)體系-多層大跨度預(yù)應(yīng)力雙拱架結(jié)構(gòu)，它是將拱和現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土技術(shù)相結(jié)合的多層大空間結(jié)構(gòu)體系，特別適合30米以上的多層大跨度工業(yè)和公共民用建筑，以達到節(jié)約土地，節(jié)省材料，空間利用率高的目的。
結(jié)合附圖對發(fā)明詳細描述如下

圖1是多層大跨度預(yù)應(yīng)力雙拱架結(jié)構(gòu)體系的示意圖。
圖2是圖1中Ⅰ～Ⅰ截面的視圖。
圖3是承重架的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是奇數(shù)層結(jié)構(gòu)平面圖。
圖5是偶數(shù)層結(jié)構(gòu)平面圖。
圖6是采用二榀平面桁架拱并例組成的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)體系由拱架部份-拱肋(7)、上系桿(4)、下系桿(8)、豎桿(12)、上橫撐(6)、下橫撐(11)、支撐門架(5)、及承重架(1)、及梁板構(gòu)件-上層次梁(3)、下層次梁(9)、板(2、13)等組成。該體系的特點是利用拱架的矢高作為大開間偶數(shù)層，拱架以下為大跨度奇數(shù)層，拱架之間為偶數(shù)層大開間。
拱架部份是大跨度方向的主要承重結(jié)構(gòu)，采用二榀平面雙鉸系桿拱并列組成(圖1，圖5)，或采用二榀平面桁架拱并列組成(圖6);拱肋(17、21)之間在節(jié)間處(S)設(shè)上橫撐(22)連接，下系桿(18、20)之間在節(jié)間處(S)設(shè)下橫撐(19)連接，拱肋(7)的兩端與下系桿(8)的兩端連接起來，豎桿(12)的一端與拱肋(7)連接，另一端與下系桿(8)連接，由此形成具有一定空間作用的單跨單向立體結(jié)構(gòu);在拱肋(7)的上部設(shè)支撐門架(5)，上系桿(4)將各榀支撐門架(5)聯(lián)接成整體;上層次梁(3)和板1(2)擱置在支撐門架(5)上，得另一層樓面，由此形成一架二層、二架四層、三架六層……的結(jié)構(gòu)形式，下層次梁(9)和板2(13)擱置在豎桿(12)下端伸出的牛腿(10)上;為避免豎桿(12)承受偏荷截，下層次梁(9)可采用雙片式對稱擱置在牛腿(10)上;次梁之間可作為技術(shù)層;拱架的兩端架設(shè)在承重架(1)上，上下層荷載均通過拱肋傳遞給承重架。
對拱架各組成部分進一步敘述如下
當活載在平面上成棋格式布置時，拱肋(7)將承受斜對稱的S形繞曲而發(fā)生扭轉(zhuǎn)，為此，設(shè)上橫撐(6)以提高拱肋的橫向剛度和抗扭剛度。拱肋(17、21)之間的距離L由兩個因素決定1、側(cè)向穩(wěn)定驗算;2、提高偶數(shù)層的有效面積。在30～50m跨度范圍內(nèi)，一般取L＝2～2.5m為宜。
下系桿(8)的兩端與拱肋(7)的兩端連接起來，是承受水平拉力和拱肋豎向變形所引起的附加內(nèi)力的偏心受拉桿件。下系桿既要有適當?shù)娜嵝?，又要滿足強度要求，因此，下系桿的斷面形狀以扁平矩形為宜，從而達到柔性系桿剛性拱的結(jié)構(gòu)要求。
豎桿(12)和下系桿(8)的連接處，都設(shè)有通孔，可采用不銹鋼螺栓、螺帽、墊板連接，以滿足鉸接彈性支座的構(gòu)造要求。
上橫撐(6)的兩端與拱肋(7)的聯(lián)接，及下橫撐(11)的兩端與下系桿(8)的聯(lián)接最好采用剛性聯(lián)結(jié)，從而可以保證拱架在水平面內(nèi)有足夠的剛度和穩(wěn)定性。上橫撐(6)的截面呈扁平矩形，其矩心連線與拱肋(7)的中線吻合;下橫撐(11)的截面呈矩形，其矩心連線與下系桿(8)的中心線吻合。
拱肋以上的找平部分，由支承門架(15、16、23)和上系桿(24)組成，支承奇數(shù)層的全部荷載，再傳遞給拱肋(17、21)。支撐門架由立柱(16、23)和門架梁(15)組成，立柱(16、23)的間距與豎桿(12)的間距相等，立柱(16、23)與拱肋(17、21)的連接處可采用鉸接。
上系桿(4)把各榀支撐門架(5)聯(lián)接成一個整體，以增加拱架的剛度，上系桿(4)的兩端與承重架(1)連接，在承重架因拱架產(chǎn)生的推力向外側(cè)移動時，起著拉伸約束的作用，以減少承重架的側(cè)位移，形成推拉結(jié)構(gòu)。
承重架(1)是建筑物豎向高度的主承重結(jié)構(gòu)，由兩根鋼筋混凝土柱(27、29)和綴條(26、28)組合而成，直接支承拱架，由于承重架大都設(shè)在外沿墻，因此其截面可以做成實腹、或空心、或工字形、或組合柱等截面，以滿足強度、剛度、地震力的要求。承重架底部是獨立基礎(chǔ)。
工程中設(shè)計單拱層(即一架兩層的形式時)承重架，采用實腹柱組成門式剛架即可，如在承重架柱上制滑道，可用于拱架提升方式施工。
工程中設(shè)計多拱層(即二架四層以上)承重架(圖3)，鋼筋混凝土柱(27、29)的中間制有滑道(30)，滑道凈寬大于上系桿(4)和下系桿(8)的寬度?；赖淖饔檬菍⒐凹芮度肫鋬?nèi)，使之提升就位。
如果拱架是原位現(xiàn)澆，承重架柱(27、29)就不必制做滑道，用實腹柱結(jié)構(gòu)即可。
設(shè)計二榀平面桁架拱(圖6)時，在各榀支撐門架的門架柱(33)之間增設(shè)斜桿(34)。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)體系具有以下主要優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)性能好。受力簡捷明確，結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性好，雙拱架的結(jié)構(gòu)之間可不設(shè)支撐。
2、一架二層的雙拱架結(jié)構(gòu)體系，建筑平面、空間利用率高，工藝布置靈活，由于跨度上，便以設(shè)備更新?lián)Q代的要求。
3、技術(shù)經(jīng)濟指標先進，節(jié)約土地，造價低，鋼材省。
4、施工簡便。無需采用大型機具設(shè)備，一般縣級小型建筑工程隊也能順利完成施工任務(wù)。
5、適用范圍廣。凡是需要大空間的各種公用建筑，該結(jié)構(gòu)體系都能適用。
本發(fā)明應(yīng)用于工業(yè)廠房時，不但可以節(jié)約土地，空間利用率高，而且可以更合理地布置工藝流程，消除柱網(wǎng)約束設(shè)備更新的障礙，為開拓新的生產(chǎn)線提供更多的靈活性和多功能性，還可以促進工業(yè)廠房的定型化、體系化的發(fā)展，由此而縮短了建設(shè)周期;用于公用建筑時，可以建造大型停車庫，大型俱樂部、集裝箱倉庫，超級市場、飛機庫等，尤其適于建筑樓層影劇院，多層體育館及在港口城市的船塢上建造房屋。
權(quán)利要求
1.一種建筑工程中的多層大跨度雙拱架結(jié)構(gòu)體系，由拱架、承重架、梁板構(gòu)件等組成，其特征是拱架由二榀平面雙鉸系桿拱并列組成，拱肋(7，17、21)之間在節(jié)間處(S)設(shè)上橫撐(6，22)連接；下系桿(8，18、20)之間在節(jié)間處(S)設(shè)下橫撐(11，19)連接，拱肋(7)的兩端與下系桿(8)的兩端連接；豎桿(12)的一端與拱肋(7)連接，另一端與下系桿(8)連接；在拱肋(7)的上部設(shè)支撐門架(5)，上系桿(4)將各榀支撐門架(5)聯(lián)接成整體，上層次梁(3)和板1(2)擱置在支撐門架(5)上，上系桿(4)的兩端與承重架(1)連接；下憒瘟 9)和板2(13)擱置在豎桿(12)下端伸出的牛腿(10)上；拱架的兩端架設(shè)在承重架(1)上，拱架以下是大跨度奇數(shù)層，拱架之間是偶數(shù)層大開間。
2.按照權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征是所述的拱架可以是由二榀平面桁架拱并列組成，即在各榀支撐門架的門架柱(33)之間設(shè)斜桿(34)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征是所述的拱肋(17、21)之間的距離L，在跨度為30～50m范圍內(nèi)時取2～2.5m為宜。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征是所述的下層次梁(9)可采用雙片式對稱擱置在豎桿(12)的牛腿上。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征是所述的豎桿(12)和下系桿(8)的連接處可采用不銹鋼螺栓、螺帽、墊板連接。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征是所述的承重架(1)由兩根鋼筋混凝土柱(27、29)和數(shù)根綴條(26、28)組成。
7.按照權(quán)利要求1或6所述的結(jié)構(gòu)體系，其特征是所述的承重架(1)的鋼筋混凝土柱(27、29)上制有滑道(30)。
8.一種建筑工程中的多層大跨度雙拱架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計方案，其特征是以拱架的矢高作為大開間偶數(shù)層，設(shè)拱架以下為大跨度奇數(shù)層，設(shè)拱架之間為偶數(shù)層大開間。
全文摘要
本發(fā)明提出一種新的建筑結(jié)構(gòu)體系—多層大跨度預(yù)應(yīng)力雙拱架結(jié)構(gòu)，它是將拱和現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土技術(shù)相結(jié)合的多層大空間結(jié)構(gòu)體系，其特點是以拱架的矢高作為大開間偶數(shù)層，拱架以下為大跨度奇數(shù)層，拱架之間為偶數(shù)層大開間。本發(fā)明特別適合30米以上的多層大跨度工業(yè)和公共民用建筑，能夠達到節(jié)約土地、節(jié)省材料，空間利用率高的目的。
文檔編號F25B49/02GK1038512SQ8910025
公開日1990年1月3日 申請日期1989年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月1日
發(fā)明者俞仁杰 申請人:浙江省科技咨詢中心預(yù)應(yīng)力大跨建筑技術(shù)服務(wù)部