[實(shí)用新型]斜交斜放網(wǎng)格鋼－砼空腹夾層網(wǎng)狀筒殼與筒拱屋蓋

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620200812.1
• 申請(qǐng)日: 2006-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN200968010Y
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克儉;劉毅;鄭濤;莫煒;周英;盧亞琴;黃首赟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院;貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B7/10
• 分類號(hào): E04B7/10;E04B1/342;E04B1/32
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 劉楠

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種建筑物的屋蓋結(jié)構(gòu)，它是一種零高斯曲率(K＝O)的斜交斜放網(wǎng)格鋼—砼空腹夾層網(wǎng)狀筒殼與筒拱屋蓋。

背景技術(shù)：

鋼筋砼網(wǎng)狀筒殼與網(wǎng)狀筒拱屋蓋結(jié)構(gòu)是一種能覆蓋較大跨度、受力性能良好的零高斯曲率空間網(wǎng)殼和網(wǎng)拱結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在上世紀(jì)70～80年代已成功應(yīng)用于大跨度公共與工業(yè)建

筑，如上世紀(jì)70年代初期建成的同濟(jì)大學(xué)“學(xué)生食堂”(42m×60m)屋蓋及杭州市的“海洋實(shí)驗(yàn)廳”屋蓋，均為鋼筋砼實(shí)心截面三向交叉組成的網(wǎng)狀筒殼或網(wǎng)狀筒拱結(jié)構(gòu)。這種采用實(shí)心鋼筋砼的屋蓋，砼折算厚度偏大是其不足之處，從而使整個(gè)屋蓋的自重偏大，砼用量大，由于自重較重，在跨度較大的屋蓋上難以應(yīng)用，而且在施工時(shí)，由于所有構(gòu)件需要現(xiàn)場(chǎng)澆制，施工工藝復(fù)雜，施工進(jìn)度慢。21世紀(jì)初期，采用鋼結(jié)構(gòu)的零高斯曲率的鋼網(wǎng)殼和網(wǎng)狀鋼筒拱結(jié)構(gòu)，在公共與工業(yè)建筑中也時(shí)有應(yīng)用，但鋼網(wǎng)殼和網(wǎng)狀鋼筒拱結(jié)構(gòu)的用鋼量大，造價(jià)較高，而且耐久性、防銹、防火性能較差，維護(hù)費(fèi)用較高。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種自重輕、用鋼量小、施工方便、施工進(jìn)度快、制造和維護(hù)成本低的斜交斜放網(wǎng)格鋼—砼空腹夾層網(wǎng)狀筒殼與筒拱屋蓋，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實(shí)用新型是這樣構(gòu)成的：它由鋼—砼正交斜放組合空腹夾層板(1)沿跨度方向按圓曲線或拋物線形狀單向彎曲而成。

所述的鋼—砼正交斜放組合空腹夾層板(1)由上肋網(wǎng)格(2)和下肋網(wǎng)格(3)構(gòu)成，上肋網(wǎng)格(2)由至少6塊帶肋預(yù)制板(4)斜交拼接成網(wǎng)格狀；下肋網(wǎng)格(3)是鋼—砼組合構(gòu)件，它由U形薄鋼板(5)十字交叉拼接成菱形網(wǎng)格，在U形薄鋼板(5)內(nèi)設(shè)有銷釘(6)并澆注鋼筋砼；上肋網(wǎng)格(2)與下肋網(wǎng)格(3)通過現(xiàn)場(chǎng)澆制的剪力鍵(7)相連接。

U形薄鋼板(5)之間采用高強(qiáng)螺栓(9)和上下兩塊連接板(10)十字交叉連接成菱形。

高強(qiáng)螺栓(9)是摩擦型高強(qiáng)螺栓。

U形薄鋼板(5)與連接板(10)上的螺栓孔洞的直徑大于高強(qiáng)螺栓(9)的直徑，便于在安裝時(shí)微調(diào)網(wǎng)格角度，形成斜交斜放網(wǎng)格。

帶肋預(yù)制板(4)擱置在剪力鍵(7)頂部的柱帽上，并通過二次澆注的鋼筋砼(8)固定在剪力鍵(7)上。

剪力鍵(7)的底部位于U形薄鋼板(5)的十字交叉點(diǎn)上。

帶肋預(yù)制板(4)為等腰三角形，每塊帶肋預(yù)制板(4)的尺寸保持一致。

帶肋預(yù)制板(4)的寬度與下肋網(wǎng)格(3)的寬度相一致。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)由鋼--砼空腹曲梁與鋼--砼空腹直線梁交叉組

成，其結(jié)構(gòu)厚度等效于實(shí)心截面曲梁與直梁交叉的網(wǎng)狀筒殼和筒拱結(jié)構(gòu)，但砼折算厚度比后者小30％～50％，結(jié)構(gòu)自重也比后者輕30％～50％，結(jié)構(gòu)用鋼量比后者下降25％～30％，制作成本相應(yīng)降低；而且本實(shí)用新型的鋼--砼組合下肋網(wǎng)格中的U形薄鋼板在工廠制作，上肋網(wǎng)格的等腰三角形帶肋預(yù)制板也在預(yù)制廠制作；U形薄鋼板既可代替下肋砼的模板，又可在現(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)十字交叉點(diǎn)的夾角大小進(jìn)行微調(diào)，安裝方便，施工速度快，節(jié)約大量模板；另外，本實(shí)用新型的下肋U形薄鋼板之間采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接，消除了焊接連接所造成的焊接變形和焊接自應(yīng)力，改善了結(jié)構(gòu)受力性能。U形薄鋼板還可根據(jù)受力大小分網(wǎng)格調(diào)整其厚

度，使結(jié)構(gòu)用材和結(jié)構(gòu)受力大、小相一致，不僅受力合理，也比常規(guī)組合結(jié)構(gòu)節(jié)約用鋼量。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)由于只有下肋U形薄鋼板暴露在大氣中，其防銹、防火費(fèi)用要少于同類性質(zhì)的鋼網(wǎng)殼和網(wǎng)狀鋼筒拱結(jié)構(gòu)，耐久性也比鋼網(wǎng)殼和網(wǎng)狀鋼筒拱結(jié)構(gòu)高。

本實(shí)用新型適用于大型公共建筑和大型工業(yè)建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)，尤其適用于矩形平面的長、寬比大于等于2的建筑屋蓋，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，優(yōu)于其他空間柱面網(wǎng)殼與網(wǎng)拱結(jié)構(gòu)。

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型的鋼—砼正交斜放組合空腹夾層板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的鋼—砼正交斜放組合空腹夾層板的A-A剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型的斜交斜放網(wǎng)格鋼—砼空腹夾層網(wǎng)狀筒殼與筒拱屋蓋的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的斜交斜放網(wǎng)格鋼—砼空腹夾層網(wǎng)狀筒殼與筒拱屋蓋沿曲線方向的剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型的U形薄鋼板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本實(shí)用新型的U形薄鋼板的展開圖；

圖7為本實(shí)用新型的鋼—砼組合構(gòu)件下肋的截面圖；

圖8為本實(shí)用新型的U形薄鋼板的十字交叉連接示意圖；

圖9為本實(shí)用新型的上肋網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

本實(shí)用新型的實(shí)施例：如圖3所示，將鋼—砼正交斜放組合空腹夾層板1沿跨度方向按圓曲線或拋物線形狀單向彎曲，即可得到本實(shí)用新型的零高斯曲率的斜交斜放網(wǎng)格鋼—砼空腹夾層網(wǎng)狀筒殼與筒拱屋蓋。所述的鋼—砼正交斜放組合空腹夾層板1由上肋網(wǎng)格2和下肋網(wǎng)格3構(gòu)成(如圖1、圖2所示)，每個(gè)上肋網(wǎng)格2由6塊帶肋預(yù)制板4三向斜交拼接成網(wǎng)格狀(如圖9所示)；本實(shí)用新型的單曲面網(wǎng)格在其水平投影面內(nèi)網(wǎng)格為正交，但彎成曲面網(wǎng)格后，其上肋網(wǎng)格2和下肋網(wǎng)格3的夾角發(fā)生改變，沿曲線方向?qū)?yīng)的夾角大于90°，沿直線方向兩對(duì)應(yīng)夾角小于90°，邊緣的三角網(wǎng)格與支承邊夾角小于45°，為斜交斜放形式，其結(jié)構(gòu)如圖3所示；為了解決菱形的上肋網(wǎng)格2的不規(guī)則造成的施工麻煩和困難，并為了方便制作，帶肋預(yù)制板4采用等腰三角形形狀，且每塊帶肋預(yù)制板4的尺寸保持一致，這樣用兩塊等腰三角形的帶肋預(yù)制板4即可拼成一個(gè)棱形網(wǎng)格；帶肋預(yù)制板4的大小和數(shù)量需經(jīng)計(jì)算后確定，在計(jì)算時(shí)，可將整個(gè)屋蓋在曲線方向按弧長劃分若干網(wǎng)格，在縱向方向沿直線劃分若干網(wǎng)格，將得到的網(wǎng)格總數(shù)乘以2，即得到所需的帶肋預(yù)制板4的數(shù)量。下肋網(wǎng)格3是鋼—砼組合構(gòu)件，它由若干U形薄鋼板5十字交叉拼接成菱形網(wǎng)格，U形薄鋼板5的厚度可為2.5mm、3mm、4mm、5mm或6mm；在U形薄鋼板5內(nèi)設(shè)置銷釘6，這樣在配筋、澆注砼后，使鋼精砼與U形薄鋼板5共同工作，形成組合構(gòu)件。U形薄鋼板5之間采用高強(qiáng)螺栓9和上下兩塊連接板10十字交叉連接成菱形，如圖8所示，高強(qiáng)螺栓9每邊7個(gè)(每節(jié)點(diǎn)4×7＝28個(gè))，按U形薄鋼板5等強(qiáng)計(jì)算后確定高強(qiáng)螺栓9的直徑；在制作U形薄鋼板5與連接板10上的螺栓孔洞時(shí)，需使螺栓孔洞的直徑稍大于高強(qiáng)螺栓9的直徑，這樣安裝的高強(qiáng)螺栓9在沒有擰緊之前可微調(diào)十字交叉節(jié)點(diǎn)的夾角，使形成的下肋棱形網(wǎng)格符合要求，減小施工難度和誤差；為消除由于焊接連接產(chǎn)生的焊接變形及自應(yīng)力，保證結(jié)構(gòu)的安全可靠，高強(qiáng)螺栓9采用摩擦型高強(qiáng)螺栓。在下肋U形薄鋼板5連接成棱形網(wǎng)格后，在U形薄鋼板5中設(shè)置銷釘和鋼筋，并澆注砼，即得到鋼—砼組合構(gòu)件的下肋網(wǎng)格3；U形薄鋼板5不僅是強(qiáng)度計(jì)算需要的受力構(gòu)件，也是下肋棱形網(wǎng)格澆注砼所需模板，一舉兩得。上肋網(wǎng)格2與下肋網(wǎng)格3通過現(xiàn)場(chǎng)澆制的剪力鍵7相連接。剪力鍵7的底部位于U形薄鋼板5的十字交叉點(diǎn)上，帶肋預(yù)制板4擱置在剪力鍵7頂部的柱帽上(如圖9所示)，并通過二次澆注的鋼筋砼8固定在剪力鍵7上，其寬度與下肋網(wǎng)格3的寬度相一致。帶肋預(yù)制板4的肋即是上肋網(wǎng)格2的側(cè)模板，在剪力鍵7頂部四角擱置等腰三角形的帶肋預(yù)制板4后，綁扎鋼筋，通過二次澆注鋼筋砼8，即可將帶肋預(yù)制板4固定在剪力鍵7上。