[發明專利]一種組合網架

有效

• 申請號: 201110204738.6
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102296734A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 廖述江
• 申請（專利權）人: 深圳市建筑設計研究總院有限公司
• 主分類號: E04B5/29
• 分類號: E04B5/29
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術領域

本發明涉及建筑結構領域，更具體的說是一種組合網架。

背景技術

國組合網架的應用始于上個世紀80年代，之后獲得了迅速發展，其應用范圍也拓展到多、高層建筑樓層領域。組合網架上弦由混凝土板組成，下弦和腹桿由鋼結構組成。上弦混凝土板又由混凝土制成的平板11、肋梁12和交叉梁13組成，混凝土板通過肋梁預埋件14與鋼結構節點15的焊接而與鋼結構連成整體，如圖1和圖2所示。

組合網架的最大優點是其上弦板兼起維護和承重功能，鋼和混凝土的材料特性得到了充分發揮，從而減少了用鋼量，拓展了網架的應用范圍。但組合網架有不可避免的缺點：設計計算復雜，施工難度大。在設計方面，其復雜性在于混凝土板的設計，除須由有限元分析獲得肋梁彎矩和軸向力之外，還須求出其局部彎矩，按偏心受壓構件對肋梁和交叉梁進行配筋計算。

在施工方面，其復雜性在于以下三個方面：首先由于混凝土板是由平板、肋梁和交叉梁組成的，故混凝土平板一般為三角形板，如圖1和圖3所示，預制構件時模板很難制作。其次將混凝土板與鋼結構組合時，由于施工誤差（如混凝土板制作不規整，鋼結構焊接變形較大，鋼結構下料尺寸的誤差等）的原因，板與板之間的預留縫要么過大，要么過小，使得混凝土預埋件和鋼結構節點的焊接變得困難，焊工操作面受到限制，焊縫質量難以得到保證。最后，灌縫后，肋梁混凝土與新灌注的細石混凝土之間的粘結并不很理想，導致相鄰肋梁難以通過縫隙之間細石混凝土的粘結而連成整體，這一方面使得計算模型與實際結構存在偏差，另一方面，如果網架用作屋蓋，則易滲水，影響使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中的缺陷，設計一種新型的組合網架結構，以達到設計計算簡單、施工方便、防水性能好等目的。

本發明通過以下技術方案實現上述目的。

本發明所設計的組合網架，結構包括網架上弦和下弦，下弦焊接在上弦的下方，其改良之處在于所述上弦包括整體混凝土板和鋼結構梁，鋼結構梁嵌于整體混凝土板內并至少部分設置于整體混凝土板下表面外側，所述下弦為鋼結構，與鋼結構梁設置于整體混凝土板下側部分連接。

造成現有技術中的問題的主要原因是組合網架的上弦板中有肋梁和交叉梁，而且板為預制構件。如果在組合網架的上弦板中取消肋梁和交叉梁，直接將上弦板作成一塊平板，且采用整體現澆，則鋼和混凝土的材料特性照樣可以充分發揮，混凝土板仍然可以集承重功能和維護功能于一體，且維護效果要遠好于前者，而其設計與施工過程將簡單很多。

用有限元方法可精確計算出組合網架結構的內力。將上弦板離散成板單元，下弦和腹桿離散成桿單元，然后組合成整體剛度矩陣，求出內力，進而選取桿件截面和進行板的配筋，用一般的有限元程序就可以完成這個工作。設計時須考慮以下階段的設計：

1．施工階段：混凝土已澆筑完畢但還未能承重，恒載主要是鋼結構自重和混凝土重，活荷載主要是施工荷載。

2．、使用階段：混凝土已能承重，恒載主要是結構自重，面層和設備、管道重量；活荷載主要是樓面使用荷載，風載和地震作用等。

若采用整體拼裝法施工，則尚須計算網架施工吊裝階段的承載力。

由上述可見，本專利的計算過程現對于現有技術大大簡化了，而且計算速度也有大幅的提高。

本專利組合網架的上弦仍須布置少量的鋼構件，其作用有三：一是滿足施工吊裝的要求，二是將混凝土板和下部鋼結構連成整體（相當于普通組合網架中混凝土的預埋件），三是給混凝土板提供支承。如果將上弦的鋼結構梁設計成⊥型梁，其豎直部分嵌入整體混凝土板中，橫向部分設置在整體混凝土板下側，則能很好地實現以上功能。由于焊工的焊接操作面不受限制，焊縫質量易于保證，⊥型梁與下弦鋼結構的連接要優于普通組合網架預埋件與節點的連接，前者的焊接速度也要快于后者。

所述鋼結構梁交叉設置，并在所述整體混凝土板內設置有底鋼筋，底鋼筋與鋼結構梁連接。為固定板底鋼筋，且使混凝土板和⊥型梁粘結理想，板底鋼筋須與⊥型梁彎折焊接。混凝土板厚一方面須滿足承載力的要求，另一方面須高出⊥型梁30mm以上，以使面筋能跨過⊥型梁。

所述下弦為鋼結構節點，下方連接有腹桿，較佳的連接結構是所述鋼結構節點通過一塊頂板與鋼結構梁連接。最佳是鋼結構梁交叉設置，鋼結構節點通過頂板連接在鋼結構梁交叉位置下方。組合網架的節點可采用焊接球缺節點、十字鋼板節點、螺栓環節點等結構。采用焊接球缺節點，則節點構造十分簡單，只須將⊥型梁焊接在頂板上即可。