一種組合網架的製作方法
2023-06-04 07:40:16 2
專利名稱：一種組合網架的製作方法
技術領域：
本發明涉及建築結構領域，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於上個世紀80年代，之後獲得了迅速發展，其應用範圍也拓展到多、高層建築樓層領域。組合網架上弦由混凝土板組成，下弦和腹杆由鋼結構組成。上弦混凝土板又由混凝土製成的平板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，拓展了網架的應用範圍。但組合網架有不可避免的缺點設計計算複雜，施工難度大。在設計方面，其複雜性在於混凝土板的設計，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，其複雜性在於以下三個方面首先由於混凝土板是由平板、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，預製構件時模板很難製作。 其次將混凝土板與鋼結構組合時，由於施工誤差(如混凝土板製作不規整，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麼過大，要麼過小，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。 最後，灌縫後，肋梁混凝土與新灌注的細石混凝土之間的粘結並不很理想，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，其改良之處在於所述上弦包括整體混凝土板和鋼結構梁，鋼結構梁嵌於整體混凝土板內並至少部分設置於整體混凝土板下表面外側，所述下弦為鋼結構，與鋼結構梁設置於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，而且板為預製構件。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，且採用整體現澆，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於一體，且維護效果要遠好於前者，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，下弦和腹杆離散成杆單元，然後組合成整體剛度矩陣，求出內力，進而選取杆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築完畢但還未能承重，恆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，恆載主要是結構自重，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。若採用整體拼裝法施工，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於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(相當於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丄型梁，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。由於焊工的焊接操作面不受限制，焊縫質量易於保證，丄型梁與下弦鋼結構的連接要優於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於後者。所述鋼結構梁交叉設置，並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，且使混凝土板和丄型梁粘結理想，板底鋼筋須與丄型梁彎折焊接。混凝土板厚一方面須滿足承載力的要求，另一方面須高出丄型梁30mm以上，以使麵筋能跨過丄型梁。所述下弦為鋼結構節點，下方連接有腹杆，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。組合網架的節點可採用焊接球缺節點、十字鋼板節點、螺栓環節點等結構。採用焊接球缺節點，則節點構造十分簡單，只須將丄型梁焊接在頂板上即可。與普通組合網架相比，本專利的製作安裝顯得簡單。如果網架高度不是很高，可直接搭建滿堂腳手架進行施工，鋼結構製作安裝一次性完成，然後制模澆築混凝土，其工作量與一般鋼網架相當。如果網架高度較高，也可以採用在地面拼裝，然後整體提升吊裝的方法，待鋼結構安裝完畢後再利用網架下弦制模，然後澆注混凝土。這種結構尤其適用於樓蓋和上人屋蓋。因其整體性好，防水功能較普通組合網架要好。因此，相對於現有技術，本專利具有突出的實質性特點和顯著的進步。
圖1為背景技術結構示意圖。圖2為圖1中A-A截面示意圖。圖3為圖1中上弦結構示意圖。圖4為本專利實施例結構示意圖。圖5為圖4中B-B截面示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖舉例對本專利的詳細結構作進一步的說明。結合圖4所示的一種組合網架結構，包括網架上弦和下弦，下弦焊接在上弦的下方，所述上弦包括整體混凝土板1和鋼結構梁2，鋼結構梁2呈十字交叉設置。進一步結合圖5，所述鋼結構梁2為丄型梁，豎直部分嵌入整體混凝土板1中，橫向部分設置在整體混凝土板1下側。所述下弦為鋼結構球缺節點5，通過頂板4連接在鋼結構梁2交叉位置下方， 下方連接有腹杆6。節點5構造十分簡單，只須將丄型梁焊接在頂板2上即可。在整體混凝土板1的內部結構中，所述整體混凝土板1內設置有底鋼筋(圖中未示出)，底鋼筋與鋼結構梁2彎折焊接連接，為了使麵筋能跨過丄鋼，整體混凝土板1厚度高出鋼結構梁2高度30cm以上。對於網架高度不是很高的情況，可直接搭建滿堂腳手架進行施工，鋼結構製作安裝一次性完成，然後制模澆築混凝土，其工作量與一般鋼網架相當。對於網架高度較高的情況，也可以採用在地面拼裝，然後整體提升吊裝的方法，待鋼結構安裝完畢後再利用網架下弦制模，然後澆注混凝土。這種結構尤其適用於樓蓋和上人屋蓋。因其整體性好，防水功能較普通組合網架要好。
權利要求
1.一種組合網架，包括網架上弦和下弦，下弦焊接在上弦的下方，其特徵在於所述上弦包括整體混凝土板和鋼結構梁，鋼結構梁嵌於整體混凝土板內並至少部分設置於整體混凝土板下表面外側，所述下弦為鋼結構，與鋼結構梁設置於整體混凝土板下側部分連接。
2.根據權利要求1所述的組合網架，其特徵在於所述鋼結構梁為丄型梁，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。
3.根據權利要求1所述的組合網架，其特徵在於所述鋼結構梁交叉設置。
4.根據權利要求1至3任一項所述的組合網架，其特徵在於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。
5.根據權利要求4所述的組合網架，其特徵在於所述底鋼筋與鋼結構梁彎折焊接。
6.根據權利要求4所述的組合網架，其特徵在於所述整體混凝土板厚度高出鋼結構梁高度30cm以上。
7.根據權利要求1至3任一項所述的組合網架，其特徵在於所述下弦為鋼結構節點，下方連接有腹杆。
8.根據權利要求7所述的組合網架，其特徵在於所述鋼結構節點通過一塊頂板與鋼結構梁連接。
9.根據權利要求8所述的組合網架，其特徵在於所述鋼結構梁交叉設置，鋼結構節點通過頂板連接在鋼結構梁交叉位置下方。
10.根據權利要求7所述的組合網架，其特徵在於所述鋼結構節點為球缺節點、十字鋼板節點或螺栓環節點。
全文摘要
本發明涉及建築結構領域，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、防水性能好並能承受較重荷載等目的。其結構包括網架上弦和下弦和腹杆，腹杆上端與上弦的下方連接，下端與下弦連接，其改良之處在於所述上弦包括整體混凝土板和鋼結構梁，鋼結構梁嵌於整體混凝土板內並至少部分設置於整體混凝土板下表面外側，所述下弦和腹杆為鋼結構，與整體混凝土板下側通過空心球缺連接。
文檔編號E04B5/29GK102296734SQ201110204738
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者廖述江 申請人:深圳市建築設計研究總院有限公司