專利名稱：裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型公共建筑結(jié)構(gòu)體系，具體是一種裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑。
背景技術(shù)：
長期以來，公共建筑如體育訓練館、展覽館、大型娛樂場等，其短邊跨度大部分為30m 42m之間，絕大部分均為輕鋼屋蓋的單層建筑，這對節(jié)約土地極為不利。而當大型公共建筑達到7=32m 42m時，采用常規(guī)的預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)，如首都T2機場的汽車庫，就會導致“肥梁胖柱”現(xiàn)象，同時還存在混凝土現(xiàn)場澆制施工進度慢、施工文明程度難以提高的問題，最終導致造價增加，達不到“節(jié)能減排與低碳經(jīng)濟”的要求。中國專利ZL200610200188. X公開了一種U型鋼筋混凝土組合空腹夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)，其空腹和正交的網(wǎng)格造型，即解決了廳內(nèi)空調(diào)等水平管線架設，又解決了大型廳堂的裝修室內(nèi)吊頂造型，但它的建造仍離不開現(xiàn)澆混凝土工序，同時結(jié)構(gòu)自重仍然偏大。因此，要使大型公共建筑作到多層多跨和大跨度，采用現(xiàn)行的混凝土和鋼框架結(jié)構(gòu)，難以達到良好的技術(shù)經(jīng)濟指標，也很難達到此類公共建筑要求大跨度和大空間的使用功能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決采用常規(guī)框架結(jié)構(gòu)建造公共建筑時存在的因肥梁胖柱導致的混凝土和鋼材用量大、造價高的弊端，而提供一種施工現(xiàn)場無焊接作業(yè)、施工進度快、施工文明程度高、用鋼量可大幅度降低的裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建
Λ-Α-鞏。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
一種裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑，所述建筑每一層地面鋼結(jié)構(gòu)框架均由中央十字形鋼網(wǎng)格墻架及其四周的單層鋼網(wǎng)格式外墻架構(gòu)成田字形，所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架與其四周的單層鋼網(wǎng)格式外墻架由高強螺栓連接形成既分又合、互為一體的四個大面積廳堂，所述每個廳堂其上通過高強螺栓連接有鋼空腹夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)，形成單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)；所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和所述單層鋼網(wǎng)格式外墻架及所述鋼空腹夾層板樓蓋架，均由小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元通過高強螺栓在施工現(xiàn)場連接而成，所述小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元由工廠預先制作再運至施工現(xiàn)場；所述每層單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)一層又一層向上疊合，形成疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)，所述四個多層疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)在樓蓋處彼此相連，形成裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式茼體束。更進一步，構(gòu)成所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和所述單層鋼網(wǎng)格式外墻架的小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元，由一根位于中間的豎向H型鋼和兩根焊接在該豎向H型鋼上的橫向H型鋼構(gòu)成，所述豎向H型鋼和橫向H型鋼的兩端部設置有高強螺栓連接孔。構(gòu)成所述鋼空腹夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)的小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元呈雙十字結(jié)構(gòu)，該雙十字拼裝單元的上層十字型鋼構(gòu)件和下層十字型鋼構(gòu)件由中間連接件焊接而成，該上層十字型鋼構(gòu)件和下層十字型鋼構(gòu)件兩端部設置有高強螺栓連接孔。所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和所述單層鋼網(wǎng)格式外墻架通過其兩側(cè)面鑲嵌的DQ達權(quán)輕質(zhì)板條構(gòu)成墻體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出效果是采用盒式空間鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其上部結(jié)構(gòu)每個拼裝單元均在工廠車間加工，并進行焊接作業(yè)，每個拼裝單元自重控制在W ( 500kg,并保證運輸時交通規(guī)定要求，在施工現(xiàn)場無焊接作業(yè)，完全消除大型鋼結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)場施工的火災隱患；比傳統(tǒng)的鋼框架結(jié)構(gòu)的大型公共建筑，其鋼結(jié)構(gòu)造價下浮15% 20%，其施工進 度至少可縮短1/3，其施工文明程度亦大幅度地提高，抗側(cè)剛度也大幅度提高。


圖I是本發(fā)明實施例由中央十字形鋼網(wǎng)格墻架劃分的四個大面積廳堂的平面示意圖，單跨L=32m 42m ；
圖2是圖I中左下角部鋼網(wǎng)格布置示意圖。圖3是本發(fā)明實施例的中央十字形鋼網(wǎng)格墻架示意圖。圖4是本發(fā)明實施例的中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和單層鋼網(wǎng)格式外墻架網(wǎng)格布置示意圖，圖中注“O”者為高強螺栓連接點.
圖5是圖4中小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元A鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖。圖6是圖4中小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元B鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖。圖7是鋼網(wǎng)格外墻兩面鑲崁DQ達權(quán)輕質(zhì)板條的剖面構(gòu)造圖(墻中央為空心)。圖8是構(gòu)成鋼空腹夾層板樓蓋架的雙十字拼裝單元構(gòu)造示意圖。
圖9是雙十字拼裝單元采用高強螺栓連接的鋼空腹夾層板樓蓋架軸測圖(圖中“O”為高強螺栓連接位置)。圖10是鋼空腹夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)與四周單層鋼網(wǎng)格式外墻架相連，組成每一層的單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)及其等效為板式盒式結(jié)構(gòu)力學模型的示意圖。圖11是圖10所示單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)一層一層向上疊合(4層)及四個四層疊合的盒式結(jié)構(gòu)在樓蓋處彼此相連，形成側(cè)向剛度極大的多層組合式盒式茼體束結(jié)構(gòu)的力學模型簡圖。圖12是圖6所示小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元B與圖8所示雙十字拼裝單元連接軸測圖。圖13是鋼結(jié)構(gòu)框架安裝完畢后形成的網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)軸測圖。圖中1-中央十字形鋼網(wǎng)格墻架；2_單層鋼網(wǎng)格式外墻架；3_鋼空腹夾層板樓蓋架；4_小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元B ;5_小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元A ;6_豎向H型鋼；7_橫向H型鋼；8-高強螺栓連接孔；9-DQ達權(quán)輕質(zhì)板條；10_十字型鋼構(gòu)件；11_中間連接件；12_加勁板；13-雙十字拼裝單元。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例進一步闡述本發(fā)明，目的僅在于更好地理解本發(fā)明內(nèi)容。因此，所舉之例并不限制本發(fā)明的保護范圍。參見圖I、圖2、圖3，本實施例給出的是一種裝配整體式四層、正交兩向雙跨、跨度為36mX 36m、每層分四個36mX 36m=l296m2大廳的空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)的建筑,每層四個大廳由中央十字形鋼網(wǎng)格墻架I分隔，中央十字形鋼網(wǎng)格墻架I與其四周的單層鋼網(wǎng)格式外墻架2由高強螺栓連接，每層由中央十字形鋼網(wǎng)格墻架I和單層鋼網(wǎng)格式外墻架2合圍而成的四個大廳，其上部連接有鋼空腹夾層板樓蓋架3，從而形成四個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，每層單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)一層又一層向 上疊合，形成疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)，四個多層疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)在樓蓋處彼此相連，即形成裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式茼體束(圖I)。由此建成的每層四個大面積廳堂既分又合、互為一體，使大型公共建筑功能多樣化成為可能。參見圖4、圖5、圖6，中央十字形鋼網(wǎng)格墻架I和單層鋼網(wǎng)格式外墻架2均由小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元(A) 5和小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元(B) 4通過高強螺栓連接而成。小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元(A) 5和小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元(Β)4由一根位于中間的豎向H型鋼6和兩根焊接在該豎向H型鋼6上的橫向H型鋼7構(gòu)成，所述豎向H型鋼6和橫向H型鋼7的兩端部設置有高強螺栓連接孔8。參見圖7，中央十字形鋼網(wǎng)格墻架I和單層鋼網(wǎng)格式外墻架2通過其兩側(cè)面鑲崁的DQ達權(quán)輕質(zhì)板條9構(gòu)成墻體。參見圖8、圖9、圖12，鋼空腹夾層板樓蓋架3是由雙十字拼裝單元13通過高強螺栓連接而成的。雙十字拼裝單元13由上層與下層十字型鋼構(gòu)件10通過中間連接件11及加勁板12焊接而成。圖5、圖6、圖8所示小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元均由工廠預先制作好再運至施工現(xiàn)場。本發(fā)明所述建筑，具體施工包括三部分，第一部分為現(xiàn)場平整場地，進行地下基礎及現(xiàn)澆混凝土框架的施工；第二部分是在工廠車間加工制做小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元并運至工地；第三部分是地面上的空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)施工。第一、第二兩部分的作業(yè)幾乎可同時完成。第三部分的地上施工作業(yè)，主要是豎向與橫向空間鋼網(wǎng)格采用高強螺栓等強連接，形成整體的網(wǎng)格式盒式結(jié)構(gòu)和鑲嵌內(nèi)、外墻的“DQ達權(quán)輕質(zhì)板條墻體”及門窗作業(yè)。具體步驟如下
①將工廠制作好的小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元(Α)5和小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元(Β)4及雙十字型拼裝單元13運至工地。②由下向上用高強螺栓等強連接中央十字形鋼網(wǎng)格墻架I和單層鋼網(wǎng)格式外墻架2。③第一層墻架安裝完畢后采用高強螺栓等強連接安裝裝配整體式鋼空腹夾層板樓蓋架3 (參見圖12)，并在鋼空腹夾層板樓蓋架3上弦頂部打銷釘再現(xiàn)澆網(wǎng)格為2mX2m(或I. 8mX I. 8m)鋼筋混凝土 80厚雙向多跨連續(xù)薄板。與此同時，采用已加工好的DQ達權(quán)輕質(zhì)板條9安裝內(nèi)外鋼網(wǎng)格墻體上(如圖7所示)，第二層施工作業(yè)如同第一層施工作業(yè)，直到設計的多層建筑安裝完畢后再進行水、電、消防工種的施工作業(yè)。本發(fā)明的力學模型為橫向與豎向的鋼網(wǎng)格板，每一層組成網(wǎng)格形盒式結(jié)構(gòu)，它的力學模型等效為橫向和豎向板組成的“盒式結(jié)構(gòu)”(如圖10所示)，將圖10的每層“盒式結(jié)構(gòu)”一層又一層向上疊合后，即形成疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)，它承受水平作用力P=2XP/2;四個單個茼體盒式結(jié)構(gòu)樓蓋處彼此相連，即形成側(cè)向剛度極大的多層組合式盒 式結(jié)構(gòu)(如圖11所示)。鋼結(jié)構(gòu)框架安裝完畢后即形成圖13所示的網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，所述建筑每一層地面鋼結(jié)構(gòu)均由中央十字形單層鋼網(wǎng)格墻架及其四周的單層鋼網(wǎng)格式外墻架構(gòu)成，所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架與其四周的單層鋼網(wǎng)格式外墻架由高強螺栓連接形成，它既分又合、互為一體的四個大面積廳堂，所述每個廳堂，其上樓蓋通過高強螺栓連接有鋼空腹夾層板樓蓋，形成單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)；所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和所述單層鋼網(wǎng)格式外墻架及所述鋼空腹夾層板樓蓋架，均由小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元通過高強螺栓在施工現(xiàn)場連接而成，所述小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元由工廠預先制作再運至施工現(xiàn)場；所述每層單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)一層又一層向上疊合，形成疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)，所述四個多層疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)在樓蓋處彼此相連，形成裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式茼體束。
2.如權(quán)利要求I所述的裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，構(gòu)成所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和所述單層鋼網(wǎng)格式外墻架的小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元，由一根位于中間的豎向H型鋼和兩根焊接在該豎向H型鋼上的橫向H型鋼構(gòu)成，所述豎向H型鋼和橫向H型鋼的兩端部設置有高強螺栓連接孔。
3.如權(quán)利要求I所述的裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，構(gòu)成所述鋼空腹夾層板樓蓋架的小型鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元呈雙十字結(jié)構(gòu)，該雙十字拼裝單元的上層十字型鋼構(gòu)件和下層十字型鋼構(gòu)件由中間連接件焊接而成，該上層十字型鋼構(gòu)件和下層十字型鋼構(gòu)件兩端部設置有高強螺栓連接孔。
4.如權(quán)利要求I所述的裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，所述中央十字形鋼網(wǎng)格墻架和所述單層鋼網(wǎng)格式外墻架通過其兩側(cè)面鑲嵌的DQ達權(quán)輕質(zhì)板條構(gòu)成墻體，達到保溫鋼結(jié)構(gòu)防火的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)建筑。其每一層地面鋼結(jié)構(gòu)框架均由中央十字形單層鋼網(wǎng)格墻架、四周單層鋼網(wǎng)格式外墻架、上部鋼空腹夾層板樓蓋架形成單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，這些鋼網(wǎng)格墻架均由工廠預先制作的小型拼裝單元在施工現(xiàn)場用高強螺栓連接而成；每層單個空間鋼網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)一層又一層向上疊合，形成疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)，四個多層疊合式單個茼體盒式結(jié)構(gòu)在樓蓋處彼此相連，形成裝配整體式多層大跨度雙向多跨空間鋼網(wǎng)格盒式茼體束。本發(fā)明所述建筑，在施工現(xiàn)場無焊接作業(yè)，消除了火災隱患，鋼結(jié)構(gòu)造價比傳統(tǒng)鋼框架結(jié)構(gòu)下浮15%～20%，施工進度至少縮短1/3，抗側(cè)剛度提高一倍以上。
文檔編號E04B1/342GK102635163SQ20121014453
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者姜豪, 孟英, 張華剛, 張 林, 曹守剛, 朱方正, 欒煥成, 王其明, 肖建春, 肖緒文, 郭立英, 金鑫, 馬克儉, 馬榮全 申請人:中國建筑第八工程局有限公司, 唐山建華工程質(zhì)量檢測有限公司, 天津大學, 貴州大學, 貴州匯通申發(fā)鋼結(jié)構(gòu)有限公司, 貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司