專利名稱：裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑用的鋼網格結構，特別涉及一種裝配整體式平板型或曲面型鋼 空腹網格結構及制作方法。
技術背景
目前，現有的國內外大柱網(9m 12m)高層建筑鋼結構的樓蓋，除了鋼框架梁外，尚 需在柱網內加中間鋼梁、十字形或井字形鋼梁，中間鋼梁、十字形或井字形鋼梁一般采用H 型鋼，如柱網為12mX12m的靈活劃分房間的辦公用房，鋼框架工字型截面梁高800 (L/15) 中間井字形網格梁(網格4000X4000)截面高度6700 (L/20) ， 4m網格梁上翼緣現澆( 100mm 120mm)鋼筋混凝土板，柱網內吊頂后樓蓋總厚度750 (框架梁外露50)，這樣的作法 使樓蓋厚度增大，用鋼量亦大，導致必須加大建筑物層高。例如一般大柱網靈活分隔多功能 應用的寫字樓，層高3. 3m 3.4m，則吊頂后凈高度為2. 55m 2. 65m，凈高度偏矮，必須加大 層高為3.55m 3.6m。建筑的綜合造價與建筑層高變化影響很大，降低樓蓋的高度是降低層 高的主要手段。如果采用H型鋼正交正放密肋網格結構，如12mX12m柱網內采用1.5mX1.5m 網格(8X8格)，上鋪50 60厚的鋼筋混凝土板，此時H型鋼網格梁高度1^350(L/34. 3)加混 凝土板厚，則樓蓋板總厚度為S=350 + 50=400mm，比前者下降350mm，在確保寫字樓凈空高 度110=2. 8m 2. 85m條件下，層高只需3. 2m 3. 25m，比常規層高(3. 3m 3. 4m)下降O. lm 0. 15m，比前者每層下降O. 35m，即每10層可多增一層。但H型鋼網格板綜合造價比大柱網鋼 框架中間十字梁或中間井字梁結構的綜合造價高(10% 15%)，雖然節約層高但用鋼量增加 ，總結其不足之處如下其一、用鋼量相對偏大；其二、樓蓋結構內部走水、電線管不便； 其三、網格較多，焊接連接節點的焊點多，如12mX12m網格板，網格l. 5mX 1. 5m時，該網格 板有81個交叉節點，即1944條焊縫，不僅在現場焊接工作量大，而且由于焊接變形的影響， 質量亦難控制。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種一種結構輕巧、安裝容易、現場焊接量少、制作精度 較高的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構，以克服現有技術的不足。
本實用新型的技術方案裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構是由兩個或兩個以 上的雙層十字形拼裝單元l相互連接構成；雙層十字形拼裝單元1由弦桿2、柱形鋼管3和托板組成，在柱形鋼管3的兩端各焊接有一塊托板4，在每塊托板4上均連接有4根截面形狀為T字 形的弦桿2，連接在每塊托板4上的4根弦桿2呈十字形排列；并且每兩個雙層十字形拼裝單元 1的連接是通過雙拼接板6與兩個雙層十字形拼裝單元1的弦桿2相互搭接后再用高強螺栓7連 接成一體。
截面形狀為T字形的弦桿2的翼緣端部為三角形，并且每四根弦桿2的翼緣端部對焊于柱 形鋼管3—端的托板4上焊縫呈十字形，弦桿2的腹板焊接在柱形鋼管3的側壁上，連接在柱形 鋼管3上的每4根弦桿2呈十字形分布。
所述的柱形鋼管3為圓形鋼管或方形鋼管。
所述的截面形狀為T字形的弦桿2是用型材或鋼板焊接后制成。
每個雙層十字形拼裝單元l的長度a為l. 5 2m。
與現有技術比較，本實用新型是一種內部無斜腹桿的鋼空間網格結構，利用本實用新型 的網格結構作樓蓋時，在弦桿上焊接銷釘，使混凝土與鋼制上弦桿共同作用，可提高網格結 構的剛度，若作曲面網殼屋蓋，在設置鋼拎條后，可鋪設彩鋼復合板等輕屋面材料，也可作 點式玻璃采光曲面屋蓋或在其上現澆鋼筋混凝土薄板，形成曲面網殼結構。本實用新型的結 構組成及構造原理與成功應用于工程實踐的鋼筋混凝土空腹夾層板及殼有"異曲同功"的作 用，不同之處及相對優越性主要體現在如下幾方面其一、本實用新型的結構由鋼構件組成 ，鋼材的彈性模量Es是混凝土彈性模量的6 7倍，結構高度小、可以作得更輕巧；其二、本 實用新型的基本拼接單元是在工廠加工制作的雙層十字形單元，其組裝方式為將兩兩雙層十 字形單元的弦桿采用雙拼接板搭接后用高強螺栓連接，因兩雙層十字形單元的連接處為雙層 十字形單元的反彎點(彎矩等于零點)，連接后結構整體性好，安全合理；其三、因雙層十 字形單元為本實用新型的拼裝單元，它是在工廠制作、運到工地后在反彎點處采用高強螺栓 連接，既消除了焊接變形和焊接應力，又避免了大量焊縫在現場施焊所帶來的許多不利因素 的影響，結構質量也能保證，并提高工效。
本實用新型的結構體系，除可應用于大柱網多、高建筑鋼結構樓蓋外，尚可將其構造原 理應用于正、負、零高斯曲率的曲面網殼結構。因本實用新型的雙層十字形單元在工廠制作 ，運到工地后再在反彎點處(兩兩弦桿連接點)采用高強螺栓連接后，形成的空間整體式新 型空腹夾層網格結構，該結構與一般鋼網殼結構也有如下不同方面第一、網格由空腹梁交 叉組成，無斜腹桿，可以方便從網格空腹中間穿水、電線管；第二、拼裝節點不在柱形鋼管 上而是在兩兩弦桿采用雙拼接板和摩擦型高強螺栓進行連接的部位(即上、下弦桿的反彎點 處)，連接更加可靠。第三、本實用新型構造簡單，制作加工及組裝無需特定的加工設備；第四、結構高度可下降1/3，因無斜腹桿，網格造型整潔無零亂感，室內網格造型整潔大方 。因此本實用新型具有很好的推廣和應用價值。



圖l本實用新型為平板型空腹夾層鋼網格示意圖； 圖2本實用新型為曲面型空腹夾層鋼網格示意圖3為圖1的剖面簡圖；其中a/2處的圓圈代表反彎點即拼接點； 圖4為圖2的剖面簡圖；其中a/2處的圓圈代表反彎點即拼接點； 圖5是上、下弦桿采用雙拼接板6和高強螺栓7拼接的結構示意圖6是圖5的俯視圖7是圖9的B-B向視圖； 圖8是雙層十字形拼接單元1的立體示意圖9是雙層十字形拼接單元1側剖面圖10是圖9的俯視圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例本實用新型的雙層十字形單元1如圖8所示，雙層十字形單元l為
鋼性焊接件，它是在截面形狀為方形或圓形的柱狀鋼管1的兩端各焊接一塊托板4，再在每塊 托板4上焊接4根截面形狀為T字形的弦桿2，將4根弦桿2的翼緣端部加工成三角形，對拼后焊 于托板4上，焊接在托板4上的4根弦桿呈十字形排布(如圖10所示)，并將對接處的焊縫銑 平，再在4根弦桿對接部位的上端焊接一塊蓋板5;弦桿2的腹板焊在柱形鋼管3上(如圖9所 示)；并且從圖9中可明顯看出連接在柱形鋼管3兩端的弦桿2之間有一定間距(空腹)，這 樣可以方便從中穿入水、電線管。雙層十字拼接單元l全部在車間制作，這樣可以確保加工 質量，雙層十字形單元l長度a優選為1.5 2m。雙層十字拼裝單元l運往工地后，其連接方式 如圖5、圖6和圖7所示，將兩雙層十字形拼裝單元1的上下弦桿2對齊后用雙拼接板6搭接，并 在搭接好的雙拼接板6和弦桿2上鉆孔、穿入高強螺栓7進行連接，上述連接在施工現場完成 連接后，即形成本實用新型所述的網格板與網格殼。網格板若作樓蓋或屋蓋可在其上弦設抗 剪用的"銷釘"或"S鋼筋"8，再澆注一層50 70厚鋼筋砼薄板9，即形成"鋼一砼協同式 組合空腹夾層板"。強度設計時鋼筋砼薄板作為結構自重的一部分，不考慮它的強度貢獻， 但剛度設計時，可將砼截面折算為鋼截面后計算剛度，即砼參加結構剛度計算，大幅度提高 網格大板的剛度。鋼一砼協同式組合空腹夾層板作樓蓋，它比一般鋼一砼組合網架作樓蓋， 有如下優點① 本實用新型的結構高度可比現有的網架結構高度下降一半；
② 本實用新型無斜腹桿，形成空腹井字形網格，整齊劃一具有吊頂造形美。
③ 本實用新型的拼裝單元在工廠焊接拼裝制造，現場螺栓拼裝，質量更加可靠。
權利要求1. 一種裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構，其特征在于它由兩個或兩個以上的雙層十字形拼裝單元(1)相互連接構成；雙層十字形拼裝單元(1)由弦桿(2)、柱形鋼管(3)和托板(4)組成，在柱形鋼管(3)的兩端各焊接有一塊托板(4)，在每塊托板(4)上均連接有4根截面形狀為T字形的弦桿(2)，連接在每塊托板(4)上的4根弦桿(2)呈十字形排列；并且每兩個雙層十字形拼裝單元(1)，的連接是通過雙拼接板(6)與兩個雙層十字形拼裝單元(1)的弦桿(2)相互搭接后再用高強螺栓(7)連接成一體。
2.權利要求2根據權利要求l所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構 ，其特征在于截面形狀為T字形的弦桿(2)的翼緣端部為三角形，并且每四根弦桿(2) 的翼緣端部對焊于柱形鋼管(3) —端的托板(4)上，弦桿(2)的腹板焊接在柱形鋼管(3 )上，連接在柱形鋼管(3)上的4根弦桿(2)呈十字形分布。
3.權利要求3根據權利要求l所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構 ，其特征在于所述的柱形鋼管(3)為圓形鋼管或方形鋼管。
4.權利要求4根據權利要求l所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構 ，其特征在于所述的截面形狀為T字形的弦桿(2)是用型材或鋼板焊接后制成。
5.權利要求5根據權利要求l所述的裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格結構 ，其特征在于每個雙層十字形拼裝單元(1)的長度(a)為1.5 2m。
專利摘要本實用新型涉及一種裝配整體式平板型或曲面型鋼空腹網格，它是先在柱形鋼管的兩端各焊接一塊托板，并以托板的表面和柱形鋼管的管壁為焊接點，將8根截面形狀為T字形的弦桿分別焊接在柱形鋼管的兩端，構成雙層十字形拼裝單元，再在施工現場采用雙拼接板和高強螺栓將兩個或兩個以上的雙層十字形拼裝單元的弦桿相互連接，即可組裝成平板型網格結構或曲面型網格結構。按本實用新型制作的平板或曲面型網格結構不僅結構輕巧、牢固，其焊接工藝在工廠完成，從而可提高制作精度和質量；網格采用空腹梁交叉組成，無斜腹桿，可以方便從網格中間穿水、電線管，并具有有規律的網格造型，起到樓蓋或屋蓋的吊頂作用。
文檔編號E04B7/00GK201128956SQ20072020111
公開日2008年10月8日 申請日期2007年9月30日 優先權日2007年9月30日
發明者盧壓琴, 楊大春, 段渝忠, 田子東, 丹 舒, 亮 覃, 覃士杰, 馬克儉, 魏艷輝, 黃首赟 申請人:貴州喀斯特鋼結構有限公司;貴州大學勘察設計研究院空間結構研究所;貴陽市建筑設計有限公司