多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构及制作方法与流程

本发明涉及钢构建筑技术领域，尤其是涉及一种多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构及制作方法。

背景技术：

节约土地促进生态文明建设，这是确保绿水青山关键举措，并有国土资源部《节约集约利用土地的规定》61号文件作出规定，长期以来，跨度在18m~36m的公共与工业建筑，均采用单层轻钢结构，这种违背环保的建筑群不能再出现。多层大跨度公共与工业建筑，采用常规的钢框架结构，导致层高加大，用钢量增多。近年来，采用发明专利“大跨度装配正交斜放空间钢网格盒式结构”，兴建多层(2层~4层)大跨度(18m~36m)公共与工业建筑的工程不断涌现，如贵州省贵阳市、湖南湘潭市、江苏南京市、四川绵阳市、黑龙江哈尔滨市等，建筑面积合计达60余万平方米，工程实践证明，此类单跨多层大跨度新型空间网格盒式结构是具有发展前景的创新产品。

在某些特定情况下，多层楼盖为窄长形平面(Lx/Ly＞1.5)，但其长边与短边(跨度边)无公约数，如图2所述示平面，其长边尺寸Lx=10×3.6m=36m，其短边4个3.6m，另一个为4m，Ly=4×3.6m+4m=18.4m，其长、短边无公约数，此种情况工程中有出现，长度与跨度的比值Lx/Ly=36/18.4=1.96＞1.5为窄长形平面，即楼盖结构的力学模型仍为“单向板”。显然该种方式无法使用正交斜放空间钢网格盒式结构，只能采用传统做法，因此其受力均匀性差，钢材耗费大。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种造价低，受力均匀性好，用材省且拆装方便的多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构及制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构，包括多层钢网格楼盖和连接支撑各钢网格楼盖的框架；钢网格楼盖包括长方形的钢空腹梁和安装于钢空腹梁内的网格架；所述钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，且钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数；所述网格架由多个单元构成；所述网格架包括正方形网格、平行四边形网格及四边形网格；所述网格架与钢空腹梁之间围成以下形状：直角等腰三角形、钝角等腰三角形及锐角等腰三角形；所述框架由多个单元构成；每层的楼盖周边的上、下弦钢空腹梁与框架刚性相连，形成混合型空间钢网格盒式结构。

优选的是，所述框架采用钢网格式框架。

优选的是，所述网格架包括具有两个正方形网格、由两横三竖正交构成的单元A，具有一个正方形网格呈井字形、且正方形网格一角处外伸两边呈锐角的单元B，十字形的单元C，X形的单元D，由X形和变异X形连接构成的单元E。

优选的是，所述网格架包括具有两个正方形网格、由两横三竖正交构成的单元A，具有一个正方形网格呈井字形、且正方形网格一角处外伸两边呈锐角的单元B，十字形的单元C，X形的单元D，由X形和变异X形连接构成的单元E，以及由十字形、X形和变异X形构成的单元F。

优选的是，所述网格架的各单元之间、单元与钢空腹梁之间通过螺栓连接。

优选的是，所述楼盖与框架采用高强度螺栓连接。

一种多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构的制作方法，包括多层楼盖和连接支撑各楼盖的框架；包括长方形的钢空腹梁和安装于钢空腹梁内的网格架；所述钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，且钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数；所述网格架由多个单元构成；所述框架由多个单元构成；所述网格架包括正方形网格、平行四边形网格及四边形网格；所述网格架与钢空腹梁之间围成以下形状：直角等腰三角形、钝角等腰三角形及锐角等腰三角形；整个钢结构体系单元化后，钢结构制作即下料、打孔、坡口、节点焊接均在车间流水作业，单元运往工地后，先安装第一层钢网格式框架后，再安装钢网格楼盖，形成第一层空间混合型钢网格盒式结构，之后依次进行上层空间混合型钢网格盒式结构的施工，直至整个钢网格盒式结构完成。

优选的是，所述网格架包括具有两个正方形网格、由两横三竖正交构成的单元A，具有一个正方形网格呈井字形、且正方形网格一角处外伸两边呈锐角的单元B，十字形的单元C，X形的单元D，由X形和变异X形连接构成的单元E，以及由十字形、X形和变异X形构成的单元F。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明合理划分和组合使楼盖同样具有“单向板”的力学模型，达到“经济、适用、绿色、美观”的建筑方针要求，其可确保大跨度楼盖具有空间板的力学模型，达到节约用钢的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1：多层(4层)大跨度(L=16m)装配式混合型空间钢网格盒式结构的平面结构布置图，其周边的网格式框架柱(H钢)，沿长边均为3m，Lx=12×3m=36m，其短边即跨度方向框架柱间距4个为3m另1个4m，Ly=4×3m+4m=16m，框架柱除角柱采用方钢管外，其他均采用H型钢，4层建筑面积A=4×36m×16m=2304m²；

图2：多层(4层)大跨度(L=18.4m)装配式混合型空间钢网格盒式结构的平面结构布置图，其周边的网格式框架柱间距，沿长边均为3.6m，Lx=10×3.6m=36m，沿跨度方向Ly=4×3.6+4=18.4m，除四角柱采用方钢管外，其他框架柱均为H钢，4层建筑面积A=4×36m×18.4m=2649.6m²；

图3：图1结构布置图中，其两端山墙面钢网格式框架结构布置简图；

图4：图2结构布置图中，其两端山墙面钢网格式框架布置简图；

图5：对应图4的钢网格式框架采用装配式施工工序时，其网格单元划分图，黑点为网格单元的拼装点，每面山墙A、B、C、D、E、F各2个，H、G、H₁、G₁各1个；

图6：网格式框架单元柱与柱拼装大样；

图7：钢网格式盒式结构单元的梁与梁高强螺栓拼接构造。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构，包括多层钢网格楼盖和连接支撑各钢网格楼盖的框架；钢网格楼盖包括长方形的钢空腹梁和安装于钢空腹梁内的网格架；所述钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，且钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数；所述网格架由多个单元构成；所述网格架包括正方形网格、平行四边形网格及四边形网格；所述网格架与钢空腹梁之间围成以下形状：直角等腰三角形、钝角等腰三角形及锐角等腰三角形；所述框架由多个单元构成；每层的楼盖周边的上、下弦钢空腹梁与框架刚性相连，形成混合型空间钢网格盒式结构。

所述框架采用钢网格式框架。

所述网格架包括具有两个正方形网格、由两横三竖正交构成的单元A，具有一个正方形网格呈井字形、且正方形网格一角处外伸两边呈锐角的单元B，十字形的单元C，X形的单元D，由X形和变异X形连接构成的单元E，以及由十字形、X形和变异X形构成的单元F。

变异X形为其中一对相对的夹角角度不相等，即将其中的一个夹角角度进行变换，使X形该夹角的两边进行等角度相向或反向偏转。

所述网格架的各单元之间、单元与钢空腹梁之间通过螺栓连接。

所述楼盖与框架采用高强度螺栓连接。

一种多层大跨度装配式混合型钢网格盒式结构的制作方法，包括多层楼盖和连接支撑各楼盖的框架；包括长方形的钢空腹梁和安装于钢空腹梁内的网格架；所述钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，且钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数；所述网格架由多个单元构成；所述框架由多个单元构成；所述网格架包括正方形网格、平行四边形网格及四边形网格；所述网格架与钢空腹梁之间围成以下形状：直角等腰三角形、钝角等腰三角形及锐角等腰三角形；整个钢结构体系单元化后，钢结构制作即下料、打孔、坡口、节点焊接均在车间流水作业，单元运往工地后，先安装第一层钢网格式框架后，再安装钢网格楼盖，形成第一层空间混合型钢网格盒式结构，之后依次进行上层空间混合型钢网格盒式结构的施工，直至整个钢网格盒式结构完成。

实施例一

图1 窄长形平面4层装配式混合型空间钢网格盒式结构布置图，其长边柱网3m，Lx=12×3000=36000，其跨度方向4个柱网3m，1个柱网4m，Ly=4×3000+4000=16000，每层的横向混合型空腹楼盖周边上、下弦空腹梁与周边钢网格式框架(如图3所示)刚性相连，形成混合型空间钢网格盒式结构，每层的空间网格盒式结构一层又一层叠合即形成多层大跨度混合型空间网格盒式结构。本实施例中的网格架包括具有两个正方形网格、由两横三竖正交构成的单元A，具有一个正方形网格呈井字形、且正方形网格一角处外伸两边呈锐角的单元B，十字形的单元C，X形的单元D，由X形和变异X形连接构成的单元E，以及由十字形、X形和变异X形构成的单元F。

实施例二

图2所示长边钢网格式框架柱间距3.6m，Lx=10×3.6m=36m，短边柱网间距4个3.6m，1个4m，Ly=4×3.6m+4m=18.4m，每层面积36×18.4m=662.4m²，4层结构面积2649.6m²。每一层的混合型钢空腹网格楼盖，如图2所示均单元化，在工厂制造，现场拼装。所述网格架包括具有两个正方形网格、由两横三竖正交构成的单元A，具有一个正方形网格呈井字形、且正方形网格一角处外伸两边呈锐角的单元B，十字形的单元C，X形的单元D，由X形和变异X形连接构成的单元E。其周边的钢网格式框架(图4)各根框架柱与楼盖空腹梁刚性连接，即每一层均形成混合型空间钢网格盒式结构，它们一层又一层叠合在一起，即形成跨度Ly=18.4m，长度Lx=36m，4层面积2649.6m²的多层大跨度混合型空间钢网格盒式结构。为了促进建筑工程向工业化发展，支承楼盖钢网格式框架必然也要走车间制造，施工现场用高强螺栓拼装形成整体的装配整体式工法。

图5为与图配合的2山墙面的钢网格式框架，它分层按几何尺寸划分工厂制作单元，如第一层的A、E、F单元，第二层B、E、F单元，第三层的C、G、G₁单元和第四层的D、H、D₁单元，图5中各单元的连接点，即车间制作单元的柱与柱和梁与梁采用高强螺栓等强连接点，即如图6和图7所示。由于整个钢结构体系单元化后，钢结构制作即下料、打孔、坡口、节点焊接均在车间流水作业，单元运往工地后，先安装第一层钢网格式框架后，再安装钢网格楼盖，形成第一层空间混合型钢网格盒式结构，第二、三、四层依次按第一层工法实施，整个施工现场不再存在电焊作业，且钢结构工程的加工量均在车间完成，达到安全、绿色、环保的工业化要求，从而真正形成“多层大跨度装配式混合型空间钢网格盒式结构”新体系。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。