装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法与流程

本发明属于钢结构技术领域，尤其涉及装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法。

背景技术：

随着我国钢铁事业的蓬勃发展，钢结构在民用建筑中的应用越来越广泛，而混合型空间钢网格盒式结构和正交斜放空间钢网格盒式结构具有相同的建筑与结构优点，在组成和构造上两者网格数量多，节点量大，后者的横向楼盖钢网格只有正方形和直角等腰三角形两种网格，而前者除了前两种网格外，还有平行四边形，不规则四边形和非直角等腰三角形网格，仅楼盖网格类型达5种，即网格夹角多样化，这一构造较后者的优势是网格数量大、节点成倍数增加，可在保证整体钢结构稳定性前提下节省钢原材料。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法，在原有网格形状下增加3种网格形状，使得整体楼盖钢网格数量增多、可起到保证整体钢结构稳定性前提下节省钢原材料的目的。

为了解决上述技术问题，发明人经过研究和总结得出本发明的技术方案是：

装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构，其特征在于，包括外围呈四边分布的钢网格框架、混凝土核心筒以及钢网格空腹楼盖；所述钢网格空腹楼盖经墙架单元与钢网格框架连接形成盒式结构；所述盒式结构经墙架单元与混凝土核心筒刚性连接形成盒式筒中筒结构；所述混凝土核心筒为现场浇制；所述钢网格空腹楼盖由若干根钢空腹梁与周边框架柱两两刚性连接形成的网格单元组成；所述网格单元包括5种结构类型；所述钢网格框架由矩形框架单元连接构成；所述框架单元由钢柱与横梁焊接形成。

优选的，所述网格单元5种结构类型包括正方形；直角等腰三角形；平行四边形；不规

则四边形和非直角等腰三角形网格结构。

优选的，所述正方形网格结构夹角为90°；直角等腰三角形网格结构夹角为45°；平行

四边形网格结构夹角为84°；平行四边形网格结构夹角为84°与96°；不规则四边形网格结构四边夹角分别为90°、93°、84°、93°；非直角等腰三角形网格结构夹角为84°与96°。

优选的，所述钢结构之间均采用焊接或高强螺栓连接。

优选的，所述装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤一：网格单元制作

a1、网格单元分为a、a1、a2、a3四种分别由横梁与纵梁构成的双井字结构；网格单元a与网格单元a3为双正方形网格结构，网格单元a1为正方形与不规则四边形结合体；其四边夹角分别为90°、93°、84°、93°，网格单元a2为梯形与平心四边形结合体；其夹角只有84°与96°两种；

a2、网格单元b为正方形井字结构；

a3、网格单元c与网格单元c1为双十字结构；

a4、网格单元d为十字结构，且夹角只有84°与96°两种；

步骤二：钢网格框架单元制作

b1、框架单元分为a、a1、a2、a3、a4、b、c、c1八种分别由钢柱与横梁焊接构成类矩形结构；

b2、框架单元a、a1、a2、a3、a4为井字结构；

b3、框架单元b由两段横梁与钢柱一侧焊接构成；

b4、框架单元c由两段横梁及与横梁中央位置焊接的钢柱构成；

步骤三：现场拼装

c1、将上述步骤中制作完成的网格单元与框架单元运输至建筑施工现场；

c2、混凝土核心筒建好数层后，由起重机械将各框架单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成呈四边分布的钢网格框架，再由起重机械将各网格单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成一个钢网格式楼盖整体。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

采用本发明的装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构，增加空腹楼盖的网格形状，不仅节省了钢原材料，整体钢结构更加稳固，且空腹网格和墙架的框架网格单元化，在工厂车间制造，运往施工现场采用高强螺栓等强连接，形成装配整体式施工工序，真正作到绿色建造要求。

附图说明

图1是本发明实施例的装配式混合型空间钢网格楼盖平面示意图；

图2是图1中单元a结构示意图；

图3是图1中单元a1结构示意图；

图4是图1中单元a2结构示意图；

图5是图1中单元a3结构示意图；

图6是图1中单元b结构示意图；

图7是图1中单元c结构示意图；

图8是图1中单元c1结构示意图；

图9是图1中单元d结构示意图；

图10是图1中钢网格空腹楼盖剖面示意图；

图11是图10中钢网格结构连接示意图；

图12是本发明实施例的四周钢网格框架结构平面示意图；

图13是本发明实施例的墙架a结构示意图；

图14是本发明实施例的墙架b结构示意图；

图15是图12中框架单元a结构示意图；

图16是图12中框架单元a2结构示意图；

图17是图12中框架单元a1结构示意图；

图18是图12中框架单元a4结构示意图；

图19是图12中柱网单元b结构示意图；

图20是图12中柱网单元c结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理进一步描述。

如图1所示，是本发明实施例的装配式混合型空间钢网格楼盖平面示意图。装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构，包括外围呈四边分布的钢网格框架、混凝土核心筒以及钢网格空腹楼盖；所述钢网格空腹楼盖经墙架单元与钢网格框架连接形成盒式结构；所述盒式结构经墙架单元与混凝土核心筒刚性连接形成盒式筒中筒结构；所述混凝土核心筒为现场浇制；所述钢网格空腹楼盖由若干根钢空腹梁与周边框架柱两两刚性连接形成的网格单元组成；所述网格单元包括5种结构类型；所述钢网格框架由矩形框架单元连接构成；所述框架单元由钢柱与横梁焊接形成。

其中，网格单元包括单元a、单元a1、单元a2、单元a3、单元b、单元c、单元c1、单元d。如图2至图9为上述网格单元的结构参考图。

上述混合型钢空腹网格钢楼盖，每层的钢网格焊接节232个，71层的钢结构塔楼，仅楼盖焊接节点达16472个。

如图10及图11所示，是钢网格空腹楼盖剖面示意图，其上、下弦杆为1#t型钢，其钢剪力键为2#180×8的方钢管，两者对焊后即a1单元，当楼盖钢空腹单元均安装就位后，再搁置钢筋桁架楼承板，打销钉后现浇混凝土，经养护后即形成钢——混凝土混合型钢空腹网格楼板。其中楼盖总厚度钢空腹板450(l/24)混凝土面板100，合计550厚，自动喷淋在空腹内(2500×150)，单元与单元之间拼接，腹板先采用高强螺栓连接，翼缘仍用高强螺栓连接或焊接。

如图12所示，是本发明实施例的四周钢网格框架结构平面示意图。所述钢网格框架结构也单元化，分别由框架单元a、框架单元a1、框架单元a2、框架单元a3、框架单元a4、框架单元b、框架单元c以及框架单元c1构成。如图15至图20为上述框架单元的结构参考图，其中框架单元a3与框架单元a相同，框架单元c1与框架单元b相同。

在具体实施例里，1~5层采用a、b、c框架单元，6~35层采用a1、b1、c1单元和(36~71)层的a2、b2、c2单元，这些单元由钢柱(h钢及方钢管)横梁(h钢)焊接形成，亦在车间制作。

如图13与图14所示，是本发明实施例的墙架a、b结构示意图。每个单元焊接节点不少于4个，并45⁰及42⁰夹角的焊接节点，这些墙架单元同样在车间按流水作业批量生产后，运往施工现场，由下向上一层又一层安装。

一种装配式混合型空间钢网格盒式筒中筒结构制作方法，包括如下步骤：

步骤一：网格单元制作

a1、网格单元分为a、a1、a2、a3四种分别由横梁与纵梁构成的双井字结构；网格单元a与网格单元a3为双正方形网格结构，网格单元a1为正方形与不规则四边形结合体；其四边夹角分别为90°、93°、84°、93°，网格单元a2为梯形与平心四边形结合体；其夹角只有84°与96°两种；

a2、网格单元b为正方形井字结构；

a3、网格单元c与网格单元c1为双十字结构；

a4、网格单元d为十字结构，且夹角只有84°与96°两种；

步骤二：钢网格框架单元制作

b1、框架单元分为a、a1、a2、a3、a4、b、c、c1八种分别由钢柱与横梁焊接构成类矩形结构；

b2、框架单元a、a1、a2、a3、a4为井字结构；

b3、框架单元b由两段横梁与钢柱一侧焊接构成；

b4、框架单元c由两段横梁及与横梁中央位置焊接的钢柱构成；

步骤三：现场拼装

c1、将上述步骤中制作完成的网格单元与框架单元运输至建筑施工现场；

c2、混凝土核心筒建好数层后，由起重机械将各框架单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成呈四边分布的钢网格框架，再由起重机械将各网格单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成一个钢网格式楼盖整体。

整体工序是，先安装第一层墙架再安装第一层钢空腹网格楼盖，并浇注混凝土楼面板，第一层完成后再由下向上一层又一层安装，整个超高层空间钢网格盒式结构的焊接工序均在车间完成，现场无焊接工序，真正作到装配整体式的绿色建造。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。