专利名称：装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑用的钢网格结构，特别涉及一种装配整体式平板型或曲面型钢 空腹网格结构及制作方法。
技术背景
目前，现有的国内外大柱网(9m 12m)高层建筑钢结构的楼盖，除了钢框架梁外，尚 需在柱网内加中间钢梁、十字形或井字形钢梁，中间钢梁、十字形或井字形钢梁一般采用H 型钢，如柱网为12mX12m的灵活划分房间的办公用房，钢框架工字型截面梁高800 (L/15) 中间井字形网格梁(网格4000X4000)截面高度6700 (L/20) ， 4m网格梁上翼缘现浇( 100mm 120mm)钢筋混凝土板，柱网内吊顶后楼盖总厚度750 (框架梁外露50)，这样的作法 使楼盖厚度增大，用钢量亦大，导致必须加大建筑物层高。例如一般大柱网灵活分隔多功能 应用的写字楼，层高3. 3m 3.4m，则吊顶后净高度为2. 55m 2. 65m，净高度偏矮，必须加大 层高为3.55m 3.6m。建筑的综合造价与建筑层高变化影响很大，降低楼盖的高度是降低层 高的主要手段。如果采用H型钢正交正放密肋网格结构，如12mX12m柱网内采用1.5mX1.5m 网格(8X8格)，上铺50 60厚的钢筋混凝土板，此时H型钢网格梁高度1^350(L/34. 3)加混 凝土板厚，则楼盖板总厚度为S=350 + 50=400mm，比前者下降350mm，在确保写字楼净空高 度110=2. 8m 2. 85m条件下，层高只需3. 2m 3. 25m，比常规层高(3. 3m 3. 4m)下降O. lm 0. 15m，比前者每层下降O. 35m，即每10层可多增一层。但H型钢网格板综合造价比大柱网钢 框架中间十字梁或中间井字梁结构的综合造价高(10% 15%)，虽然节约层高但用钢量增加 ，总结其不足之处如下其一、用钢量相对偏大；其二、楼盖结构内部走水、电线管不便； 其三、网格较多，焊接连接节点的焊点多，如12mX12m网格板，网格l. 5mX 1. 5m时，该网格 板有81个交叉节点，即1944条焊缝，不仅在现场焊接工作量大，而且由于焊接变形的影响， 质量亦难控制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种一种结构轻巧、安装容易、现场焊接量少、制作精度 较高的装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构，以克服现有技术的不足。
本实用新型的技术方案装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构是由两个或两个以 上的双层十字形拼装单元l相互连接构成；双层十字形拼装单元1由弦杆2、柱形钢管3和托板组成，在柱形钢管3的两端各焊接有一块托板4，在每块托板4上均连接有4根截面形状为T字 形的弦杆2，连接在每块托板4上的4根弦杆2呈十字形排列；并且每两个双层十字形拼装单元 1的连接是通过双拼接板6与两个双层十字形拼装单元1的弦杆2相互搭接后再用高强螺栓7连 接成一体。
截面形状为T字形的弦杆2的翼缘端部为三角形，并且每四根弦杆2的翼缘端部对焊于柱 形钢管3—端的托板4上焊缝呈十字形，弦杆2的腹板焊接在柱形钢管3的侧壁上，连接在柱形 钢管3上的每4根弦杆2呈十字形分布。
所述的柱形钢管3为圆形钢管或方形钢管。
所述的截面形状为T字形的弦杆2是用型材或钢板焊接后制成。
每个双层十字形拼装单元l的长度a为l. 5 2m。
与现有技术比较，本实用新型是一种内部无斜腹杆的钢空间网格结构，利用本实用新型 的网格结构作楼盖时，在弦杆上焊接销钉，使混凝土与钢制上弦杆共同作用，可提高网格结 构的刚度，若作曲面网壳屋盖，在设置钢拎条后，可铺设彩钢复合板等轻屋面材料，也可作 点式玻璃采光曲面屋盖或在其上现浇钢筋混凝土薄板，形成曲面网壳结构。本实用新型的结 构组成及构造原理与成功应用于工程实践的钢筋混凝土空腹夹层板及壳有"异曲同功"的作 用，不同之处及相对优越性主要体现在如下几方面其一、本实用新型的结构由钢构件组成 ，钢材的弹性模量Es是混凝土弹性模量的6 7倍，结构高度小、可以作得更轻巧；其二、本 实用新型的基本拼接单元是在工厂加工制作的双层十字形单元，其组装方式为将两两双层十 字形单元的弦杆采用双拼接板搭接后用高强螺栓连接，因两双层十字形单元的连接处为双层 十字形单元的反弯点(弯矩等于零点)，连接后结构整体性好，安全合理；其三、因双层十 字形单元为本实用新型的拼装单元，它是在工厂制作、运到工地后在反弯点处采用高强螺栓 连接，既消除了焊接变形和焊接应力，又避免了大量焊缝在现场施焊所带来的许多不利因素 的影响，结构质量也能保证，并提高工效。
本实用新型的结构体系，除可应用于大柱网多、高建筑钢结构楼盖外，尚可将其构造原 理应用于正、负、零高斯曲率的曲面网壳结构。因本实用新型的双层十字形单元在工厂制作 ，运到工地后再在反弯点处(两两弦杆连接点)采用高强螺栓连接后，形成的空间整体式新 型空腹夹层网格结构，该结构与一般钢网壳结构也有如下不同方面第一、网格由空腹梁交 叉组成，无斜腹杆，可以方便从网格空腹中间穿水、电线管；第二、拼装节点不在柱形钢管 上而是在两两弦杆采用双拼接板和摩擦型高强螺栓进行连接的部位(即上、下弦杆的反弯点 处)，连接更加可靠。第三、本实用新型构造简单，制作加工及组装无需特定的加工设备；第四、结构高度可下降1/3，因无斜腹杆，网格造型整洁无零乱感，室内网格造型整洁大方 。因此本实用新型具有很好的推广和应用价值。
图l本实用新型为平板型空腹夹层钢网格示意图； 图2本实用新型为曲面型空腹夹层钢网格示意图3为图1的剖面简图；其中a/2处的圆圈代表反弯点即拼接点； 图4为图2的剖面简图；其中a/2处的圆圈代表反弯点即拼接点； 图5是上、下弦杆采用双拼接板6和高强螺栓7拼接的结构示意图6是图5的俯视图7是图9的B-B向视图； 图8是双层十字形拼接单元1的立体示意图9是双层十字形拼接单元1侧剖面图10是图9的俯视图。
具体实施方式
本实用新型的实施例本实用新型的双层十字形单元1如图8所示，双层十字形单元l为
钢性焊接件，它是在截面形状为方形或圆形的柱状钢管1的两端各焊接一块托板4，再在每块 托板4上焊接4根截面形状为T字形的弦杆2，将4根弦杆2的翼缘端部加工成三角形，对拼后焊 于托板4上，焊接在托板4上的4根弦杆呈十字形排布(如图10所示)，并将对接处的焊缝铣 平，再在4根弦杆对接部位的上端焊接一块盖板5;弦杆2的腹板焊在柱形钢管3上(如图9所 示)；并且从图9中可明显看出连接在柱形钢管3两端的弦杆2之间有一定间距(空腹)，这 样可以方便从中穿入水、电线管。双层十字拼接单元l全部在车间制作，这样可以确保加工 质量，双层十字形单元l长度a优选为1.5 2m。双层十字拼装单元l运往工地后，其连接方式 如图5、图6和图7所示，将两双层十字形拼装单元1的上下弦杆2对齐后用双拼接板6搭接，并 在搭接好的双拼接板6和弦杆2上钻孔、穿入高强螺栓7进行连接，上述连接在施工现场完成 连接后，即形成本实用新型所述的网格板与网格壳。网格板若作楼盖或屋盖可在其上弦设抗 剪用的"销钉"或"S钢筋"8，再浇注一层50 70厚钢筋砼薄板9，即形成"钢一砼协同式 组合空腹夹层板"。强度设计时钢筋砼薄板作为结构自重的一部分，不考虑它的强度贡献， 但刚度设计时，可将砼截面折算为钢截面后计算刚度，即砼参加结构刚度计算，大幅度提高 网格大板的刚度。钢一砼协同式组合空腹夹层板作楼盖，它比一般钢一砼组合网架作楼盖， 有如下优点① 本实用新型的结构高度可比现有的网架结构高度下降一半；
② 本实用新型无斜腹杆，形成空腹井字形网格，整齐划一具有吊顶造形美。
③ 本实用新型的拼装单元在工厂焊接拼装制造，现场螺栓拼装，质量更加可靠。
权利要求1. 一种装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构，其特征在于它由两个或两个以上的双层十字形拼装单元(1)相互连接构成；双层十字形拼装单元(1)由弦杆(2)、柱形钢管(3)和托板(4)组成，在柱形钢管(3)的两端各焊接有一块托板(4)，在每块托板(4)上均连接有4根截面形状为T字形的弦杆(2)，连接在每块托板(4)上的4根弦杆(2)呈十字形排列；并且每两个双层十字形拼装单元(1)，的连接是通过双拼接板(6)与两个双层十字形拼装单元(1)的弦杆(2)相互搭接后再用高强螺栓(7)连接成一体。
2.权利要求2根据权利要求l所述的装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构 ，其特征在于截面形状为T字形的弦杆(2)的翼缘端部为三角形，并且每四根弦杆(2) 的翼缘端部对焊于柱形钢管(3) —端的托板(4)上，弦杆(2)的腹板焊接在柱形钢管(3 )上，连接在柱形钢管(3)上的4根弦杆(2)呈十字形分布。
3.权利要求3根据权利要求l所述的装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构 ，其特征在于所述的柱形钢管(3)为圆形钢管或方形钢管。
4.权利要求4根据权利要求l所述的装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构 ，其特征在于所述的截面形状为T字形的弦杆(2)是用型材或钢板焊接后制成。
5.权利要求5根据权利要求l所述的装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格结构 ，其特征在于每个双层十字形拼装单元(1)的长度(a)为1.5 2m。
专利摘要本实用新型涉及一种装配整体式平板型或曲面型钢空腹网格，它是先在柱形钢管的两端各焊接一块托板，并以托板的表面和柱形钢管的管壁为焊接点，将8根截面形状为T字形的弦杆分别焊接在柱形钢管的两端，构成双层十字形拼装单元，再在施工现场采用双拼接板和高强螺栓将两个或两个以上的双层十字形拼装单元的弦杆相互连接，即可组装成平板型网格结构或曲面型网格结构。按本实用新型制作的平板或曲面型网格结构不仅结构轻巧、牢固，其焊接工艺在工厂完成，从而可提高制作精度和质量；网格采用空腹梁交叉组成，无斜腹杆，可以方便从网格中间穿水、电线管，并具有有规律的网格造型，起到楼盖或屋盖的吊顶作用。
文档编号E04B7/00GK201128956SQ20072020111
公开日2008年10月8日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者卢压琴, 杨大春, 段渝忠, 田子东, 丹 舒, 亮 覃, 覃士杰, 马克俭, 魏艳辉, 黄首赟 申请人:贵州喀斯特钢结构有限公司;贵州大学勘察设计研究院空间结构研究所;贵阳市建筑设计有限公司