正交斜放u型钢、混凝土组合空腹楼盖及制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种楼盖及制作方法，具体地说，涉及一种正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖及制作方法，尤其用于多层(2层-4层)大跨度(Ly=30m-36m)，长边尺寸Lx=(60m-72m)以上的窄长形平面(Lx/Ly> 2)U形钢、混凝土组合空腹楼盖的制作方法，属于多层大跨度建筑技术领域。
【背景技术】
[0002]改革开放36年来，我国经济建设高速发展，其中建筑工程的发展令世界瞩目，而建筑工程中的大跨度(Ly=30m-36m)的公共与工业建筑，受传统结构体系(框架)的制约，其中99%均为单层，极小部分为多层大跨度公共建筑，如体育运动中心等，只好采用预应力混凝土框架结构。造成肥梁胖柱，这是制约此类建筑工程向多层大跨度发展的根本原因。这种情况的出现，亦是不得以而为之。此类单层大跨度建筑，30多年以来全国按35亿平方米计算，已占去良田好土达683.2万亩，长此以往将导致耕地面积大幅度减少的同时，严重影响“生态文明建设”的实施。
[0003]近几年全国各省、市相继出台相关节约公共与工业建筑用地政策，大跨度工业厂房要由单层改为多层(三层)。从上世纪90年代中期起，研制者就提出混凝土、钢、钢、混凝土组合的多层大跨度空腹楼盖多项专利技术，相继建成各类多层大跨度公共与工业建筑，约250万平方米。对35亿平方面而言，这仅是“杯水车薪”。很多公共与工业建筑，因功能和工艺需要，其楼盖平面为窄长形，其楼盖平面如图1所示，多层(3层)大跨度(Ly=31.2m)公共建筑窄长形(Lx/Ly=62.4/31.2=2 > 1.5)楼盖平面图楼盖面积62.4mX31.2m= 1947m2,三层面积5841m2 (坐标X，y);即其楼盖平面长度方向(Lx)与跨度(Ly)尺寸之比Lx/Ly >1.5后，楼面荷载主要是由短跨方向传给两侧支承柱，长度方向的两端山墙柱承受楼面荷载极小，这是楼盖窄长形平面(Lx/Ly > 1.5)以后，楼盖受力不均匀造成的，此时其沿跨度方向内力是沿楼盖长向内力的(5-50倍)形成单向受力即长向完全按构造配杆和配筋，从而造成材料上的浪费。当窄长形平面楼盖跨度当Ly > 30m以后，正交正放钢筋混凝土网格空腹梁下弦出现裂缝，而采用U型截面钢板时，另一个方面(长向)内力极小，无需U型截面钢板，按构造设置(S=6mm)亦是浪费，如图2所示，为U型钢、混凝土正交正放组合空腹夹层板楼盖，网格 aXa=2.4mX 2.4m=5.76m2，共 338 网格，即 338X2.4mX 2.4m=1947m2，按照申请号200610200188X的结构布置方法，楼面荷载90%以上由跨度方向空腹梁传递，形成单向受力，长向只传递荷载12.5%，跨度方向传递荷载87.5%，受力极不均匀，其刚度及舒适度亦降低。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖及制作方法，实现以下目的:
1、能够使窄长形平面(Lx/Ly > 1.5)的多层大跨度楼盖两个方向受力均匀和框架结构比，降低楼盖的混凝土和钢材用量，混凝土量减少40%，钢量减少48%。
[0005]2、当跨度大于30米以后，可以控制下弦混凝土裂缝开展，满足现行的国家混凝土规范要求。
[0006]3、提高结构刚度和舒适度，并节约建筑用材。
[0007]4、减小楼盖的厚度，h=Ly/ (25-30)。
[0008]5、楼盖空腹内可作空调管线设备层使用，进一步降低楼层厚度，从而降低建筑层尚O
[0009]6、提供一种正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖及制作方法。
[0010]为解决以上问题，本发明采用的技术方案为:正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖，其特征在于:建筑物楼盖周边为等腰三角形网格，中间沿周边45°夹角为正方形空腹网格；
周边等腰三角形直角边尺寸a与等腰三角形斜边长al为a=al X sin45°关系，即周边网格al确定后，内部沿45°方向方形网格a尺寸确定；
所述建筑物楼盖由下弦和上弦通过钢筋混凝土剪力键连接而成，下弦由兼作模板和受力钢板的U型钢构件和U型钢构件槽内的钢筋混凝土层组合构成。
[0011]一种优化方案，建筑物楼盖为长边(Lx)与短边(Ly即跨度)之比L X/Ly> 1.5的窄长形平面，跨度Ly > 30m。
[0012]进一步地，所述U型钢构件由U型截面钢板连接而成，U型截面钢板两端底部具有延长部，该延长部为等腰三角形。
[0013]进一步地，在下弦的网格交叉点处U型钢构件的上下两边设有上连接板和下连接板，并且上连接板和下连接板通过高强度螺栓与该网格交叉点处的四个U型截面钢板连接为一体。
[0014]进一步地，在下弦网格交叉点处四个U型截面钢板的槽内设置有十字形剪力钢筋。
[0015]进一步地，在下弦网格交叉点处四个U型截面钢板的槽内设置有下弦受力钢筋及箍筋。
[0016]基于以上所述正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖，该正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖的制作方法包括以下步骤:
首先将钢板弯成U型截面钢板；
再在U型截面钢板两端底部切割出等腰三角形状的延长部，打孔；
将U型截面钢板的延长部连接成网格状，网格交叉点处U型截面钢板通过上连接板和下连接板用高强螺栓等强连接成U型钢构件。
[0017]进一步地，在楼盖的U型钢槽内绑扎下弦受力钢筋及箍筋，并设置剪力钢筋；扎钢筋后现场浇制混凝土，再架设钢筋混凝土上弦模板，扎钢筋后二次浇制混凝土，即形成U型钢、混凝土正交斜放组合空腹楼盖结构整体。
[0018]本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点:能够使窄长形平面(Lx/Ly > 1.5)的多层大跨度楼盖两个方向受力均匀和框架结构比，降低楼盖的混凝土和钢材用量，混凝土量减少40%，钢量减少48% ;当跨度大于30米以后，下弦网格使内力分布均匀，U型钢包裹下弦与混凝土一起参加工作，下弦在拉力作用下由U型钢板承担拉力，可以有效控制下弦混凝土裂缝开展问题；提高结构刚度和舒适度，并节约建筑用材；减小楼盖的厚度，A=Z/(25-30);楼盖空腹内可作空调管线设备层使用，进一步降低楼层厚度，从而降低建筑层高。
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
【附图说明】
[0020]附图1为现有技术中正交正放U型钢、混凝土组合空腹楼盖平面图；
附图2为现有技术中正交正放U型钢、混凝土组合空腹楼盖网格布置图；
附图3为本发明实施例中正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖平面图；
附图4为本发明实施例中正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖网格布置图；
附图5为本发明实施例中一层含三个篮球场的体育馆平面图；
附图6为本发明实施例中U型截面钢板的结构示意图；
附图7为本发明实施例中U型钢、混凝土组合楼盖平面图；
附图8为本发明实施例中U型钢内部高强螺栓孔洞示意图；
附图9为本发明实施例中U型钢底部拼接板上螺栓的布置图；
附图10为本发明实施例中U型钢上部拼接板上螺栓的布置图；
附图11为本发明实施例中正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖剪力键的结构示意图；
附图12为本发明实施例中正交斜放U型钢、混凝土组合空腹楼盖的剖面图。
【具体实施方式】
[0021]本发明的技术方案针对图3、4的多层(3层)大跨度(Ly > 30m)，其长边Lx > 60m，其Lx/Ly=2 >