钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构及其制作方法.pdf

本发明涉及一种钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，建筑物楼盖的空腹梁与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接；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a1为a=a1×sin45°关系，即周边网格a1确定后，内部沿45°方向方形网格a尺寸确定，当建筑物的长度Lx与其跨度Ly之比大于1.5，空腹梁其上弦截面为T形，其下弦截面为矩形，其剪力键净高h0与其净宽B之比h0/B≤1，横向空腹梁彼此沿两个450方向正交斜放形成刚度很大的横向空间空腹网格，这些网格周边节点与竖向的网格式框架刚性连接，从而形成钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构整体。结构受力均匀，提高抗侧刚度，节约工程造价。

1.  钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，其特征在于：建筑物楼盖空腹梁两端的上、下弦与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接。

2.  如权利要求1所述的钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，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a₁为a=a₁×sin45°。

3.  如权利要求1所述的钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，其特征在于：建筑物楼盖为长边（L_x）与短边（L_y即跨度）之比L_x/L_y＞1.5的窄长形平面。

4.  如权利要求1所述的钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，其特征在于：空腹梁其上弦截面为T形，其下弦截面为矩形，其剪力键净高h₀与其净宽B之比h₀/B≤1。

5.  如权利要求4所述的钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，其特征在于：剪力键的截面为十字形。

6.  如权利要求1-5其中之一所述钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：
1）先施工一层周边钢筋混凝土网格式框架柱；
2）施工一层钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，将一层建筑物楼盖的空腹梁与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接。

7.  如权利要求6所述钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构的制作方法，其特征在于：所述制作方法还包括以下步骤：
进行二层周边钢筋混凝土网格式框架柱的施工；
施工二层钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，将二层建筑物楼盖的空腹梁与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接。

8.  如权利要求7所述钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构的制作方法，其特征在于：所述制作方法还包括以下步骤：
进行其他楼层的周边钢筋混凝土网格式框架柱、钢筋混凝土空腹夹层板楼盖的施工及连接；
通过养护，形成钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构。

钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种多层（2层-4层）大跨度（18m-30m）楼盖长（Lx）短（L_y）之比L_x/L_y＞1.5窄长形平面的钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构及其制作方法，属于建筑结构技术领域。
背景技术
2014年5月22日，国土资源部颁发《中华人民共和国国土资源部令》即《节约集约利用土地规定》（第61号），对大跨度（L_y=18m-30m）公共与工业建筑，不再作单跨单层和多跨单层，而要作单跨多层和多跨多层，采用传统的钢筋混凝土框架结构，不仅《建筑抗震设计规程》（GB50011-2010）有明确规定，“不应或不宜作单跨多层”这是钢筋混凝土传统框架结构，避免不了的缺陷。
例：当建筑物为单跨多层(4层)，它的长边L_x=54m，短边跨度L_y=27m，即L_x/L_y=2时，周边柱网为9m，此时跨度方向每一层只有4根柱3根梁，框架结构的抗侧刚度远远不满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）要求；采用正交正放盒式结构的楼盖，也会造成楼盖沿跨度方向80%以上荷载，而沿长向荷载传递极小使结构受力不均匀现象的发生。
发明内容
本发明要解决的问题是针对以上不足，提供一种钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，采用该网格盒式结构后，实现以下目的：
1、提高抗侧刚度：将横梁与柱刚性连接，在相同水平力P作用下，其抗侧刚度提高4倍；网格化后，周边网格式框架在截面不变情况下，其抗侧刚度提高了90倍。
2、节约工程造价：比大跨度框架结构用材减少25%-30%，楼盖的空腹夹层板混凝土及钢材减少25%-30%以上或更高。
3、结构受力均匀，不会形成正交正放盒式结构楼盖沿跨度方向80%以上荷载，而沿长向荷载传递极小使结构受力不均匀现象发生。
4、提供一种钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构的制作方法。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，其特征在于：建筑物楼盖的空腹梁两端的上、下弦与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接。
一种优化方案，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a₁为a=a₁×sin45°关系，即周边网格a₁确定后，内部沿45°方向方形网格a尺寸确定。
进一步地，正交斜放空间网格盒式结构，适用于楼盖长边（L_x）与短边（L_y即跨度）之比L_x/L_y＞1.5的窄长形平面，空腹楼盖厚度h=(L_y/25~L_y/30),其上弦考虑混凝土板六倍厚度（6δ）参加工作，即上弦为T形截面，下弦仍为矩形截面，这些正交斜放空腹梁两端的上、下弦与网格式框架柱刚性连接，这是确保形成空间网格盒式结构整体的构造措施。
进一步地，空腹梁其上弦截面为T形，其下弦截面为矩形，其剪力键净高h₀与其净宽B之比h₀/B≤1。
进一步地，剪力键的截面为十字形。
基于以上所述钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，该钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构的制作方法包括以下步骤：
1）先施工一层周边钢筋混凝土网格式框架柱；
2）施工一层钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，将一层建筑物楼盖的空腹梁与其
周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接。
进一步地，进行二层周边钢筋混凝土网格式框架柱的施工；
施工二层钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，将二层建筑物楼盖的空腹梁与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接。
进一步地，进行其他楼层的周边钢筋混凝土网格式框架柱、钢筋混凝土空腹夹层板楼盖的施工及连接；
通过养护，形成钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
（1）结构受力均匀，不会形成正交正放盒式结构楼盖沿跨度方向80%以上荷载，而沿长向荷载传递极小使结构受力不均匀现象发生。
（2）提高抗侧刚度：将横梁与柱刚性连接，在相同水平力P作用下，其抗侧刚度提高4倍；网格化后，周边网格式框架在截面不变情况下，其抗侧刚度提高了90倍。当大幅度截面尺寸，其用材比常规框架下降25%左右时，其刚度满足规范要求，从而节约大量建筑用材。
（3）节约工程造价：框架结构用材减少25%-30%，楼盖的空腹夹层板用材减少25%-30%。
（4）使窄长形平面的多层（2层-4层）大跨度（18m-30m）建造从不能实施到在节约工程造价前提下能够建造，达到国土资源部有关《节约集约土地资源》文件兴建多层大跨度建筑的要求。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
附图1为本发明实施例中钢筋混凝土正交斜放空腹夹层板楼盖的结构布置图；
附图2为本发明实施例中窄长形平面钢筋混凝土网格式框架结构布置图；
附图3为本发明实施例中钢筋混凝土空腹板楼盖剖面构造图；
附图4为本发明实施例中正交斜放钢筋混凝土剪力键构造图。
具体实施方式
实施例1，钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，建筑物楼盖的空腹梁两端的上、下弦与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接；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a₁为a=a₁×sin45°关系，即周边网格a₁确定后，内部沿45°方向方形网格a尺寸确定。建筑物的长度L_x与其跨度L_y之比大于1.5。空腹梁其上弦截面为T形，其下弦截面为矩形，其剪力键净高h₀与其净宽B之比h₀/B≤1。
该钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构按照以下步骤制作方法包括：
1）先施工一层周边钢筋混凝土网格式框架柱和框架梁；
2）施工一层钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，将一层建筑物楼盖的空腹梁与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接；
3）再进行二层周边钢筋混凝土网格式框架柱和梁的施工；
4）施工二层钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，将二层建筑物楼盖的空腹梁与其周边钢筋混凝土网格式框架柱刚性连接；
5）依次进行其他楼层的周边钢筋混凝土网格式框架柱、钢筋混凝土空腹夹层板楼盖的施工及连接；
6）通过养护，形成多层大跨度钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构。
以图1所示为例进行详细说明，窄长形平面（L_x=57.6m,L_y=28.8m，L_x/L_y=2）楼盖每层面积A=57.6m×28.8m=1658.88m²，它由钢筋混凝土空腹梁彼此正交，并与周边钢筋混凝土竖向网格框架柱斜交（45°）刚性连接形成钢筋混凝土正交斜放空间网格盒式结构，该建筑为多功能体育建筑，从图2的钢筋混凝土竖向网格式框架简图可知，第一层为篮球、排球馆，共设四个篮球场地，层高9m，净高h₀₁=9m-1.2m=7.8m，中央空调层在空腹内其净空为1845×600，第二、三层为体操、兵乓球及会议厅，每层面积1658.88m²，层高6m，二、三层净高h₀=6m-1.2m=4.8m，中央空调层仍在空腹内设置，结构总高度H=9+6+6=21m＜24m，图3为钢筋混凝土空腹梁的剖面构造，网格a=2545，楼盖厚h=1200(L/23.57)h₁=300，h₀=600，h₀/B=600/700=0.857＜1，它由钢筋混凝土T形截面（含板）的上弦和钢筋混凝土矩形截面下弦通过图4所示十字形截面钢筋混凝土“剪力键”与上、下弦连为整体，形成空间空腹网格盒式结构整体。图4的钢筋混凝土十字形剪力键要求其净高h₀与净宽B之比h₀/B≤1，此处h₀/B=600/700=0.857＜1，符合块体单元的力学模型。
本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。