CN102296734A - 一种组合网架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构领域，所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，设计一种新型的组合网架结构，以达到设计计算简单、施工方便、防水性能好并能承受较重荷载等目的。其结构包括网架上弦和下弦和腹杆，腹杆上端与上弦的下方连接，下端与下弦连接，其改良之处在于所述上弦包括整体混凝土板和钢结构梁，钢结构梁嵌于整体混凝土板内并至少部分设置于整体混凝土板下表面外侧，所述下弦和腹杆为钢结构，与整体混凝土板下侧通过空心球缺连接。

Description

一种组合网架

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，更具体的说是一种组合网架。

背景技术

国组合网架的应用始于上个世纪80年代，之后获得了迅速发展，其应用范围也拓展到多、高层建筑楼层领域。组合网架上弦由混凝土板组成，下弦和腹杆由钢结构组成。上弦混凝土板又由混凝土制成的平板11、肋梁12和交叉梁13组成，混凝土板通过肋梁预埋件14与钢结构节点15的焊接而与钢结构连成整体，如图1和图2所示。

组合网架的最大优点是其上弦板兼起维护和承重功能，钢和混凝土的材料特性得到了充分发挥，从而减少了用钢量，拓展了网架的应用范围。但组合网架有不可避免的缺点：设计计算复杂，施工难度大。在设计方面，其复杂性在于混凝土板的设计，除须由有限元分析获得肋梁弯矩和轴向力之外，还须求出其局部弯矩，按偏心受压构件对肋梁和交叉梁进行配筋计算。

在施工方面，其复杂性在于以下三个方面：首先由于混凝土板是由平板、肋梁和交叉梁组成的，故混凝土平板一般为三角形板，如图1和图3所示，预制构件时模板很难制作。其次将混凝土板与钢结构组合时，由于施工误差（如混凝土板制作不规整，钢结构焊接变形较大，钢结构下料尺寸的误差等）的原因，板与板之间的预留缝要么过大，要么过小，使得混凝土预埋件和钢结构节点的焊接变得困难，焊工操作面受到限制，焊缝质量难以得到保证。最后，灌缝后，肋梁混凝土与新灌注的细石混凝土之间的粘结并不很理想，导致相邻肋梁难以通过缝隙之间细石混凝土的粘结而连成整体，这一方面使得计算模型与实际结构存在偏差，另一方面，如果网架用作屋盖，则易渗水，影响使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，设计一种新型的组合网架结构，以达到设计计算简单、施工方便、防水性能好等目的。

本发明通过以下技术方案实现上述目的。

本发明所设计的组合网架，结构包括网架上弦和下弦，下弦焊接在上弦的下方，其改良之处在于所述上弦包括整体混凝土板和钢结构梁，钢结构梁嵌于整体混凝土板内并至少部分设置于整体混凝土板下表面外侧，所述下弦为钢结构，与钢结构梁设置于整体混凝土板下侧部分连接。

造成现有技术中的问题的主要原因是组合网架的上弦板中有肋梁和交叉梁，而且板为预制构件。如果在组合网架的上弦板中取消肋梁和交叉梁，直接将上弦板作成一块平板，且采用整体现浇，则钢和混凝土的材料特性照样可以充分发挥，混凝土板仍然可以集承重功能和维护功能于一体，且维护效果要远好于前者，而其设计与施工过程将简单很多。

用有限元方法可精确计算出组合网架结构的内力。将上弦板离散成板单元，下弦和腹杆离散成杆单元，然后组合成整体刚度矩阵，求出内力，进而选取杆件截面和进行板的配筋，用一般的有限元程序就可以完成这个工作。设计时须考虑以下阶段的设计：

1．施工阶段：混凝土已浇筑完毕但还未能承重，恒载主要是钢结构自重和混凝土重，活荷载主要是施工荷载。

2．、使用阶段：混凝土已能承重，恒载主要是结构自重，面层和设备、管道重量；活荷载主要是楼面使用荷载，风载和地震作用等。

若采用整体拼装法施工，则尚须计算网架施工吊装阶段的承载力。

由上述可见，本专利的计算过程现对于现有技术大大简化了，而且计算速度也有大幅的提高。

本专利组合网架的上弦仍须布置少量的钢构件，其作用有三：一是满足施工吊装的要求，二是将混凝土板和下部钢结构连成整体（相当于普通组合网架中混凝土的预埋件），三是给混凝土板提供支承。如果将上弦的钢结构梁设计成⊥型梁，其竖直部分嵌入整体混凝土板中，横向部分设置在整体混凝土板下侧，则能很好地实现以上功能。由于焊工的焊接操作面不受限制，焊缝质量易于保证，⊥型梁与下弦钢结构的连接要优于普通组合网架预埋件与节点的连接，前者的焊接速度也要快于后者。

所述钢结构梁交叉设置，并在所述整体混凝土板内设置有底钢筋，底钢筋与钢结构梁连接。为固定板底钢筋，且使混凝土板和⊥型梁粘结理想，板底钢筋须与⊥型梁弯折焊接。混凝土板厚一方面须满足承载力的要求，另一方面须高出⊥型梁30mm以上，以使面筋能跨过⊥型梁。

所述下弦为钢结构节点，下方连接有腹杆，较佳的连接结构是所述钢结构节点通过一块顶板与钢结构梁连接。最佳是钢结构梁交叉设置，钢结构节点通过顶板连接在钢结构梁交叉位置下方。组合网架的节点可采用焊接球缺节点、十字钢板节点、螺栓环节点等结构。采用焊接球缺节点，则节点构造十分简单，只须将⊥型梁焊接在顶板上即可。

与普通组合网架相比，本专利的制作安装显得简单。如果网架高度不是很高，可直接搭建满堂脚手架进行施工，钢结构制作安装一次性完成，然后制模浇筑混凝土，其工作量与一般钢网架相当。如果网架高度较高，也可以采用在地面拼装，然后整体提升吊装的方法，待钢结构安装完毕后再利用网架下弦制模，然后浇注混凝土。这种结构尤其适用于楼盖和上人屋盖。因其整体性好，防水功能较普通组合网架要好。因此，相对于现有技术，本专利具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1为背景技术结构示意图。

图2为图1中A-A截面示意图。

图3为图1中上弦结构示意图。

图4为本专利实施例结构示意图。

图5为图4中B-B截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图举例对本专利的详细结构作进一步的说明。

结合图4所示的一种组合网架结构，包括网架上弦和下弦，下弦焊接在上弦的下方，所述上弦包括整体混凝土板1和钢结构梁2，钢结构梁2呈十字交叉设置。进一步结合图5，所述钢结构梁2为⊥型梁，竖直部分嵌入整体混凝土板1中，横向部分设置在整体混凝土板1下侧。所述下弦为钢结构球缺节点5，通过顶板4连接在钢结构梁2交叉位置下方，下方连接有腹杆6。节点5构造十分简单，只须将⊥型梁焊接在顶板2上即可。

在整体混凝土板1的内部结构中，所述整体混凝土板1内设置有底钢筋（图中未示出），底钢筋与钢结构梁2弯折焊接连接，为了使面筋能跨过⊥钢，整体混凝土板1厚度高出钢结构梁2高度30cm以上。

对于网架高度不是很高的情况，可直接搭建满堂脚手架进行施工，钢结构制作安装一次性完成，然后制模浇筑混凝土，其工作量与一般钢网架相当。对于网架高度较高的情况，也可以采用在地面拼装，然后整体提升吊装的方法，待钢结构安装完毕后再利用网架下弦制模，然后浇注混凝土。这种结构尤其适用于楼盖和上人屋盖。因其整体性好，防水功能较普通组合网架要好。

Claims (10)

1.一种组合网架，包括网架上弦和下弦，下弦焊接在上弦的下方，其特征在于所述上弦包括整体混凝土板和钢结构梁，钢结构梁嵌于整体混凝土板内并至少部分设置于整体混凝土板下表面外侧，所述下弦为钢结构，与钢结构梁设置于整体混凝土板下侧部分连接。

2.根据权利要求1所述的组合网架，其特征在于所述钢结构梁为⊥型梁，竖直部分嵌入整体混凝土板中，横向部分设置在整体混凝土板下侧。

3.根据权利要求1所述的组合网架，其特征在于所述钢结构梁交叉设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的组合网架，其特征在于所述整体混凝土板内设置有底钢筋，底钢筋与钢结构梁连接。

5.根据权利要求4所述的组合网架，其特征在于所述底钢筋与钢结构梁弯折焊接。

6.根据权利要求4所述的组合网架，其特征在于所述整体混凝土板厚度高出钢结构梁高度30cm以上。

7.根据权利要求1至3任一项所述的组合网架，其特征在于所述下弦为钢结构节点，下方连接有腹杆。

8.根据权利要求7所述的组合网架，其特征在于所述钢结构节点通过一块顶板与钢结构梁连接。

9.根据权利要求8所述的组合网架，其特征在于所述钢结构梁交叉设置，钢结构节点通过顶板连接在钢结构梁交叉位置下方。

10.根据权利要求7所述的组合网架，其特征在于所述钢结构节点为球缺节点、十字钢板节点或螺栓环节点。

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