发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中为了提高大跨度钢结构支撑处的抗弯刚度,在楼盖周边采用实腹钢板工字梁来解决,这样造成此部分空腹不存在;在大跨度时靠近支撑处的下弦杆局部弯矩很大,而现有的T形钢腹板弯曲抗压能力差。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种大跨度装配整体式空腹夹层板楼盖,包括由支撑连接A区、过渡连接B区以及中心连接C区构成的矩形网格空腹钢结构;支撑连接A区位于矩形网格空腹钢结构的四周边缘,中心连接C位于矩形网格空腹钢结构的中间部分,过渡连接B区介于支撑连接A区和中心连接C区之间;支撑连接A区由多个支撑双十字单元构成,支撑双十字单元位于楼盖支撑边缘的1~3个网格单元内;过渡连接B区由多个过渡双十字单元构成,过渡双十字单元位于支撑连接A区相邻的网格单元内;中心连接C区由多个中心双十字单元构成,中心双十字单元由与过渡连接B区相邻的网格单元延伸至矩形网格空腹钢结构的中心处;支撑双十字单元由H型支撑弦杆分别构成上下两个十字单元,并在上下两个十字单元的中心处竖直设有一根支撑剪力键;过渡双十字单元的上下两个十字单元中设有与支撑双十字单元的H型支撑弦杆相对接的H型过渡弦杆以及与中心双十字单元相对接的T型过渡弦杆;过渡双十字单元的上下两个十字单元的中心处竖直设有一根过渡剪力键;中心双十字单元由T型中心弦杆分别构成上下两个十字单元,并在上下两个十字单元的中心处竖直设有一根中心剪力键;支撑双十字单元、过渡双十字单元以及中心双十字单元共同对接构成双层的矩形网格空腹钢结构。
采用将楼盖分为支撑连接A区、过渡连接B区以及中心连接C区,并在各个区域内设置相应结构强度的双十字单元,不仅能够保证楼盖的结构强度,而且还能够节省用钢量,降低了楼盖成本;采用H型支撑弦杆分别构成支撑双十字单元的上下两个十字单元,避免采用实腹钢板工字梁造成此部分空腹不存在的问题,提高了楼盖的空腹率,更加方便空调等顶部设备布线;采用过渡双十字单元方便连接支撑双十字单元和中心双十字单元,满足强度逐渐降低的过渡连接要求。
作为本发明的进一步改进方案,支撑双十字单元中的上下对应的两根H型支撑弦杆之间固定设有支撑槽钢,且支撑槽钢竖直固定在支撑剪力键上。采用支撑槽钢能够有效提高H型支撑弦杆对接的结构强度。
作为本发明的进一步限定方案,支撑槽钢的槽底面正对于支撑剪力键的壁面。将支撑槽钢的槽底面设置为正对于支撑剪力键的壁面,使槽底面更好地支撑在H型支撑弦杆的下方,进一步提高H型支撑弦杆对接的结构强度。
作为本发明的进一步改进方案,H型支撑弦杆的腹板上且位于支撑槽钢的槽底面的正上方和正下方均设有支撑加强筋板,支撑加强筋板的上下边缘分别固定于H型支撑弦杆的两侧翼缘上。采用支撑加强筋板能够有效防止H型支撑弦杆的两侧翼缘变形,进一步提高了H型支撑弦杆的结构强度。
作为本发明的进一步改进方案,过渡双十字单元中的上下对应的两根T型过渡弦杆之间设有固定钢板,过渡双十字单元中的上下对应的两根H型过渡弦杆之间设有过渡支撑槽钢,固定钢板和过渡支撑槽钢均固定于过渡剪力键上。采用固定钢板和过渡支撑槽钢能够对应增强T型过渡弦杆和H型过渡弦杆的结构强度。
作为本发明的进一步限定方案,过渡支撑槽钢的槽底面正对于过渡剪力键的壁面。将过渡支撑槽钢的槽底面设置为正对于过渡剪力键的壁面,使槽底面更好地支撑在H型过渡弦杆的下方,进一步提高H型过渡弦杆对接的结构强度。
作为本发明的进一步改进方案,H型过渡弦杆的腹板上且位于过渡支撑槽钢的槽底面的正上方和正下方均设有过渡加强筋板,过渡加强筋板的上下边缘分别固定于H型过渡弦杆的两侧翼缘上。采用过渡加强筋板能够有效防止H型过渡弦杆的两侧翼缘变形,进一步提高了H型过渡弦杆的结构强度。
作为本发明的进一步改进方案,中心双十字单元中的上下对应的两根T型中心弦杆之间设有中心固定钢板,中心固定钢板固定于中心剪力键上。采用中心固定钢板能够有效增强T型中心弦杆对接的结构强度。
作为本发明的进一步改进方案,支撑双十字单元、过渡双十字单元以及中心双十字单元中上十字单元的顶部均固定设有凸出的销钉。采用销钉能够方便将混凝土层固定在各个双十字单元的上十字单元的顶部。
作为本发明的进一步限定方案,支撑剪力键、过渡剪力键以及中心剪力键均为方钢管。采用方钢管作为剪力键能够从四个方向满足剪力支撑需求。
本发明的有益效果在于:(1)采用将楼盖分为支撑连接A区、过渡连接B区以及中心连接C区,并在各个区域内设置相应结构强度的双十字单元,不仅能够保证楼盖的结构强度,而且还能够节省用钢量,降低了楼盖成本;(2)采用H型支撑弦杆分别构成支撑双十字单元的上下两个十字单元,避免采用实腹钢板工字梁造成此部分空腹不存在的问题,提高了楼盖的空腹率,更加方便空调等顶部设备布线;(3)采用过渡双十字单元方便连接支撑双十字单元和中心双十字单元,满足强度逐渐降低的过渡连接要求。
具体实施方式
如图1-6所示,本发明的大跨度装配整体式空腹夹层板楼盖包括由支撑连接A区、过渡连接B区以及中心连接C区构成的矩形网格空腹钢结构。
其中,支撑连接A区位于矩形网格空腹钢结构的四周边缘,中心连接C位于矩形网格空腹钢结构的中间部分,过渡连接B区介于支撑连接A区和中心连接C区之间;支撑连接A区由多个支撑双十字单元1构成,支撑双十字单元1位于楼盖支撑边缘的1~3个网格单元内;过渡连接B区由多个过渡双十字单元2构成,过渡双十字单元2位于支撑连接A区相邻的网格单元内;中心连接C区由多个中心双十字单元3构成,中心双十字单元3由与过渡连接B区相邻的网格单元延伸至矩形网格空腹钢结构的中心处;支撑双十字单元1由H型支撑弦杆4分别构成上下两个十字单元,并在上下两个十字单元的中心处竖直设有一根支撑剪力键5;过渡双十字单元2的上下两个十字单元中设有与支撑双十字单元1的H型支撑弦杆4相对接的H型过渡弦杆6以及与中心双十字单元3相对接的T型过渡弦杆7;过渡双十字单元2的上下两个十字单元的中心处竖直设有一根过渡剪力键8;中心双十字单元3由T型中心弦杆9分别构成上下两个十字单元,并在上下两个十字单元的中心处竖直设有一根中心剪力键10;支撑双十字单元1、过渡双十字单元2以及中心双十字单元3共同对接构成双层的矩形网格空腹钢结构。
由于矩形网格空腹钢结构四周边缘受到的钢性力较强,所以在如图1的网格单元中,位于边缘与单点划线之间的为支撑连接A区,位于单点划线与双点划线之间的为过渡连接B区,位于双点划线内的为中心连接C区;支撑连接A区和过渡连接B区中粗实线处采用的是H型钢,即采用支撑双十字单元1进行对接,并在粗实线顶端设置与中心双十字单元3相对接的过渡双十字单元2。
如图2-6所示,在支撑双十字单元1中的上下对应的两根H型支撑弦杆4之间固定设有支撑槽钢11,且支撑槽钢11竖直固定在支撑剪力键5上;并将支撑槽钢11的槽底面正对于支撑剪力键5的壁面;在H型支撑弦杆4的腹板上且位于支撑槽钢11的槽底面的正上方和正下方均设有支撑加强筋板12,且支撑加强筋板12的上下边缘分别固定于H型支撑弦杆4的两侧翼缘上;在过渡双十字单元2中的上下对应的两根T型过渡弦杆7之间设有固定钢板13,在过渡双十字单元2中的上下对应的两根H型过渡弦杆6之间设有过渡支撑槽钢14,固定钢板13和过渡支撑槽钢14均固定于过渡剪力键8上;并将过渡支撑槽钢14的槽底面正对于过渡剪力键8的壁面;在H型过渡弦杆6的腹板上且位于过渡支撑槽钢14的槽底面的正上方和正下方均设有过渡加强筋板15,过渡加强筋板15的上下边缘分别固定于H型过渡弦杆6的两侧翼缘上;在中心双十字单元3中的上下对应的两根T型中心弦杆9之间设有中心固定钢板16,中心固定钢板16固定于中心剪力键10上;在支撑双十字单元1、过渡双十字单元2以及中心双十字单元3中上十字单元的顶部均固定设有凸出的销钉17,能够方便将混凝土层固定在各个双十字单元的顶部;支撑剪力键5、过渡剪力键8以及中心剪力键10均为方钢管。
本发明中的H型支撑弦杆4和H型过渡弦杆6采用型号尺寸相同的H型钢;T型过渡弦杆7和T型中心弦杆9采用型号尺寸相同的T型钢;在具体实施时H型钢采用的是H300×250×8×12,T型钢采用的是T300×250×8×12,方钢管采用的是口280×8,在进行各个弦杆对接时,先采用高强螺栓将连接板19固定安装在腹板的阵列式通孔18上,再采用现场焊接的方法,对各个对接边缘进行焊接。