CN105201115A - 装配整体式空间钢网格盒式结构的正交斜放空腹夹层板楼盖单元划分及安装方法 - Google Patents

装配整体式空间钢网格盒式结构的正交斜放空腹夹层板楼盖单元划分及安装方法 Download PDF

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马克俭
田啟良
吴刚
栾焕强
张华刚
吴聚龙
陈志鹏
曾勇
唐敦洲
肖建春
马华
曾垂武
魏艳辉
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HUNAN JINHAI STEEL STRUCTURE CO Ltd
NANJING CHINA CONSTRUCTION CHEMICAL EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Tianjin University
Southeast University
Guizhou University
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HUNAN JINHAI STEEL STRUCTURE CO Ltd
NANJING CHINA CONSTRUCTION CHEMICAL EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Tianjin University
Southeast University
Guizhou University
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Abstract

本发明提出了装配整体式空间钢网格盒式结构的正交斜放空腹夹层板楼盖单元划分及安装方法。装配整体式空间钢网格盒式结构用于矩形平面的多层大跨度公共建筑与工业厂房(ZL201320375254.2及ZL201320375095.6)，起到了工厂制作现场拼装的工业化功效，但工厂制作的各类网格单元要车辆运输通过收费站，才能到达施工现场，其单元宽度应小于进出口处宽度。原专利(上述两项专利)的工厂制作单元，其宽度大于收费站出入口，本发明采用新的楼盖网格划分单元，形成双拼空腹梁单元，宽度小于收费站出入口宽度。运至工地后，直接用支架安装，再将双拼单元散件现场焊接形成整体。此种单元划分有1/4的焊接工作在现场进行，免去了原方法的高强螺栓连接，节约了安装成本，取到一举两得功效。

Description

装配整体式空间钢网格盒式结构的正交斜放空腹夹层板楼盖单元划分及安装方法
技术领域
长期以来，大跨度(L＝18m～36m)工公共与工业建筑，受传统钢框架结构的局限(用钢量大，造价高)绝大多数建筑均设计为单层单跨或单层多跨造成土地资源浪费，对生态文明建设不利，针对上述情况，提出了“多层大跨度公共与工业厂房盒式结构(ZL201320375254.2及ZL201320375095.6)”，使多层大跨度公共与工业建筑的结构用钢量大幅下降(20％～25％)的同时，其钢结构主体均在工厂车间加工、运到现场采用高强螺栓连接形成整体，但在多项工程实践中，原专利技术在工厂加工的网格单元，运往安装现场的途中，受检查站、收费站宽度的限制，造成吨、公里运费高，间接增加了制造成本。正交斜放钢空腹夹层板楼盖，原专利技术单元划分为井字和双井字形式，方形网格尺寸为a＝2.1m～2.9m之间，井字形网格最小宽度为2a，即(4.2m～5.8m)，原专利技术几项多层大跨度工业厂房正交斜放楼盖均修改为单榀空腹梁，在施工现场再形成双井字或单井字后进行安装，同时，原拼装全部采用高强螺栓连接，成本偏高。本方法采用杆接连接，其焊接量只有整个结构焊接量1/5，节约成本有利推广。
发明内容
本发明提出一种“双拼空腹梁工厂制作单元”，如图1沿x2方向双线构成的单元，其最大宽度为网格尺寸a1＝(2.1m～2.9m)＜3m，其最大长度为跨度的1.414倍，如跨度L＝23.4m时，其最大长度33m，如图2的ST-1单元，此单元在工厂制作时，沿长度均分为4段(8273×2757)，每一段含节点和竖杆均在工厂制作(图2中A、B单元)，图3a和图3b为工厂制作的A、B单元平面几何尺寸，其中A单元左端与H钢柱连接，此处只有上、下T形钢构件呈悬臂状态，A单元右端有竖杆及节点，但其平面外易变形，相同情况出现在图3b图的B单元，故A、B单元在工厂制作后吊装运输之前，必须如图3a，图3b增加临时斜撑杆(如图虚线所示)；工厂制作单元A、B单元均出现上、下弦T形截面悬臂杆，除了平面外加临时斜撑外，还要在其平面内悬臂端加竖向临时支撑角钢，如图4左侧所示，以防止运输、安装时这些T形悬臂杆平面内抖动和变形。图1所示矩形平面楼盖，其双线标示的是在工厂加工焊接连接形成的单元，此楼盖沿x2向共有单拼与双拼空腹梁ST-1、ST-2、ST-3、ST-4、ST-5、ST-6、ST-7共9榀，图1中间三排黑色圆圈为该单元安装时的临时竖向支撑，也是制作单元划分点，这些单元在此处拼装后，即形成沿x2向的双拼空腹钢梁，这些双拼空腹梁上、下节点的竖杆(剪力键)与弦杆焊缝及竖杆节点板焊缝共有5条(上、下共10条)，其中4/5的焊缝在工厂焊接连接，1/5在现场通过安装螺栓固定后现场焊接。现场焊接工作量大幅度下降的同时，也免除了高强螺栓等强连接作业，节约成本。如图1所示楼盖，不计支坐处节点，共计210节点，共有焊缝n1＝210×5＝1050条，其中840条焊缝在工厂车间完成，现场焊缝210条(20％)大幅度降低现场焊接工作量的同时，取消高强螺栓等强连接工序，在降低工程造价的同时，确保工厂制造，现场安装的装配整体式工序实施。
附图说明
附图1为某多层(4层)大跨度(L1＝23.4m)公共建筑空间空腹钢网格正交斜放盒式结构楼盖结构布置简图，其沿矩形平面周边设H型钢柱(角部为方钢管柱)，周边柱网设为a1(此处a1＝3900)，楼盖网格沿x2及x3方向布置，即与柱轴线45°交汇，而其两个方向的上、下T形截面弦杆，在设有方形钢管剪力键位置正交，形成如图所示正方形网格，其网格边长为a2＝cos45a1(此处a2＝0.7071×3900＝2757.69)。图示双线部分为工厂加工焊接成形的“双拼钢空腹梁”，沿x3向为单线，表示为工厂加工的上、下肋T形截面钢构件，图中黑色圆圈为安装时临时支撑构件，安装完毕浇制混凝土养护后拆除；
附图2为附图1中的ST-1双拼空腹梁单元尺寸与简图，它在工厂加工时，分为两个A单元和两个B单元，黑色圆圈为支撑构件；
附图3为附图两榀ST-1双拼空腹梁的工厂制作的A、B单元平面图；
附图4为附图3侧视图，空腹梁的上、下肋T形构件与带加劲板的方钢管对焊连接形成刚接框架，其左侧的上、下肋T形构件在运输、安装时均为悬臂构件，出厂时，应采用角钢构件临时固定，如本图左侧所示，安装完毕后拆除。
具体实施方式
图1所示为正交斜放盒式结构楼盖平面网格划分图，其双线表示x2方向工厂加工的单拼或双拼空腹梁，即ST-1、ST-2、ST-3、ST-4、ST-5、ST-6、ST-7等，其沿x3方向也是在工厂加工的上、下肋T形构件(单线所示)均由车间装车运往施工现场，这些工厂加工单元和构件，最大运输单元其宽度a2≤3m，单元最长为3a2＜9m，便于装车及过收费站。这些楼盖的制作单元(双线所示)及单根T形构件(单线所示)运到施工现场之前，应加临时支撑构件，如图2中A、B单元要在其悬臂构件端，如图3虚线所示斜撑杆及图4所示T形悬臂构件平面内加角钢撑杆，确保运输安装不变形，所有单元及构件运到工地后，其安装工序如下：
安装周边立柱、横梁→按图1所示立跨中支撑杆(黑色圆圈)→安装x2向ST-1、ST-2、ST-3、ST-4、ST-5、ST-6、ST-7各双拼或单拼单元(双线所示)空腹桁架，并焊接形成双拼和单拼空腹梁形成图示的多跨连续空腹梁→分批分块将工厂加工x3方向的单根T形构件，通过安装螺栓连接后，在现场等强对焊形成整体→在上部T形构件网格翼缘打销钉→在上部T形构件网格立模板并绑扎钢筋，并现场浇制楼面混凝土→经养护后拆除临时支撑，即形成空间网格盒式结构楼盖。

Claims (4)

1.多层大跨度公共与工业建筑采用装配整体式空间钢网格盒式结构时，其正交斜放空腹夹层板楼盖所有制作单元和构件，均在工厂车间下料，所有节点焊接工序均在车间完成，并占楼盖焊接工作量的80％。
2.装配整体式空间钢网格盒式结构正交斜放空腹夹层板楼盖工厂制作单元，其长、宽几何尺寸，符合运输要求，既满足公路检查及收费站宽度要求，其制作单元与T形上、下弦构件混装，满足车辆运输吨，公里要求，节约运输成本。
3.装配整体式空间钢网格盒式结构正交斜放空腹夹层板楼盖，其制作单元和构件在现场拼装时，不再采用高强螺栓等强连接形成整体，而采用普通螺栓安装就位后，在现场对焊连接形成整体，其焊接工作量仅是整个楼盖焊接工作量20％，降低工程成本。
4.本装配整体式空间钢网格盒式结构的空腹网格楼盖的工厂制作划分单元，ST-1、ST-2等只适用于楼盖，长边长度L1比楼盖跨L2之比L1/L2＞1.5的矩形平面楼盖。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 210034 Nanjing economic and Technological Development Zone, Jiangsu, rural township, No. seven Avenue, No. 88

Applicant after: Built in Wuzhou Engineering Equipment Co. Ltd.

Applicant after: Southeast University

Applicant after: Guizhou University

Applicant after: Tianjin University

Applicant after: Hunan Jinhai Steel Structure Co., Ltd.

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Applicant before: Nanjing China Construction Chemical Equipment Manufacturing Co., Ltd.

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