CN106013446A - 大跨度建筑的屋面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度建筑的屋面结构,其特征是在屋面中央设置支撑柱,支撑柱包括混凝土圆柱、混凝土圆台、橡胶缓冲层、复合混凝土柱,混凝土圆柱上面为上大下小的混凝土圆台,混凝土圆柱和混凝土圆台插入工字钢进行加强,混凝土圆台上面为橡胶缓冲层,橡胶缓冲层上面为复合混凝土柱,复合混凝土柱包括预制管和混凝土芯,预制管包裹在混凝土芯外面;预制管内侧面设置承压钢板,承压钢板外面设置预应力锚具;在支撑柱四周设置预应力梁和预应力斜梁,形成发射形结构,预应力梁和预应力斜梁的受拉主筋有预应力筋和非预应力筋,预应力筋设置在中间,非预应力筋设置在预应力筋的两侧,预应力梁和预应力斜梁之间设置斜向梁。
Description
技术领域
本发明涉及一种屋面结构,特别涉及大跨度建筑的屋面结构。
背景技术
屋面结构采用大跨度时屋面梁受力会很大,有些工程采用预应力筋来提升力学性能,但仍可能达不到安全要求,另外当预应力筋过长时预应力张拉应力损失会比较大,可以在屋面梁下面设置混凝土柱来减少跨度,但是屋面梁下面的混凝土柱显然会影响使用功能。如何减少屋面梁的跨度,又能最大限度地发挥使用功能是工程人员面临的课题。可以在在屋面中央设置支撑柱减少屋面梁的跨度,但是支撑柱会承受很大的压力,支撑柱容易出现承压破坏。另外,如何设置预应力张拉机具也是该项技术措施遇到的难题。
发明内容
本发明是提供一种大跨度建筑的屋面结构,解决支撑柱容易出现承压破坏和预应力张拉机具难以设置的问题。
本发明在屋面中央设置支撑柱,支撑柱可以使屋面梁跨度减少一半,并在支撑柱上部设置预制管,预制管作为张拉预应力筋的支座,预制管下面设置橡胶缓冲层,橡胶缓冲层使柱顶由刚接变为铰接,这个措施不仅可以缓解支撑柱的压力,同时提高了结构的抗震性能,由于该部位为独立柱,在地震发生时所受到地震水平力也会很大,本发明通过这个措施可以有效的改善结构的力学性能。
本发明在屋面中央设置支撑柱,支撑柱包括混凝土圆柱、混凝土圆台、橡胶缓冲层、复合混凝土柱,混凝土圆柱直径为1.5~2m,混凝土圆柱上面为上大下小的混凝土圆台,混凝土圆台高度为600~800mm,混凝土圆台顶面直径为1.8~2.3m,混凝土圆柱和混凝土圆台插入工字钢进行加强,混凝土圆台上面为橡胶缓冲层,橡胶缓冲层包括橡胶和钢圈,钢圈包裹在橡胶外围,钢圈厚度为8~12mm,橡胶缓冲层厚度为150~200mm,橡胶缓冲层顶面和底面均设置钢连接板,钢连接板厚度为6~8mm,橡胶缓冲层上面为复合混凝土柱,复合混凝土柱包括预制管和混凝土芯,预制管包裹在混凝土芯外面,预制管采用八边形,预制管的边形数量也可以根据与其联接的预应力斜梁数量来确定,预制管底部比预应力梁底部低150~200mm,预制管底面设置铁垫圈以便连接,混凝土芯混凝土强度为C35或者以上。预制管内侧面设置承压钢板,承压钢板目的是避免预制管在预应力张拉时受局部承压破坏,承压钢板外面设置预应力锚具。在支撑柱四周设置预应力梁和预应力斜梁,形成发射形结构,预应力梁和预应力斜梁的受拉主筋有预应力筋和非预应力筋,预应力筋设置在中间,非预应力筋设置在预应力筋的两侧,预应力梁和预应力斜梁之间设置斜向梁,斜向梁可以承受屋面板传递过来的应力,避免屋面板应力因跨度过大而开裂。屋面板厚度采用150~180mm。
施工步骤包括:
(1)混凝土圆柱和混凝土圆台采用整体浇筑,先支设混凝土圆柱和混凝土圆台的模板;模板采用方木作为次楞,钢管作为主楞,主楞间距为0.15~0.2m,双钢管作为主楞,间距为0.2~0.25m,方木通过对穿螺栓进行固定,对穿螺栓采用M14或者M16螺栓;双钢管通过扣件与脚手架连成整体,每个扣件的拧紧力矩应达到45N·m~60N·m;然后安装工字钢,将工字钢用钢筋支架焊接在支撑柱的主筋上,钢筋支架采用箍筋形式,钢筋支架设置间距为350~450mm,然后浇筑混凝土圆柱和混凝土圆台;
(2)待混凝土圆柱和混凝土圆台混凝土强度达到70%~80%后安装橡胶缓冲层,橡胶缓冲层底面的钢连接板与工字钢顶面焊接;
(3)安装预制管,将预制管底面的铁垫圈与橡胶缓冲层顶面的钢连接板焊接;
(4)安装预应力梁、预应力斜梁、斜向梁的模板及钢筋;
预应力梁和预应力斜梁起拱高度应为跨度的1/1000~3/1000;
预应力梁和预应力斜梁脚手架立杆纵横间距为0.7m,梁下设立支撑立杆,立杆步距为1.2m;斜向梁脚手架立杆纵横间距为0.8m,梁下设立支撑立杆,立杆步距为1.5m;脚手架底部距地不大于200mm设置纵横扫地杆;立杆应垂直,接头位置错开布置,上层和下层立杆位置相对应,立杆应对接连接。横杆宜采用对接连接,对接接头应相互错开,接头不得设在同步及同跨内,相邻接头水平距离不小于500mm。脚手架立杆底部应设置垫木;在架体四周设置由下至上的竖向连续式剪刀撑,在中间纵横向每不超过10m加设一道剪刀撑,竖向剪刀撑斜杆与地面的倾斜角为45°~60°,水平剪刀撑与支架纵或横向夹角应为45°~60°;
(5)浇筑预应力梁、预应力斜梁;
(6)对预应力梁、预应力斜梁进行预应力张拉,混凝土强度达到设计强度100%后方能张拉预应力筋,张拉控制应力取为0.7~0.75预应力钢筋抗拉强度标准值,预应力张拉完毕后用预应力锚具固定在承压钢板;
(7)浇筑混凝土芯;
(8)浇筑斜向梁及屋面板。
本发明与传统屋面结构相比,内部空间很大,使用性能好。本发明通过支撑柱的设置可以有效地减少梁的跨度,具有较好的经济效益。另外本发明结构合理、受力明确、力学性能好。
附图说明
图1为屋面结构平面示意图,图2为支撑柱立面示意图。
各附图中:1、预应力梁,2、预应力斜梁,3、斜向梁,4、预应力筋,5、非预应力筋,6、屋面板,7、混凝土圆柱,8、复合混凝土柱,9、承压钢板,10、预应力锚具,11、混凝土圆台,12、工字钢,13、橡胶缓冲层。
具体实施方式
图1为屋面结构平面示意图,图2为支撑柱立面示意图。
实施例中在屋面中央设置支撑柱,支撑柱包括混凝土圆柱7、混凝土圆台11、橡胶缓冲层13、复合混凝土柱8,混凝土圆柱7直径为1.8m,混凝土圆柱7上面为上大下小的混凝土圆台11,混凝土圆台11高度为700mm,混凝土圆台11顶面直径为2m,混凝土圆柱7和混凝土圆台11插入工字钢12进行加强,混凝土圆台11上面为橡胶缓冲层13,橡胶缓冲层13包括橡胶和钢圈,钢圈包裹在橡胶外围,钢圈厚度为10mm,橡胶缓冲层13厚度为180mm,橡胶缓冲层13顶面和底面均设置钢连接板,钢连接板厚度为7mm,橡胶缓冲层13上面为复合混凝土柱8,复合混凝土柱8包括预制管和混凝土芯,预制管包裹在混凝土芯外面,预制管采用八边形,预制管底部比预应力梁1底部低180mm,预制管底面设置铁垫圈以便连接,混凝土芯混凝土强度为C35。预制管内侧面设置承压钢板9,承压钢板9外面设置预应力锚具10。在支撑柱四周设置预应力梁1和预应力斜梁2,形成发射形结构,预应力梁1和预应力斜梁2的受拉主筋有预应力筋4和非预应力筋5,预应力筋4设置在中间,非预应力筋5设置在预应力筋4的两侧,预应力梁1和预应力斜梁2之间设置斜向梁3。屋面板6厚度采用160mm。
施工步骤包括:
(1)混凝土圆柱7和混凝土圆台11采用整体浇筑,先支设混凝土圆柱7和混凝土圆台11的模板;模板采用方木作为次楞,钢管作为主楞,主楞间距为0.18m,双钢管作为主楞,间距为0.22m,方木通过对穿螺栓进行固定,对穿螺栓采用M14螺栓;双钢管通过扣件与脚手架连成整体,每个扣件的拧紧力矩应达到50N·m;然后安装工字钢12,将工字钢12用钢筋支架焊接在支撑柱的主筋上,钢筋支架采用箍筋形式,钢筋支架设置间距为400mm,然后浇筑混凝土圆柱7和混凝土圆台11;
(2)待混凝土圆柱7和混凝土圆台11混凝土强度达到75%后安装橡胶缓冲层13,橡胶缓冲层13底面的钢连接板与工字钢12顶面焊接;
(3)安装预制管,将预制管底面的铁垫圈与橡胶缓冲层13顶面的钢连接板焊接;
(4)安装预应力梁1、预应力斜梁2、斜向梁3的模板及钢筋;
预应力梁1和预应力斜梁2起拱高度为跨度的1/1000;
预应力梁1和预应力斜梁2脚手架立杆纵横间距为0.7m,梁下设立支撑立杆,立杆步距为1.2m;斜向梁3脚手架立杆纵横间距为0.8m,梁下设立支撑立杆,立杆步距为1.5m;脚手架底部距地不大于200mm设置纵横扫地杆;立杆应垂直,接头位置错开布置,上层和下层立杆位置相对应,立杆应对接连接。横杆宜采用对接连接,对接接头应相互错开,接头不得设在同步及同跨内,相邻接头水平距离不小于500mm。脚手架立杆底部应设置垫木;在架体四周设置由下至上的竖向连续式剪刀撑,在中间纵横向每不超过10m加设一道剪刀撑,竖向剪刀撑斜杆与地面的倾斜角为45°~60°,水平剪刀撑与支架纵或横向夹角应为45°~60°;
(5)浇筑预应力梁1、预应力斜梁2;
(6)对预应力梁1、预应力斜梁2进行预应力张拉,混凝土强度达到设计强度100%后方能张拉预应力筋4,张拉控制应力取为0.7预应力钢筋抗拉强度标准值,预应力张拉完毕后用预应力锚具10固定在承压钢板9;
(7)浇筑混凝土芯;
(8)浇筑斜向梁及屋面板6。
Claims (7)
1.一种大跨度建筑的屋面结构,其特征是在屋面中央设置支撑柱,支撑柱包括混凝土圆柱、混凝土圆台、橡胶缓冲层、复合混凝土柱,混凝土圆柱上面为上大下小的混凝土圆台,混凝土圆柱和混凝土圆台插入工字钢进行加强,混凝土圆台上面为橡胶缓冲层,橡胶缓冲层包括橡胶和钢圈,钢圈包裹在橡胶外围,橡胶缓冲层顶面和底面均设置钢连接板,橡胶缓冲层上面为复合混凝土柱,复合混凝土柱包括预制管和混凝土芯,预制管包裹在混凝土芯外面,预制管采用八边形,预制管底部比预应力梁底部低150~200mm,预制管底面设置铁垫圈以便连接,混凝土芯混凝土强度为C35或者以上;预制管内侧面设置承压钢板,承压钢板外面设置预应力锚具;在支撑柱四周设置预应力梁和预应力斜梁,形成发射形结构,预应力梁和预应力斜梁的受拉主筋有预应力筋和非预应力筋,预应力筋设置在中间,非预应力筋设置在预应力筋的两侧,预应力梁和预应力斜梁之间设置斜向梁;屋面板厚度采用150~180mm。
2.根据权利要求1所述的大跨度建筑的屋面结构,其特征是施工步骤包括:
(1)混凝土圆柱和混凝土圆台采用整体浇筑,先支设混凝土圆柱和混凝土圆台的模板;模板采用方木作为次楞,钢管作为主楞,主楞间距为0.15~0.2m,双钢管作为主楞,间距为0.2~0.25m,方木通过对穿螺栓进行固定,对穿螺栓采用M14或者M16螺栓;双钢管通过扣件与脚手架连成整体,每个扣件的拧紧力矩应达到45N·m~60N·m;然后安装工字钢,将工字钢用钢筋支架焊接在支撑柱的主筋上,钢筋支架采用箍筋形式,钢筋支架设置间距为350~450mm,然后浇筑混凝土圆柱和混凝土圆台;
(2)待混凝土圆柱和混凝土圆台混凝土强度达到70%~80%后安装橡胶缓冲层,橡胶缓冲层底面的钢连接板与工字钢顶面焊接;
(3)安装预制管,将预制管底面的铁垫圈与橡胶缓冲层顶面的钢连接板焊接;
(4)安装预应力梁、预应力斜梁、斜向梁的模板及钢筋;
预应力梁和预应力斜梁脚手架立杆纵横间距为0.7m,梁下设立支撑立杆,立杆步距为1.2m;斜向梁脚手架立杆纵横间距为0.8m,梁下设立支撑立杆,立杆步距为1.5m;脚手架底部距地不大于200mm设置纵横扫地杆;立杆应垂直,接头位置错开布置,上层和下层立杆位置相对应,立杆应对接连接;横杆宜采用对接连接,对接接头应相互错开,接头不得设在同步及同跨内,相邻接头水平距离不小于500mm;脚手架立杆底部应设置垫木;在架体四周设置由下至上的竖向连续式剪刀撑,在中间纵横向每不超过10m加设一道剪刀撑,竖向剪刀撑斜杆与地面的倾斜角为45°~60°,水平剪刀撑与支架纵或横向夹角应为45°~60°;
(5)浇筑预应力梁、预应力斜梁;
(6)对预应力梁、预应力斜梁进行预应力张拉,混凝土强度达到设计强度100%后方能张拉预应力筋,张拉控制应力取为0.7~0.75预应力钢筋抗拉强度标准值,预应力张拉完毕后用预应力锚具固定在承压钢板;
(7)浇筑混凝土芯。
(8)浇筑斜向梁及屋面板。
3.根据权利要求1所述的大跨度建筑的屋面结构,其特征是混凝土圆柱直径为1.5~2m。
4.根据权利要求1所述的大跨度建筑的屋面结构,其特征是混凝土圆台高度为600~800mm,混凝土圆台顶面直径为1.8~2.3m。
5.根据权利要求1所述的大跨度建筑的屋面结构,其特征是钢圈厚度为8~12mm,橡胶缓冲层厚度为150~200mm。
6.根据权利要求1所述的大跨度建筑的屋面结构,其特征是钢连接板厚度为6~8mm。
7.根据权利要求2所述的大跨度建筑的屋面结构,其特征是预应力梁和预应力斜梁起拱高度应为跨度的1/1000~3/1000。
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CN201610502352.6A Withdrawn CN106013446A (zh) | 2016-06-12 | 2016-06-12 | 大跨度建筑的屋面结构 |
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CN (1) | CN106013446A (zh) |
Cited By (2)
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CN107338799A (zh) * | 2017-09-15 | 2017-11-10 | 叶长青 | 大跨度基坑支护结构 |
CN110359570A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 广东省第四建筑工程有限公司 | 大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构及施工方法 |
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2016
- 2016-06-12 CN CN201610502352.6A patent/CN106013446A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107338799A (zh) * | 2017-09-15 | 2017-11-10 | 叶长青 | 大跨度基坑支护结构 |
CN108867661A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-11-23 | 叶长青 | 基坑支护施工方法 |
CN110359570A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-22 | 广东省第四建筑工程有限公司 | 大跨度异形曲面单层空间网壳钢膜结构及施工方法 |
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