CN108442523A - 复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，包括外围呈四边分布的柱网、中央核心筒以及钢网格式楼盖；所述钢网格式楼盖经墙架单元分别与柱网、中央核心筒连接；所述中央核心筒为混泥土现浇制成；所述小型钢网格的拼装单元包括单元A、单元B、单元C、单元D、单元E；所述单元D为基础单元由上弦与下弦构成的双十字钢结构；所述单元A由8个单元D构成；所述单元B由6个单元D构成；所述单元C由4个单元D构成；所述单元E由2个单元D构成。采用本发明的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，构件节点大幅度增加，但用钢不增反降(5%)，节省施工原材料，构件小型化，更容易实现车间制造，促进绿色建造施工。

Description

复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，尤其涉及复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构及制作方法。

背景技术

随着我国钢铁事业的蓬勃发展，钢结构在民用建筑中的应用越来越广泛，其中“正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构”与“正交正放空间钢网格盒式筒中筒结构”两者均具有良好的力学性能，是高层与超高层大开间灵活划分房间，多功能综合应用写字楼建筑的优良的新型结构体系，它与传统的钢结构如钢框架筒结构、筒中筒结构比较，其用钢可下降(20%~25%)，在建筑功能方面室内无梁无柱，房间自由划分和组合，且正交正放与正交斜放，两种结构体系均具有相同的力学特性，其横向楼盖均具有“板”的力学特性，其竖向钢网格式框架具有“小开口剪力墙”力学特性。和正交正放空腹楼盖一样，正交斜放空腹楼盖要使其“板”的力学特性更充分发挥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，在“正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构”原有网格基础上设计划分更加小型化的网格，钢网格加密，构件节点大幅度增加，但用钢不增反降(5%)，由于构件小型化，真正作到车间制造，现场安装的装配整体式工业化要求。

为了解决上述技术问题，发明人经过研究和总结得出本发明的技术方案是：

复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，包括外围呈四边分布的柱网、中央核心筒以及钢网格式楼盖；所述钢网格式楼盖经墙架单元分别与柱网、中央核心筒连接；所述中央核心筒为混泥土现浇制成；所述钢网格式楼盖整体由若干根钢空腹梁均与周边框架柱沿450方向两两刚性连接形成的小型钢网格组成；所述小型钢网格的拼装单元包括单元A、单元B、单元C、单元D、单元E；所述单元D为基础单元由上弦与下弦构成的双十字钢结构；所述单元A由8个单元D构成；所述单元B由6个单元D构成；所述单元C由4个单元D构成；所述单元E由2个单元D构成。

优选的，所述单元D的两边十字结构长度为1272mm。

优选的，所述钢网格式楼盖上端面连接有混泥土板连接方式为销钉固定。

优选的，所述各钢结构采用螺栓连接。

优选的，所述复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤一：空间钢网格盒式筒中筒结构钢网格参数计算

A1、根据钢网格式框架柱间距a2，计算正交斜放空腹楼盖网格a1，a1=a2*sin45°；

A2、根据钢空腹梁在宽度a1，折算其惯性矩Ix1；

A3、由A2可得，单位宽(1m)的折算惯性矩Ix1/ a1；

A4、复合型正交斜放空腹楼盖网格为a1/2；

A 5、因为楼盖的网格已经构成了“板”的力学模型,根据A3与A4计算复合型网格的折算惯性矩Ix2，Ix2= Ix1/ a1* a1/2；

步骤二：由上一步骤计算所得参数设计制作空腹刚网格单元

B1、根据A5计算所得Ix2，按单位宽(1m)折算惯性矩，即可求得加密网格后钢空腹梁截面尺寸b；

B2、根据A4与B1可得钢网格单元D结构尺寸，并安排车间生产焊接；

B3、单元A、单元B、单元C、单元E分别由8个、6个、4个、2个单元D两两排列焊接构成；

步骤三：现场拼装

C1、将B2中制造出来的单元A、单元B、单元C、单元D、单元E运输到施工现场；

C2、由起重机械将各单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成一个钢网格式楼盖整体。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

(1)采用本发明的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，构件节点大幅度增加，但用钢不增反降(5%)，节省施工原材料。

(2) 采用本发明的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，构件小型化，更容易实现车间制造，促进绿色建造施工。

(3) 采用本发明的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，构件小型化后，楼盖厚度不变(320mm)，但其楼盖空腹高度由120mm增加为160mm，可作每层楼盖的自动喷淋设备层使用。

附图说明

图1是现有技术中正交斜放钢网格楼盖平面示意图；

图2是图1中钢网格空腹楼盖剖面示意图；

图3是本发明实施列的复合型正交斜放钢网格楼盖平面示意图；

图4是图3中钢网格空腹楼盖剖面示意图；

图5是图3中钢网格连接结构平面示意图；

图6是图5中单元A结构示意图；

图7是图5中单元B结构示意图；

图8是图5中单元C结构示意图；

图9是图5中单元D结构示意图；

图10是图5中单元E结构示意图；

图11是本发明实施列的墙架单元结构示意图；

在图中：

1、钢网格；2、小型钢网格；3、中央核心筒；4、柱网；5、销钉；6、混泥土板；7、钢网格上弦；8、钢网格下弦；9、螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理进一步描述。

如图1至图2所示，为现有技术中正交斜放钢网格楼盖平面示意图，楼盖由若干个排列的钢网格1连接成一个整体，图2中楼盖空腹高度为120mm，这一高度对于自动喷淋设备的安装布局显然是不够的。

如图3至图11所示，复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，包括外围呈四边分布的柱网4、中央核心筒3以及钢网格式楼盖。钢网格式楼盖经墙架单元分别与柱网4、中央核心筒3连接，形成一个空间钢网格盒式筒中筒结构。中央核心筒3为混泥土现浇制成；所述钢网格式楼盖整体由若干根钢空腹梁均与周边框架柱沿450方向两两刚性连接形成的小型钢网格2组成；小型钢网格2的拼装单元包括单元A、单元B、单元C、单元D、单元E，其中单元D为基础单元由上弦与下弦构成的双十字钢结构，单元D的两边十字结构长度为1272mm。单元A由8个单元D构成；所述单元B由6个单元D构成；所述单元C由4个单元D构成；所述单元E由2个单元D构成。

在钢网格式楼盖上端面连接有混泥土板6，其采用的连接方式为销钉5固定。

相对于现有技术，本发明的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，斜放小钢网格在现有钢网格基础上增加4倍，楼盖网格加密后，楼盖“板”的力学效应更为突出，根据原正交斜放钢网格钢空腹楼盖折算惯性，求出单位宽(1m)折算惯性矩，即可求得加密网格后钢空腹梁截面尺寸，形成“复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构”新型高层结构体系。

此外，上述各钢结构单元均采用螺栓9连接。

综上，结合实施例一某超高层写字楼(66层)其周边钢柱柱网3.6m，正面9×3.6m=32.5m，两侧10×3.6m=36m，对复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构制作方法作进一步阐述，所述方法包括如下步骤：

步骤一：空间钢网格盒式筒中筒结构钢网格参数计算

A1、根据钢网格式框架柱间距a2=3600mm，计算正交斜放空腹楼盖网格a1，a1=a2*sin45°=3600mm×0.7071=2546mm；

A2、根据钢空腹梁在宽度a1，折算其惯性矩Ix1=7750.38cm4；

A3、由A2可得，单位宽(1m)的折算惯性矩Ix1/ a1=7750.38cm4/2.546=3044cm4；

A4、复合型正交斜放空腹楼盖网格为a1/2=2546mm/2=1273mm；

A 5、因为楼盖的网格已经构成了“板”的力学模型,根据A3与B1计算复合型网格的折算惯性矩Ix2，Ix2= Ix1/ a1* a1/2=1.273×3044=3875cm4；

步骤二：由上一步骤计算所得参数设计制作空腹刚网格单元

B1、根据A5计算所得Ix2，按单位宽(1m)折算惯性矩，即可求得加密网格后钢空腹梁截面尺寸b；

B2、根据A4与B1可得钢网格单元D结构尺寸，并安排车间生产焊接；

B3、单元A、单元B、单元C、单元E分别由8个、6个、4个、2个单元D两两排列焊接构成；

步骤三：现场拼装

C1、将B2中制造出来的单元A、单元B、单元C、单元D、单元E运输到施工现场；

C2、由起重机械将各单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成一个钢网格式楼盖整体。

由B2与A2可知惯性矩Ix2> Ix1, 优化后的钢空腹梁更薄，在楼盖厚度不变的情况下，钢网格上弦7与钢网格下弦8之间的净高由120mm变为160mm，多出的空间可作每层楼盖的自动喷淋设备层使用。

本领域技术人员能够理解，所述柱网4的矩形钢网格连接结构采用办法为常规技术手段，关于其结构具体连接此处不再赘述。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，其特征在于，包括外围呈四边分布的柱网、中央核心筒以及钢网格式楼盖；所述钢网格式楼盖经墙架单元分别与柱网、中央核心筒连接；所述中央核心筒为混泥土现浇制成；所述钢网格式楼盖整体由若干根钢空腹梁均与周边框架柱沿450方向两两刚性连接形成的小型钢网格组成；所述小型钢网格的拼装单元包括单元A、单元B、单元C、单元D、单元E；所述单元D为基础单元由上弦与下弦构成的双十字钢结构；所述单元A由8个单元D构成；所述单元B由6个单元D构成；所述单元C由4个单元D构成；所述单元E由2个单元D构成。

2.根据权利要求1所述的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，其特征在于，所述单元D的两边十字结构长度为1272mm。

3.根据权利要求1所述的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，其特征在于，所述钢网格式楼盖上端面连接有混泥土板连接方式为销钉固定。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构，其特征在于，所述各钢结构采用螺栓连接。

5.一种根据权利要求 1 所述复合型正交斜放空间钢网格盒式筒中筒结构制作方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤一：空间钢网格盒式筒中筒结构钢网格参数计算

A1、根据钢网格式框架柱间距a2，计算正交斜放空腹楼盖网格a1，a1=a2*sin45°；

A2、根据钢空腹梁在宽度a1，折算其惯性矩Ix1；

A3、由A2可得，单位宽(1m)的折算惯性矩Ix1/ a1；

A4、复合型正交斜放空腹楼盖网格为a1/2；

A 5、因为楼盖的网格已经构成了“板”的力学模型,根据A3与A4计算复合型网格的折算惯性矩Ix2，Ix2= Ix1/ a1* a1/2；

步骤二：由上一步骤计算所得参数设计制作空腹刚网格单元

B1、根据A5计算所得Ix2，按单位宽(1m)折算惯性矩，即可求得加密网格后钢空腹梁截面尺寸b；

B2、根据A4与B1可得钢网格单元D结构尺寸，并安排车间生产焊接；

B3、单元A、单元B、单元C、单元E分别由8个、6个、4个、2个单元D两两排列焊接构成；

步骤三：现场拼装

C1、将B2中制造出来的单元A、单元B、单元C、单元D、单元E运输到施工现场；

C2、由起重机械将各单元吊至拼装位置后各单元之间用高强螺栓连接形成一个钢网格式楼盖整体。