CN113530054B - 一种钢筋桁架楼承板及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋桁架楼承板及生产方法，方法包括：钢筋桁架楼承板包括桁架与底板，桁架固定设置在所述底板上；桁架包括包括多个桁架单元以及用于连接多个桁架单元的连杆钢筋，桁架单元包括设置在第一参考面的上弦钢筋，设置在第二参考面的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋，设置在第三参考面的第一腹杆钢筋以及设置在第四参考面的第二腹杆钢筋；其中，第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面根据预设的优化模型来进行确定。能够在出厂前预先将钢筋桁架楼承板就进行加工制成，减少现场的安装作业量，提高了钢筋桁架楼承板的现场安装效率。同时具有较高的抗震性能，进而提高对应建筑的质量。

Description

一种钢筋桁架楼承板及系统

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种钢筋桁架楼承板及系统。

背景技术

钢筋桁架楼承板是属于无支撑压型组合楼承板的一种，包括钢筋桁架与底板；钢筋桁架是在后台加工场定型加工，现场施工需要先将底板使用栓钉或焊接固定在梁上，再放置钢筋桁架进行绑扎，在钢筋桁架楼承板验收后浇筑混凝土。然而，在现场对钢筋桁架楼承板进行安装过程中，具体在连接位置的扣件安装过程中，需要经过多道工序才可完成安装，施工过程较为繁琐，比如在现在将钢筋桁架放置在底板，需要进行对齐、定位、固定以及绑扎，尤其是在安装过程中，通常需要底板、钢筋桁架和扣件同步进行配合安装，导致现场施工十分不便，安装过程费事费力，安装的效率不高。因此，现有的楼承板存在现场安装效率低的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种钢筋桁架楼承板，能够在出厂前预先将钢筋桁架楼承板就进行加工制成，减少现场的安装作业量，提高了钢筋桁架楼承板的现场安装效率。同时，由于桁架的各个参考面是根据预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件，无论是在施工过程中还是在建筑交付使用中，都具有较高的抗震性能，进而提高对应建筑的质量。

第一方面，本发明实施例提供一种钢筋桁架楼承板，所述钢筋桁架楼承板包括桁架与底板，所述桁架固定设置在所述底板上；

所述桁架包括包括多个桁架单元以及用于连接所述多个桁架单元的连杆钢筋，所述桁架单元包括设置在第一参考面的上弦钢筋，设置在第二参考面的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋，设置在第三参考面的第一腹杆钢筋以及设置在第四参考面的第二腹杆钢筋，所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋在所述第三参考面通过所述第一腹杆钢筋进行缠绕支撑，所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋在所述第四参考面通过所述第二腹杆钢筋进行缠绕支撑；

其中，所述第一参考面、所述第二参考面、所述第三参考面以及所述第四参考面根据预设的优化模型来进行确定，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件。

可选的，所述第一腹杆钢筋包括第一上弦焊接部与第一下弦焊接部，所述第二腹杆钢筋包括第二上弦焊接部与第二下弦焊接部，所述第一腹杆钢筋通过所述第一上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接，所述第二腹杆钢筋通过所述第二上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接，所述第一下弦焊接部的上方与所述第一下弦钢筋焊接，所述第二下弦焊接部的上方与所述第二下弦钢筋焊接，所述第一下弦焊接部的下方与所述底板焊接，所述第二下弦焊接部的下方与所述底板焊接。

可选的，所述连杆钢筋包括上弦连杆以及下弦连杆，所述上弦连杆现场焊接在所述多个桁架单元的上弦钢筋上，所述下弦连杆现场焊接在所述多个桁架单元的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋上。

可选的，所述上弦连杆的焊接处通过第一钢筋工程进行加固，所述下弦连杆的焊接处通过第二钢筋工程进行加固，其中，所述第一钢筋工程包括所述上弦连杆、所述上弦钢筋以及所述第一上弦焊接部，所述第二钢筋工程包括所述下弦连杆、所述第一下弦焊接部或者所述第二下弦焊接部。

可选的，所述底板为镀锌板，所述底板通过凸台工艺成型，所述底板两侧边缘设置用于将相邻两块所述钢筋桁架楼承板进行拼合的拼合结构。

第二方面，本发明实施例提供的一种钢筋桁架楼承板的生产方法，所述生产方法包括：

根据预设的优化模型来确定第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件；

根据所述第一参考面来设置上弦钢筋，根据所述第二参考面来设置第一下弦钢筋与第二下弦钢筋；

在所述第三参考面通过第一腹杆钢筋对所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋进行缠绕支撑，以及在所述第四参考面通过第二腹杆钢筋对所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋进行缠绕支撑，得到桁架单元；

将所述桁架单元通过连杆钢筋进行连接，得到桁架；

将所述桁架固定设置在底板上，得到所述钢筋桁架楼承板。

可选的，所述生产方法还包括：

根据所述第一参考面与所述第三参考而的夹角，确定所述第一腹杆钢筋的第一上弦焊接部，并将所述第一上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接；

根据所述第二参考面与所述第三参考面的夹角，确定所述第一腹杆钢筋的第一下弦焊接部的第一折弯角度，并根据所述第一折弯角度在所述第一腹杆钢筋上折弯得到所述第一下弦焊接部；

将所述第一下弦焊接部的上方与所述第一下弦钢筋焊接，以及将所述第一下弦焊接部的下方与所述底板焊接；

根据所述第一参考面与所述第四参考而的夹角，确定所述第二腹杆钢筋的第二上弦焊接部，并将所述第二上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接；

根据所述第二参考面与所述第四参考面的夹角，确定所述第二腹杆钢筋的第二下弦焊接部的第二折弯角度，并根据所述第二折弯角度在所述第二腹杆钢筋上折弯得到所述第二下弦焊接部；

将所述第二下弦焊接部的上方与所述第二下弦钢筋焊接，以及将所述第二下弦焊接部的下方与所述底板焊接。

可选的，所述方法还包括：

在现场将所述上弦连杆与所述多个桁架单元的上弦钢筋进行焊接；以及

在现场将所述下弦连杆与所述多个桁架单元的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋进行焊接。

可选的，所述方法还包括：

将所述上弦连杆的焊接处通过第一钢筋工程进行加固，其中，所述第一钢筋工程包括所述上弦连杆、所述上弦钢筋以及所述第一上弦焊接部；以及

将所述下弦连杆的焊接处通过第二钢筋工程进行加固，其中，所述第二钢筋工程包括所述下弦连杆、所述第一下弦焊接部或者所述第二下弦焊接部。

可选的，所述方法还包括：

将镀锌板通过凸台工艺成型，制成所述底板；以及

在所述底板两侧边缘加工出用于将相邻两块所述钢筋桁架楼承板进行拼合的拼合结构。

本发明实施例中，所述钢筋桁架楼承板包括桁架与底板，所述桁架固定设置在所述底板上；所述桁架包括包括多个桁架单元以及用于连接所述多个桁架单元的连杆钢筋，所述桁架单元包括设置在第一参考面的上弦钢筋，设置在第二参考面的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋，设置在第三参考面的第一腹杆钢筋以及设置在第四参考面的第二腹杆钢筋，所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋在所述第三参考面通过所述第一腹杆钢筋进行缠绕支撑，所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋在所述第四参考面通过所述第二腹杆钢筋进行缠绕支撑；其中，所述第一参考面、所述第二参考面、所述第三参考面以及所述第四参考面根据预设的优化模型来进行确定，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件。能够在出厂前预先将钢筋桁架楼承板就进行加工制成，减少现场的安装作业量，提高了钢筋桁架楼承板的现场安装效率。同时，由于桁架的各个参考面是根据预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件，无论是在施工过程中还是在建筑交付使用中，都具有较高的抗震性能，进而提高对应建筑的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种钢筋桁架楼承板的结构图；

图2是本发明实施例提供的一种钢筋桁架楼承板的生产方法；

图3是本发明实施例提供的另一种钢筋桁架楼承板的生产方法。

其中：10、底板；11、第一上弦焊接部；12、第二上弦焊接部；13、第一下弦焊接部；14、第二下弦焊接部；15、第一腹杆钢筋；16、上弦连杆；17、下弦连杆；18、拼合结构；19、第一下弦钢筋；20、第二下弦钢筋；21、上弦钢筋；22、第二腹杆钢筋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，提出一种钢筋桁架楼承板，能够在出厂前预先将钢筋桁架楼承板就进行加工制成，现场只需要模块化连接安装以及少量的钢筋绑扎即可，减少了现场的安装作业量，进而提高了钢筋桁架楼承板的现场安装效率。同时，由于桁架的各个参考面是根据预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件，无论是在施工过程中还是在建筑交付使用中，都具有较高的抗震性能，进而提高对应建筑的质量。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种钢筋桁架楼承板的结构图，如图1所示，上述钢筋桁架楼承板包括桁架与底板10，上述桁架固定设置在上述底板10上；上述桁架包括包括多个桁架单元以及用于连接上述多个桁架单元的连杆钢筋，上述桁架单元包括设置在第一参考面的上弦钢筋21，设置在第二参考面的第一下弦钢筋19与第二下弦钢筋20，设置在第三参考面的第一腹杆钢筋15以及设置在第四参考面的第二腹杆钢筋22，上述上弦钢筋21与上述第一下弦钢筋19在上述第三参考面通过上述第一腹杆钢筋15进行缠绕支撑，上述上弦钢筋21与上述第二下弦钢筋20在上述第四参考面通过上述第二腹杆钢筋22进行缠绕支撑；其中，上述第一参考面、上述第二参考面、上述第三参考面以及上述第四参考面根据预设的优化模型来进行确定，上述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件。

在本发明实施例中，上述桁架为钢筋桁架，上述桁架作为建筑楼板现浇混凝土中的钢筋结构。需要说明的是，上述的底板10也可以称为模板，上述底板10主要是为了支撑上述桁架以及施工时支撑施工活荷载以及使用过程中支撑楼板混凝土的固定荷载。

在本发明实施例中，上述第一参考面与上述第二参考面的距离为70mm至250mm。具体的，可以根据不同楼层的楼板的设计承力进行确定。优选的，上述第一参考面与上述第二参考面的距离根据上述预设的优化模型进行优化后的优化结果来进行确定，以使上述钢筋桁架楼承板在施工中获取最优的抗震性能，以及使楼板在使用过程中获取最优的抗震性能。

在本发明实施例中，上述第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面形成一个端面为三角形的柱体。具体来说，第二参考面、第三参考面以及第四参考面形成一个端面为三角形的柱体，第三参考面与第四参考面的交线在第一参考面，第一参考面与第二参考面平行。

在本发明实施例中，对于桁架结构来说，单根钢筋的振动频率往往高于桁架整体的振动频率，而施工阶段，上述三角形的柱体可以看成是空心柱体，在使用阶段，由于混凝土的因互，上述三角形的柱体可以看成是实心柱体。

在本发明实施例中，上述施工条件参数包括上弦钢筋21、第一下弦钢筋19、第二下弦钢筋20、第一腹杆钢筋15以及第二腹杆钢筋22对应的最小半径以及最大半径；桁架单元的最小设计长度以及最大设计长度；第一参考面与第二参考面之间的最小距离以及最大距离。

进一步的，上述的频率为桁架单元的振动频率，上述优化模型的目标函数包括施工阶段目标函数以及使用阶段目标函数，其中，施工阶段目标函数可以如下述式子所示：

在上述式子中，

为桁架单元在施工阶段的频率微分形式。ε_i为桁架单元中上弦钢筋21、第一下弦钢筋19、第二下弦钢筋20、第一腹杆钢筋15以及第二腹杆钢筋22对应的弹性模量，r_i为桁架单元中上弦钢筋21、第一下弦钢筋19、第二下弦钢筋20、第一腹杆钢筋15以及第二腹杆钢筋22对应的半径，N₁为施工阶段桁架单元的形函数，ρ_i为桁架单元中上弦钢筋21、第一下弦钢筋19、第二下弦钢筋20、第一腹杆钢筋15以及第二腹杆钢筋22对应的密度。l为桁架单元的长度。

施工阶段的约束条件如下述式子所示：

r_imin≤r_i≤r_imax

l_min≤l≤l_max

dis_min≤dis(N₁₂,N₁₄)≤dis_max

在上述式子中，上述r_imin为桁架单元中上弦钢筋21、第一下弦钢筋19、第二下弦钢筋20、第一腹杆钢筋15以及第二腹杆钢筋22对应的最小半径，上述r_imax为桁架单元中上弦钢筋21、第一下弦钢筋19、第二下弦钢筋20、第一腹杆钢筋15以及第二腹杆钢筋22对应的最大半径。上述l_min为桁架单元的最小设计长度，上述l_min为桁架单元的最小设计长度，l_max为桁架单元的最大设计长度。上述N₁₁为桁架单元第三参考面函数，上述N₁₃为桁架单元第四参考面函数，上述N₁₂为桁架单元第一参考面函数，上述N₁₄为桁架单元第一参考面函数。在本发明实施例中，通过求解f₁的最小解，从而确定上述的a值，其中上述的a_j、a_k为桁架单元的任意参考坐标(a_j，a_k)。上述dis_min为第一参考面与第二参考面之间的最小距离，dis_max为第一参考面与第二参考面之间的最大距离，上述求解过程可以通过LINGO、MATLAB软件进行计算求解。

使用阶段目标函数可以如下式所示：

其中，

为桁架单元在使用阶段的频率微分形式。ε为桁架单元得到的混凝土对应的弹性模量，s为桁架单元得到的混凝土对应的厚度，N₂为施工阶段桁架单元得到的混凝土对应的形函数，ρ为桁架单元得到的混凝土对应的密度。l为桁架单元的长度。

施工阶段的约束条件如下述式子所示：

s_min≤s≤s_max

l_min≤l≤l_max

s_min≤dis(N₂₂,N₂₄)≤s_max

在上述式子中，上述s_min为桁架单元得到的混凝土对应的最小厚度，上述s_max桁架单元得到的混凝土对应的最大厚度。上述l_min为桁架单元的最小设计长度，上述l_min为桁架单元的最小设计长度，l_max为桁架单元的最大设计长度。上述N₂₁为桁架单元得到的混凝土对应的第三参考面函数，上述N₂₃为桁架单元得到的混凝土对应的第四参考面函数，上述N₂₂为桁架单元得到的混凝土对应的第一参考面函数，上述N₂₄为桁架单元得到的混凝土对应的第一参考面函数。在本发明实施例中，通过求解f₂的最小解，从而确定上述的b值，其中上述的b_j、b_k为桁架单元的任意参考坐标(b_j，b_k)。上述求解过程可以通过LINGO、MATLAB软件进行计算求解。

需要说明的是，上述的桁架单元得到的混凝土即为上述实心柱体。通过上述的优化，以钢筋桁架的最小振动频率进行设计和加工，可以得到抗震能力较强的钢筋桁架结构。

可选的，上述第一腹杆钢筋15包括第一上弦焊接部11与第一下弦焊接部13，上述第二腹杆钢筋22包括第二上弦焊接部12与第二下弦焊接部14，上述第一腹杆钢筋15通过上述第一上弦焊接部11与上述上弦钢筋21焊接，上述第二腹杆钢筋22通过上述第二上弦焊接部12与上述上弦钢筋21焊接，上述第一下弦焊接部13的上方与上述第一下弦钢筋19焊接，上述第二下弦焊接部14的上方与上述第二下弦钢筋20焊接，上述第一下弦焊接部13的下方与上述底板10焊接，上述第二下弦焊接部14的下方与上述底板10焊接。

可选的，上述连杆钢筋包括上弦连杆16以及下弦连杆17，上述上弦连杆16现场焊接在上述多个桁架单元的上弦钢筋21上，上述下弦连杆17现场焊接在上述多个桁架单元的第一下弦钢筋19与第二下弦钢筋20上。

在本发明实施例中，上述连杆钢筋为现场焊接，这样，在对钢筋桁架楼承板进行运输时，可以将两块钢筋桁架楼承板进行对合，形成类似犬牙交错叠加的结构，便于运输。上述连杆钢筋的现场焊接可以是点焊。

可选的，上述上弦连杆16的焊接处通过第一钢筋工程进行加固，上述下弦连杆17的焊接处通过第二钢筋工程进行加固，其中，上述第一钢筋工程包括上述上弦连杆16、上述上弦钢筋21、上述第一上弦焊接部11以及上述第二上弦焊接部12，上述第二钢筋工程包括上述下弦连杆17、上述第一下弦焊接部13或者上述第二下弦焊接部14。

在本发明实施例中，上述第一下弦焊接部13或者上述第二下弦焊接部14为折弯结构，上述第一下弦焊接部13的折弯角度通过第二参考面与第三参考面的夹角进行确定，上述第二下弦焊接部14的折弯角度通过第二参考面与第四参考面的夹角进行确定。

可选的，上述底板10为镀锌板，上述底板10通过凸台工艺成型，上述底板10两侧边缘设置用于将相邻两块上述钢筋桁架楼承板进行拼合的拼合结构18。

在本发明实施例中，上述底板10的边缘通过凸台工艺形成凸起边缘，使得凸起边缘上可以设置对应的拼合结构18，上述拼合结构18可以是栓钉焊的预留结构。

本发明实施例中，所述钢筋桁架楼承板包括桁架与底板，所述桁架固定设置在所述底板上；所述桁架包括包括多个桁架单元以及用于连接所述多个桁架单元的连杆钢筋，所述桁架单元包括设置在第一参考面的上弦钢筋，设置在第二参考面的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋，设置在第三参考面的第一腹杆钢筋以及设置在第四参考面的第二腹杆钢筋，所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋在所述第三参考面通过所述第一腹杆钢筋进行缠绕支撑，所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋在所述第四参考面通过所述第二腹杆钢筋进行缠绕支撑；其中，所述第一参考面、所述第二参考面、所述第三参考面以及所述第四参考面根据预设的优化模型来进行确定，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件。能够在出厂前预先将钢筋桁架楼承板就进行加工制成，减少现场的安装作业量，提高了钢筋桁架楼承板的现场安装效率。同时，由于桁架的各个参考面是根据预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件，无论是在施工过程中还是在建筑交付使用中，都具有较高的抗震性能，进而提高对应建筑的质量。

可选的，请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种钢筋桁架楼承板的生产方法，如图2所示，钢筋桁架楼承板的生产方法包括：

S1、根据预设的优化模型来确定第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面，预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件。

S2、根据第一参考面来设置上弦钢筋，根据第二参考面来设置第一下弦钢筋与第二下弦钢筋。

S3、在第三参考面通过第一腹杆钢筋对上弦钢筋与第一下弦钢筋进行缠绕支撑，以及在第四参考面通过第二腹杆钢筋对上弦钢筋与第二下弦钢筋进行缠绕支撑，得到桁架单元。

S4、将桁架单元通过连杆钢筋进行连接，得到桁架。

S5、将桁架固定设置在底板上，得到钢筋桁架楼承板。

在本发明实施例中，上述桁架为钢筋桁架，上述桁架作为建筑楼板现浇混凝土中的钢筋结构。需要说明的是，上述的底板也可以称为模板，上述底板主要是为了支撑上述桁架以及施工时支撑施工活荷载以及使用过程中支撑楼板混凝土的固定荷载。

在本发明实施例中，上述第一参考面与上述第二参考面的距离为70mm至250mm。具体的，可以根据不同楼层的楼板的设计承力进行确定。优选的，上述第一参考面与上述第二参考面的距离根据上述预设的优化模型进行优化后的优化结果来进行确定，以使上述钢筋桁架楼承板在施工中获取最优的抗震性能，以及使楼板在使用过程中获取最优的抗震性能。

在本发明实施例中，上述第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面形成一个端面为三角形的柱体。具体来说，第二参考面、第三参考面以及第四参考面形成一个端面为三角形的柱体，第三参考面与第四参考面的交线在第一参考面，第一参考面与第二参考面平行。

在本发明实施例中，对于桁架结构来说，单根钢筋的振动频率往往高于桁架整体的振动频率，而施工阶段，上述三角形的柱体可以看成是空心柱体，在使用阶段，由于混凝土的因互，上述三角形的柱体可以看成是实心柱体。

在本发明实施例中，上述施工条件参数包括上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的最小半径以及最大半径；桁架单元的最小设计长度以及最大设计长度；第一参考面与第二参考面之间的最小距离以及最大距离。

进一步的，上述的频率为桁架单元的振动频率，上述优化模型的目标函数包括施工阶段目标函数以及使用阶段目标函数，其中，施工阶段目标函数可以如下述式子所示：

在上述式子中，

为桁架单元在施工阶段的频率微分形式。ε_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的弹性模量，r_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的半径，N₁为施工阶段桁架单元的形函数，ρ_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的密度。l为桁架单元的长度。

施工阶段的约束条件如下述式子所示：

r_imin≤r_i≤r_imax

l_min≤l≤l_max

dis_min≤dis(N₁₂,N₁₄)≤dis_max

在上述式子中，上述r_imin为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的最小半径，上述r_imax为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的最大半径。上述l_min为桁架单元的最小设计长度，上述l_min为桁架单元的最小设计长度，l_max为桁架单元的最大设计长度。上述N₁₁为桁架单元第三参考面函数，上述N₁₃为桁架单元第四参考面函数，上述N₁₂为桁架单元第一参考面函数，上述N₁₄为桁架单元第一参考面函数。在本发明实施例中，通过求解f₁的最小解，从而确定上述的a值，其中上述的a_j、a_k为桁架单元的任意参考坐标(a_j，a_k)。上述dis_min为第一参考面与第二参考面之间的最小距离，dis_max为第一参考面与第二参考面之间的最大距离，上述求解过程可以通过LINGO、MATLAB软件进行计算求解。

使用阶段目标函数可以如下式所示：

其中，

为桁架单元在使用阶段的频率微分形式。ε为桁架单元得到的混凝土对应的弹性模量，s为桁架单元得到的混凝土对应的厚度，N₂为施工阶段桁架单元得到的混凝土对应的形函数，ρ为桁架单元得到的混凝土对应的密度。l为桁架单元的长度。

施工阶段的约束条件如下述式子所示：

s_min≤s≤s_max

l_min≤l≤l_max

s_min≤dis(N₂₂,N₂₄)≤s_max

在上述式子中，上述s_min为桁架单元得到的混凝土对应的最小厚度，上述s_max桁架单元得到的混凝土对应的最大厚度。上述l_min为桁架单元的最小设计长度，上述l_min为桁架单元的最小设计长度，l_max为桁架单元的最大设计长度。上述N₂₁为桁架单元得到的混凝土对应的第三参考面函数，上述N₂₃为桁架单元得到的混凝土对应的第四参考面函数，上述N₂₂为桁架单元得到的混凝土对应的第一参考面函数，上述N₂₄为桁架单元得到的混凝土对应的第一参考面函数。在本发明实施例中，通过求解f₂的最小解，从而确定上述的b值，其中上述的b_j、b_k为桁架单元的任意参考坐标(b_j，b_k)。上述求解过程可以通过LINGO、MATLAB软件进行计算求解。

需要说明的是，上述的桁架单元得到的混凝土即为上述实心柱体。通过上述的优化，以钢筋桁架的最小振动频率进行设计和加工，可以得到抗震能力较强的钢筋桁架结构。

可选的，如图3所示，图3是本发明实施例提供的另一种钢筋桁架楼承板的生产方法，所述生产方法还包括：

S11、根据第一参考面与第三参考而的夹角，确定第一腹杆钢筋的第一上弦焊接部，并将第一上弦焊接部与上弦钢筋焊接。

S12、根据第二参考面与第三参考面的夹角，确定第一腹杆钢筋的第一下弦焊接部的第一折弯角度，并根据第一折弯角度在第一腹杆钢筋上折弯得到第一下弦焊接部。

S13、将第一下弦焊接部的上方与第一下弦钢筋焊接，以及将第一下弦焊接部的下方与底板焊接。

S14、根据第一参考面与第四参考而的夹角，确定第二腹杆钢筋的第二上弦焊接部，并将第二上弦焊接部与上弦钢筋焊接。

S15、根据第二参考面与第四参考面的夹角，确定第二腹杆钢筋的第二下弦焊接部的第二折弯角度，并根据第二折弯角度在第二腹杆钢筋上折弯得到第二下弦焊接部。

S16、将第二下弦焊接部的上方与第二下弦钢筋焊接，以及将第二下弦焊接部的下方与底板焊接。

可选的，所述方法还包括：在现场将所述上弦连杆与所述多个桁架单元的上弦钢筋进行焊接；以及在现场将所述下弦连杆与所述多个桁架单元的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋进行焊接。

在本发明实施例中，上述连杆钢筋为现场焊接，这样，在对钢筋桁架楼承板进行运输时，可以将两块钢筋桁架楼承板进行对合，形成类似犬牙交错叠加的结构，便于运输。上述连杆钢筋的现场焊接可以是点焊。

可选的，所述方法还包括：将所述上弦连杆的焊接处通过第一钢筋工程进行加固，其中，所述第一钢筋工程包括所述上弦连杆、所述上弦钢筋以及所述第一上弦焊接部；以及将所述下弦连杆的焊接处通过第二钢筋工程进行加固，其中，所述第二钢筋工程包括所述下弦连杆、所述第一下弦焊接部或者所述第二下弦焊接部。

可选的，所述方法还包括：将镀锌板通过凸台工艺成型，制成所述底板；以及在所述底板两侧边缘加工出用于将相邻两块所述钢筋桁架楼承板进行拼合的拼合结构。

在本发明实施例中，上述底板的边缘通过凸台工艺形成凸起边缘，使得凸起边缘上可以设置对应的拼合结构，上述拼合结构可以是栓钉焊的预留结构。

本发明实施例中，根据预设的优化模型来确定第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件；根据所述第一参考面来设置上弦钢筋，根据所述第二参考面来设置第一下弦钢筋与第二下弦钢筋；在所述第三参考面通过第一腹杆钢筋对所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋进行缠绕支撑，以及在所述第四参考面通过第二腹杆钢筋对所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋进行缠绕支撑，得到桁架单元；将所述桁架单元通过连杆钢筋进行连接，得到桁架；将所述桁架固定设置在底板上，得到所述钢筋桁架楼承板。能够在出厂前预先将钢筋桁架楼承板就进行加工制成，减少现场的安装作业量，提高了钢筋桁架楼承板的现场安装效率。同时，由于桁架的各个参考面是根据预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件，无论是在施工过程中还是在建筑交付使用中，都具有较高的抗震性能，进而提高对应建筑的质量。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种钢筋桁架楼承板，其特征在于，所述钢筋桁架楼承板包括桁架与底板，所述桁架固定设置在所述底板上；

所述桁架包括包括多个桁架单元以及用于连接所述多个桁架单元的连杆钢筋，所述桁架单元包括设置在第一参考面的上弦钢筋，设置在第二参考面的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋，设置在第三参考面的第一腹杆钢筋以及设置在第四参考面的第二腹杆钢筋，所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋在所述第三参考面通过所述第一腹杆钢筋进行缠绕支撑，所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋在所述第四参考面通过所述第二腹杆钢筋进行缠绕支撑；

其中，所述第一参考面、所述第二参考面、所述第三参考面以及所述第四参考面根据预设的优化模型来进行确定，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件；

所述目标函数包括施工阶段目标函数以及使用阶段目标函数，所述施工阶段目标函数如下所示：

其中，

为桁架单元在施工阶段的频率微分形式，ε_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的弹性模量，r_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的半径，N₁为施工阶段桁架单元的形函数，ρ_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的密度，l为桁架单元的长度；

所述使用阶段目标函数如下所示：

其中，

为桁架单元在使用阶段的频率微分形式，ε为桁架单元得到的混凝土对应的弹性模量，s为桁架单元得到的混凝土对应的厚度，N₂为施工阶段桁架单元得到的混凝土对应的形函数，ρ为桁架单元得到的混凝土对应的密度，l为桁架单元的长度。

2.如权利要求1所述的钢筋桁架楼承板，其特征在于，所述第一腹杆钢筋包括第一上弦焊接部与第一下弦焊接部，所述第二腹杆钢筋包括第二上弦焊接部与第二下弦焊接部，所述第一腹杆钢筋通过所述第一上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接，所述第二腹杆钢筋通过所述第二上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接，所述第一下弦焊接部的上方与所述第一下弦钢筋焊接，所述第二下弦焊接部的上方与所述第二下弦钢筋焊接，所述第一下弦焊接部的下方与所述底板焊接，所述第二下弦焊接部的下方与所述底板焊接。

3.如权利要求2所述的钢筋桁架楼承板，其特征在于，所述连杆钢筋包括上弦连杆以及下弦连杆，所述上弦连杆现场焊接在所述多个桁架单元的上弦钢筋上，所述下弦连杆现场焊接在所述多个桁架单元的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋上。

4.如权利要求3所述的钢筋桁架楼承板，其特征在于，所述上弦连杆的焊接处通过第一钢筋工程进行加固，所述下弦连杆的焊接处通过第二钢筋工程进行加固，其中，所述第一钢筋工程包括所述上弦连杆、所述上弦钢筋、所述第一上弦焊接部以及第二上弦焊接部，所述第二钢筋工程包括所述下弦连杆、所述第一下弦焊接部或者所述第二下弦焊接部。

5.如权利要求4所述的钢筋桁架楼承板，其特征在于，所述底板为镀锌板，所述底板通过凸台工艺成型，所述底板两侧边缘设置用于将相邻两块所述钢筋桁架楼承板进行拼合的拼合结构。

6.一种钢筋桁架楼承板的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：

根据预设的优化模型来确定第一参考面、第二参考面、第三参考面以及第四参考面，所述预设的优化模型以频率最小为目标函数，以施工条件参数以及使用条件参数的两阶段约束为约束条件；

根据所述第一参考面来设置上弦钢筋，根据所述第二参考面来设置第一下弦钢筋与第二下弦钢筋；

在所述第三参考面通过第一腹杆钢筋对所述上弦钢筋与所述第一下弦钢筋进行缠绕支撑，以及在所述第四参考面通过第二腹杆钢筋对所述上弦钢筋与所述第二下弦钢筋进行缠绕支撑，得到桁架单元；

将所述桁架单元通过连杆钢筋进行连接，得到桁架；

将所述桁架固定设置在底板上，得到所述钢筋桁架楼承板；

所述目标函数包括施工阶段目标函数以及使用阶段目标函数，所述施工阶段目标函数如下所示：

其中，

为桁架单元在施工阶段的频率微分形式，ε_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的弹性模量，r_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的半径，N₁为施工阶段桁架单元的形函数，ρ_i为桁架单元中上弦钢筋、第一下弦钢筋、第二下弦钢筋、第一腹杆钢筋以及第二腹杆钢筋对应的密度，l为桁架单元的长度；

所述使用阶段目标函数如下所示：

其中，

为桁架单元在使用阶段的频率微分形式，ε为桁架单元得到的混凝土对应的弹性模量，s为桁架单元得到的混凝土对应的厚度，N₂为施工阶段桁架单元得到的混凝土对应的形函数，ρ为桁架单元得到的混凝土对应的密度，l为桁架单元的长度。

7.如权利要求6所述的钢筋桁架楼承板的生产方法，其特征在于，所述生产方法还包括：

根据所述第一参考面与所述第三参考而的夹角，确定所述第一腹杆钢筋的第一上弦焊接部，并将所述第一上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接；

根据所述第二参考面与所述第三参考面的夹角，确定所述第一腹杆钢筋的第一下弦焊接部的第一折弯角度，并根据所述第一折弯角度在所述第一腹杆钢筋上折弯得到所述第一下弦焊接部；

将所述第一下弦焊接部的上方与所述第一下弦钢筋焊接，以及将所述第一下弦焊接部的下方与所述底板焊接；

根据所述第一参考面与所述第四参考而的夹角，确定所述第二腹杆钢筋的第二上弦焊接部，并将所述第二上弦焊接部与所述上弦钢筋焊接；

根据所述第二参考面与所述第四参考面的夹角，确定所述第二腹杆钢筋的第二下弦焊接部的第二折弯角度，并根据所述第二折弯角度在所述第二腹杆钢筋上折弯得到所述第二下弦焊接部；

将所述第二下弦焊接部的上方与所述第二下弦钢筋焊接，以及将所述第二下弦焊接部的下方与所述底板焊接。

8.如权利要求7所述的钢筋桁架楼承板的生产方法，其特征在于，所述连杆钢筋包括上弦连杆以及下弦连杆，所述方法还包括：

在现场将所述上弦连杆与多个所述桁架单元的上弦钢筋进行焊接；以及

在现场将所述下弦连杆与多个所述桁架单元的第一下弦钢筋与第二下弦钢筋进行焊接。

9.如权利要求8所述的钢筋桁架楼承板的生产方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述上弦连杆的焊接处通过第一钢筋工程进行加固，其中，所述第一钢筋工程包括所述上弦连杆、所述上弦钢筋以及所述第一上弦焊接部；以及

将所述下弦连杆的焊接处通过第二钢筋工程进行加固，其中，所述第二钢筋工程包括所述下弦连杆、所述第一下弦焊接部或者所述第二下弦焊接部。

10.如权利要求9所述的钢筋桁架楼承板的生产方法，其特征在于，所述方法还包括：

将镀锌板通过凸台工艺成型，制成所述底板；以及

在所述底板两侧边缘加工出用于将相邻两块所述钢筋桁架楼承板进行拼合的拼合结构。

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