CN214302179U

CN214302179U - 窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构

Info

Publication number: CN214302179U
Application number: CN202020866674.0U
Authority: CN
Inventors: 马克俭; 杨晓华; 陈科良; 张华刚; 胡岚; 肖建春; 罗叠峰; 宾佳; 孙童; 郭钰; 补国斌; 魏艳辉; 田子东
Original assignee: Guizhou University; Hunan University of Technology
Current assignee: Guizhou University; Hunan University of Technology
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2030-05-21

Abstract

本实用新型提出一种窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，包括大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖与混凝土网格式框架柱，所述楼盖的长边Lx和跨度边Ly的支座与周边的混凝土网格式框架柱刚性连接，形成多层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构体系。该实用新型力学模型为空间多层盒式结构，具有良好的三维空间力学特性，内力分布均匀，整体抗侧刚度大，用钢量相应减小，节省建材用量，减小楼盖厚度，达到“安全、合理、先进、经济”的建筑要求。

Description

窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构

技术领域

本实用新型涉及公共建筑技术领域，更具体地，涉及一种窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构。

背景技术

公共体育建筑，特别是具有比赛性质的体育馆，首层的中央是球类比赛场地，两侧为2000座左右的观众席，比赛场地跨度长度应不小于34m，即上层楼盖的跨度，比赛场地两侧各1000余座席，分别占长度不小于16m，即场馆矩形平面为窄长形，如Ly(跨度)宽度36m左右，长度Lx＝65m左右，即场地长度Lx与跨度Ly之比Lx/Ly＞1.5。

在现有多层大跨度工程中，一般均采用传统混凝土和预应力混凝土框架结构体系，不仅结构用材量大，造价高，室内肥梁胖柱造型极不雅观；同时，由于框架梁形成的框架结构，在沿跨度方向的水平荷载(风及水平地震)作用下，楼盖无三维空间传力特性，整个结构空间作用小，即沿跨度方向水平作用力分别由间距相等的框架承担，但因框架结构楼盖属平面力系，不能通过楼盖使两侧抗侧刚度大的山墙共同工作；进一步地，当混凝土框架结构的混凝土框架当为大跨度时，梁截面大，如Ly＝36m时，框架梁横截面尺寸b×h需要800mm× 2400mm(h＝Ly/15)，当要求建筑每层净高—即梁底至楼面高度不小于6m且多层建筑结构总高度不超过24m时，传统的结构仅能作两层。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种大跨度窄长形矩形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，使其楼盖所在平面内夹角60°三向受力，整栋建筑的结构体系为空间三维力系，抗侧刚度大幅度提高，同时楼盖厚度减小使总栋建筑在不超过24m时可作三层，达到“安全、合理、先进、经济”的循环经济原则要求。

本实用新型采用如下技术方案：

窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，包括多层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖与混凝土网格式框架柱，所述楼盖的长边Lx和跨度边Ly的支座与周边的混凝土网格式框架柱刚性连接，形成多层空间网格盒式体系；

其中，每层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖分为上弦层与下弦层，所述下弦层由下弦梁构成多个正六边形蜂窝网格，窄长形平面的长边 Lx是蜂窝网格边长b的倍数，并从左、右两端以b+2b＝3b方式向长边中央排列，而窄长形平面的跨度边Ly是蜂窝网格高2h的倍数，即长边Lx的增大或减小尺寸应为3b的倍数，跨度边Ly增大或减小尺寸应为2h的倍数，所述上弦层由上弦梁和上弦梁上表面的正六边形网格混凝土板组成，上弦梁与下弦梁构成上下相同的多个正六边形蜂窝网格，通过刚性连接上、下弦梁六边形交点的实体竖向剪力键组成空间夹层板；

所述楼盖的蜂窝网格空腹梁在楼盖平面内夹角60°三向分布，与长边Lx 和跨度边Ly的网格式框架结构柱刚性连接组成抗侧力结构，形成抗侧刚度极大的新型结构体系；

所述混凝土网格式框架柱包括分布于空间夹层板周边各个支座处的混凝土立柱和连接相邻立柱的若干横梁，所述横梁包括位于楼盖处的主横梁，还可包括位于窗顶过梁处的第一道横梁和位于窗台处的第二道横梁。

进一步的，所述楼盖为大跨度窄长形，长宽比Lx/Ly＞1.5，Ly≥34m。

进一步的，所述楼盖的Lx＝m×b，Ly＝n×2h，，其中，m、n表示整数。

进一步的，所述Ly＝36m，Lx/Ly＝1.5～2时，长边Lx＝54～72m之间，每层建筑面积1944m²～2592m²之间。

进一步的，所述多层空间网格盒式体系的底层有比赛场地和2000座席，二、三层净高不小于6m，建筑总高度不超过24m。

进一步的，所述楼盖跨度边支座设置在跨度边每2h等分点处。

进一步的，所述立柱设置在蜂窝型空腹夹层板楼盖支座位置。

进一步的，所述楼盖的蜂窝网格空腹梁与跨度边夹角为60°。

窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构的制作方法，包括如下步骤：

S1、制作大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖：按建筑要求确定楼盖平面尺寸，同时根据窄长形平面网格构造要求确定正六边形网格尺寸；分别从左、右两边向长边中央按列布置边长为b的正六边形，每列正六边形与长边相切的长度以b、2b的顺序交替排列最终形成上弦层和下弦层蜂窝型网格，利用实体剪力键将上弦层与下弦层固定，并在上弦梁上浇制钢筋混凝土楼板，正六边形网格组成的上弦梁和上表面现浇钢筋混凝土楼板构成上弦层；

S2、制作钢筋混凝土网格式框架柱：确定窄长形平面的跨度边每2h等分点处和长边从左、右两端向中央以b、2b的间隔交替排列点处、窄长形平面的四个角处为大跨度空腹夹层板楼盖支座位置，在每一支座位置设置一根立柱，在相邻立柱之间设置连接横梁，横梁一般为设置在楼盖处的主横梁、如果层高较大，可在窗顶过梁处增设一道横梁以及位于窗台处增设第二道横梁。

本实用新型的有益效果为：

①用钢量相应减小，节省建材用量，避免室内肥梁胖柱；

②具有良好的三维空间力学特性，内力分布均匀，其左右两侧网格式框架结构的抗侧刚度远大于常规的框架结构，并通过具有三向受力的蜂窝网格梁与长边网格式框架组成的抗侧力结构，大幅度提高窄长形平面蜂窝型空间网格盒式结构整体抗侧刚度；

③楼盖厚度大幅度减小，仅为传统结构厚度的1/2～2/3，楼盖空腹还可作设备层使用，在多层建筑总高度H≤24m，且其第一层具有2000坐席，净高不小于8m时，总栋建筑仍可作三层。

附图说明

图1为大跨度窄长形平面(Ly＝36m)预应力混凝土框架结构平面布置图；

图2为大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖结构平面布置图；

图3为多层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构Ly方向混凝土网格式框架布置图；

图4为两侧山墙处网格式框架与斜交的空腹梁组成的抗侧力结构图；

图5为长边与跨度边的框架通过夹角60°的空腹梁刚性连接组成空间三维的抗侧结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

如图1至图5所示，窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，包括多层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖与混凝土网格式框架柱，所述楼盖的长边Lx和跨度边Ly的支座与周边的混凝土网格式框架柱刚性连接，形成空间网格盒式体系；其中，每层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖分为上弦层与下弦层，所述下弦层由下弦梁构成多个正六边形蜂窝网格，窄长形平面的长边Lx是蜂窝网格边长b的倍数，并从左、右两端以b+2b＝3b方式向长边中央排列，而窄长形平面的跨度边Ly是蜂窝网格高2h的倍数，即长边Lx的增大或减小尺寸应为3b的倍数，跨度边Ly增大或减小尺寸应为2h的倍数，所述上弦层由组成同样正六边形网格的上弦梁和上弦梁上表面的现浇钢筋混凝土楼板组成，上弦梁与下弦梁构成上下相同的多个正六边形蜂窝网格，竖向构件剪力键与上、下弦六边形交点刚性连接，上弦层、下弦层和剪力键一起组成空间夹层板；所述楼盖的蜂窝网格空腹梁在楼盖平面内夹角60°三向分布，与长边Lx和跨度边Ly的网格式框架结构刚性连接组成抗侧力结构，形成抗侧刚度极大的新型结构体系；所述混凝土网格式框架包括分布于支座处的多个立柱和连接相邻立柱的若干横梁，所述横梁包括位于楼盖处的主横梁、位于窗顶过梁处的第一道横梁和位于窗台处的第二道横梁。

楼盖为大跨度窄长形，长宽比Lx/Ly＞1.5，Ly≥34m，楼盖的Lx＝m×b， Ly＝n×2h。

楼盖跨度边支座设置在跨度边每2h等分点处，长边支座设置在从左、右两端向中央以b、2b的间隔交替排列点处，立柱设置在蜂窝型空腹夹层板楼盖支座位置，楼盖的蜂窝网格空腹梁与支座边夹角为60°。

实施例2

如图2所示，当蜂窝网格边长b＝2m，蜂窝网格高2h＝2×bsin60°＝2×1.732m＝3.464m时，楼盖的Lx＝m×b＝2×(5×3b)+b＝31b＝62m， Ly＝n×2h＝12×2×1.732m＝41.568m，该楼盖面积约为2577m²。支座个数＝2×5×2×2+2×11+4＝66个，立柱根数也是66。

实施例3

当蜂窝网格边长b＝2m，蜂窝网格高2h＝2×1.732m＝3.464m，m＝31，n＝10时，楼盖的Lx＝m×b＝2×(5×3b)+b＝31b＝62m，Ly＝n×2h＝10×2×1.732m＝34.64m，该楼盖面积约为2148m²。支座个数＝2×5×2×2+2×9+4＝62个，立柱根数也是62。

其长边(Lx)与跨度边(Ly)之比，Lx/Ly＝1.5～2，如跨度Ly＝36m，则长边 Lx＝54～72m之间，每层建筑面积1944m²～2592m²之间。

实施例4

窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，是应用于体育与公共建筑底层有比赛场地和2000座席、二、三层净高不小于6m、建筑总高度不超过24m 的三层大跨度(Ly≥34m)体育与公共建筑的新型结构体系。

本实施例中该盒式结构为三层，第一层层高为9.2m，第二层层高为7.2m，第三层层高为7.55m。第一层为具有球类比赛，观众席2000余座大跨度大空间比赛馆，相同面积的二、三层楼盖分别作乒乓球、羽毛球、自由体操及健身活动场馆。

本实施例将如图2所示大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖在支座位置与周边的网格式框架(如图3所示)的框架柱刚性连接，即组成“窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构”，为兴建多层大跨度公共与体育建筑开创一种抗侧刚度极大的新型结构体系。由于此种新型结构体系的力学模型为空间三维受力，楼盖的空腹梁与周边的网格式框架的框架柱刚性连接，形成如图4、图5的若干空间框架，即形成空间网格式新型体系，克服了传统的混凝土框架结构不足，充分发挥新型结构体系优势和特点。

上述实施方式是对本实用新型做的进一步解释和说明，不能作为对本实用新型的限制。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，包括多层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖与混凝土网格式框架柱，所述楼盖的长边Lx和跨度边Ly的支座与周边的混凝土网格式框架柱刚性连接，形成多层空间网格盒式体系；

其中，每层大跨度窄长形平面混凝土蜂窝型空腹夹层板楼盖分为上弦层与下弦层，所述下弦层由下弦梁构成多个正六边形蜂窝网格，窄长形平面的长边Lx是蜂窝网格边长b的倍数，并从左、右两端以b+2b＝3b方式向长边中央排列，而窄长形平面的跨度边Ly是蜂窝网格高2h的倍数，即长边Lx的增大或减小尺寸应为3b的倍数，跨度边Ly增大或减小尺寸应为2h的倍数；所述上弦层由上弦梁和上弦梁上表面的正六边形网格混凝土板组成，上弦梁与下弦梁构成上下相同的多个正六边形蜂窝网格，通过刚性连接上、下弦梁六边形交点的实体竖向剪力键组成空间夹层板；

所述楼盖的蜂窝网格空腹梁在楼盖平面内夹角60°三向分布，与长边Lx和跨度边Ly的网格式框架结构柱刚性连接组成抗侧力结构，形成抗侧刚度极大的新型结构体系；

所述混凝土网格式框架柱包括分布于空间夹层板周边各个支座处的混凝土立柱和连接相邻立柱的若干横梁，所述横梁包括位于楼盖处的主横梁，还可包括位于窗顶处过梁处的第一道横梁和位于窗台处的第二道横梁。

2.根据权利要求1所述的窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，所述楼盖为大跨度窄长形，长宽比Lx/Ly＞1.5，Ly≥34m。

3.根据权利要求1或2所述的窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，所述楼盖的Lx＝m×b，Ly＝n×2h，其中，m、n表示整数。

4.根据权利要求3所述的窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，所述Ly＝36m，Lx/Ly＝1.5～2时，长边Lx＝54～72m之间，每层建筑面积1944m²～2592m²之间。

5.根据权利要求1所述的窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，所述多层空间网格盒式体系的底层有比赛场地和2000座席，二、三层净高不小于6m，建筑总高度不超过24m。

6.根据权利要求1所述的窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，所述楼盖跨度边支座设置在跨度边每2h等分点处。

7.根据权利要求1所述的窄长形平面混凝土蜂窝型空间网格盒式结构，其特征在于，所述楼盖的蜂窝网格空腹梁与跨度边夹角为60°。