專利名稱：疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑工程的屋面構(gòu)件。
現(xiàn)有能夠疊層生產(chǎn)的‘板架合一’屋面大板構(gòu)件，如中國專利CN85102720‘現(xiàn)場(chǎng)疊層生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拱型屋面大板’和CN88204818.2‘通風(fēng)型屋面大板構(gòu)件’。主要有兩種類型。一種是，疊層生產(chǎn)帶拉桿的拱型屋面大板，這種結(jié)構(gòu)的靜荷載力學(xué)性能很好，生產(chǎn)也很方便。但在設(shè)計(jì)時(shí)，由于要考慮上弦混凝土板面的在平面穩(wěn)定性，其截面肋高較大，且要隨構(gòu)件跨度的不同而不斷改變，使生產(chǎn)模板無法定型。另外，這種結(jié)構(gòu)抗動(dòng)荷載和不對(duì)稱荷載的能力較差，因此不能在有動(dòng)荷載和有懸吊荷載的建筑物上使用，需要改進(jìn)。另一種是，疊層生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力單曲槽型拱板，這種結(jié)構(gòu)的剛度很大，抗靜荷載和動(dòng)荷載的力學(xué)性能都很好。但由于兩側(cè)腹板很高，又是實(shí)心的鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，因此生產(chǎn)時(shí)，兩側(cè)的模板形狀、構(gòu)造復(fù)雜，尺寸龐大，造價(jià)很高。而且混凝土的澆灌難度很大，容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。同時(shí)，由于兩側(cè)腹板是混凝土整體的，材料用量多，結(jié)構(gòu)自重大，也需要改進(jìn)。
本發(fā)明的目的，是要提出一種新的能夠疊層生產(chǎn)的‘板架合一’屋面大板，使其避免前述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的主要問題，做到(1)使上弦截面的肋高，只按使用功能的要求來確定，不隨結(jié)構(gòu)的跨度而改變，便于生產(chǎn)模板的定型。(2)保證結(jié)構(gòu)有足夠的抗動(dòng)荷載和不對(duì)稱荷載的能力，做到既要保證結(jié)構(gòu)的剛度，又要減輕結(jié)構(gòu)的自重。(3)簡(jiǎn)化生產(chǎn)模板，方便施工操作。
本發(fā)明的內(nèi)容，是能夠疊層生產(chǎn)的桁架式屋面大板，這種疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板由上弦鋼筋混凝土板面和兩個(gè)側(cè)邊的下弦組成，其特征是在上弦鋼筋混凝土板面與下弦之間加設(shè)預(yù)制腹桿，構(gòu)成兩片預(yù)制拼裝桁架。
其疊層生產(chǎn)工藝過程是(1)現(xiàn)澆上弦鋼筋混凝土板面，是逐層重疊生產(chǎn)的。板面的型式可以是槽形直接帶有保溫層的，或作成雙層通風(fēng)型的，或作成通風(fēng)保溫型的。
(2)逐層在板面兩側(cè)安裝下弦。兩片預(yù)制拼裝桁架的下弦，可以是后張預(yù)應(yīng)力的，也可以是非預(yù)應(yīng)力的。這些桁架的下弦材料可以是鋼筋的，也可以是型鋼的。當(dāng)下弦采用后張預(yù)應(yīng)力時(shí)，每側(cè)的預(yù)應(yīng)力鋼筋可以是單根的，也可以是雙根的，或鋼絞線的。
(3)安裝預(yù)制腹桿。在下弦逐層安裝結(jié)束，或張拉完了預(yù)應(yīng)力以后，再安裝預(yù)制腹桿，把已經(jīng)重疊在一起的每個(gè)大板構(gòu)件各自的上、下弦聯(lián)成整體，形成各自的桁架。
為了保證在各層大板構(gòu)件的上弦板面重疊生產(chǎn)完成以后，使后裝配上去的每層大板構(gòu)件的兩個(gè)側(cè)邊桁架也能逐層重疊在一起，則桁架的構(gòu)造必須滿足下述條件(1)當(dāng)桁架為垂直的平面桁架時(shí)，則各層大板構(gòu)件的桁架腹桿在垂直方向必須能夠相互套疊在一起，如
圖1所示的V型。此時(shí)，每個(gè)桁架的下弦與腹桿不能在同一豎直平面內(nèi)，而是下弦在腹桿的外側(cè)，如圖2所示。(2)當(dāng)桁架為傾斜的時(shí)候，為了使各層以大板構(gòu)件的桁架之間能夠逐層摞疊在一起，并使每個(gè)桁架的下弦與腹桿能在同一傾斜平面內(nèi)，則腹桿的厚度(δ)必須滿足δ≤Sin∮·h的條件。(∮為桁架與垂直面的傾角;h為上弦板面重疊生產(chǎn)時(shí)每層大板構(gòu)件的垂直高度)，如圖3所示。
按上述原則所形成的桁架形狀有以下三種(1)在單塊的疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板構(gòu)件上，兩側(cè)的兩片桁架是垂直的平面桁架，其腹桿的型式必須是V型的，且下弦一定在腹桿的外側(cè)，如圖4、5、6所示。大板安裝后，在兩塊大板板縫之間所形成的最終的桁架為垂直的雙肢平面桁架，如圖7所示。
(2)在單塊的疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板構(gòu)件上，兩側(cè)的兩片桁架是傾斜的平面桁架，桁架與水平面的夾角α，在桁架的任何截面處均為定值。此時(shí)，上弦板面的寬度，將隨桁架截面高度的降低而加寬，如圖8、9、10所示。因此，上弦板面在縱向是變寬度的，在跨中截面最高處板面最窄，而在靠近支座截面最低處板面最寬。大板安裝后，在兩塊板縫之間兩片桁架上部焊接聯(lián)結(jié)板，所形成的最終的桁架為三角形的空間桁架，該三角形空間桁架的上弦寬度(H)，將隨桁架截面高度的降低而逐漸變窄，由H1變到H2，如圖11、12所示。但腹桿之間的夾角β是固定的。
(3)在單塊的疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板構(gòu)件上，兩側(cè)的兩片桁架是傾斜的扭曲面桁架，桁架與水平面的夾角α，隨桁架截面高度的降低而逐漸減小，桁架的腹桿不在同一平面內(nèi)，出現(xiàn)扭曲，這是為了保證上弦板面在縱向的寬度相等而出現(xiàn)的桁架型式，如圖13、14、15所示。大板安裝后，在兩塊板縫之間兩片桁架上部焊接聯(lián)結(jié)板，所形成的最終的桁架也是三角形的空間桁架，但該三角形空間桁架的上弦寬度H是一個(gè)定值，不隨桁架截面高度的降低而改變，但兩腹桿之間的夾角β要隨桁架截面高度的降低而加大，由β1加大到β2，如圖16、17所示。
腹桿的材料，可以是鋼的、鋼筋混凝土的、木材的、塑料的，都采用預(yù)制裝配，這樣可以取消現(xiàn)澆實(shí)心整體腹板的模板，大量簡(jiǎn)化生產(chǎn)模板的型式，方便施工操作，節(jié)省模板材料，降低造價(jià)。
(4)摩擦固結(jié)腹桿與下弦。當(dāng)下弦是后張預(yù)應(yīng)力的時(shí)候，不能按傳統(tǒng)的辦法在下弦上直接焊接腹桿的聯(lián)結(jié)板，因此聯(lián)結(jié)板與下弦的固結(jié)必須采用特殊的辦法，同時(shí)由于桁架式屋面大板構(gòu)件是疊層生產(chǎn)的，桁架腹桿是后裝配的，又相互重疊在一起，因此必須考慮節(jié)點(diǎn)安裝的可能性、可靠性和方便簡(jiǎn)單。因此采用的摩擦固結(jié)法，如圖18、19、20所示。在腹桿下端焊接有聯(lián)結(jié)板，用收緊‘套箍半圓板’來夾緊下弦拉桿的同時(shí)，又因螺孔向下的位移，使聯(lián)結(jié)板產(chǎn)生向下弦壓緊的壓力，最終使聯(lián)結(jié)板與拉桿緊緊固結(jié)在一起。為了增加聯(lián)結(jié)板與下弦拉桿間的摩阻力，聯(lián)結(jié)板與下弦的接觸面可以預(yù)先作成齒狀。當(dāng)下弦為二根鋼筋時(shí)，聯(lián)結(jié)板與下弦拉桿的固結(jié)方法如圖21、22、23所示，工作原理基本相同。
(5)逐塊吊裝疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板，焊接聯(lián)結(jié)板。對(duì)于傾斜平面桁架或傾斜扭曲面桁架，在兩塊屋面大板板縫之間兩片桁架上部，焊接聯(lián)結(jié)板。形成整體屋蓋。
本發(fā)明疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板較之帶拉桿的拱型屋面大板，提高了上弦鋼筋混凝土板面的在平面穩(wěn)定性，較之預(yù)應(yīng)力單曲槽型拱板，避免了兩側(cè)實(shí)心混凝土腹板澆灌施工的難度。
腹桿的作用是用來縮短上弦板肋的計(jì)算長度，增加上弦板面在平面的穩(wěn)定性，使上弦板肋的高度只按使用功能所要求的尺寸來確定，達(dá)到使任何跨度的構(gòu)件，其上弦截面的肋高都是一個(gè)固定的常數(shù)，便于生產(chǎn)模板的定型。另外，用預(yù)制腹桿來代替現(xiàn)澆的實(shí)心整體鋼筋混凝土腹板，可以在保證大板構(gòu)件整體剛度的同時(shí)，大量節(jié)省原材料，減輕結(jié)構(gòu)自重。
由于腹桿的支撐，上弦板面可以是弧形的，也可以是折線形的或三角形的，下弦可以是直線的，也可以是被腹桿壓折的折線形的。
采用先張拉下弦預(yù)應(yīng)力，后安裝腹桿的辦法所形成的預(yù)應(yīng)力疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板結(jié)構(gòu)，在正常使用條件下，腹桿基本上是無次應(yīng)力的，因此，非常安全可靠。
采用兩側(cè)傾斜平面桁架時(shí)，在屋面大板相互之間形成三角形空間桁架的上弦處，可以設(shè)置屋面采光窗口，豐富了建筑型式。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
圖1是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板主視圖。圖中上弦鋼筋混凝土板面1上面是保溫層4，下弦2與上弦鋼筋混凝土板面之間設(shè)有V型腹桿3。
圖2是當(dāng)桁架為垂直平面桁架時(shí)，下弦2必須在腹桿3的外側(cè)示意圖。
圖3是當(dāng)桁架為傾斜桁架時(shí)，下弦與腹桿在同一傾斜平面內(nèi)，腹桿3的厚度≤上弦板面厚度h×桁架與垂直面的傾角。
圖4、5、6是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的兩片桁架為垂直平面桁架的整體示意圖。
圖7是垂直平面桁架的疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板接縫時(shí)形成的雙肢平面桁架。
圖8、9、10是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的兩片桁架為傾斜的平面桁架的整體示意圖。
圖11、12是傾斜平面桁架的疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板接縫時(shí)形成上弦寬度變化的頂面呈梭形的三角形空間桁架。
圖13、14、15是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的兩片桁架為傾斜扭曲面桁架的整體示意圖。
圖16、17是傾斜扭曲桁架的疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板接縫時(shí)形成的上弦等寬頂面的三角形空間桁架。
圖18、19、20是腹桿與下弦的摩擦固結(jié)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖。圖19是圖18的A-A剖面圖，圖中腹桿3下端焊有聯(lián)結(jié)板5，下弦2上套有套箍半圓板6，用螺栓7將聯(lián)結(jié)板5與套箍半圓板6緊固一起，聯(lián)結(jié)板5下部端面刻有齒紋，當(dāng)與下弦2壓緊時(shí)，依靠摩擦固結(jié)。
圖21、22、23是下弦為雙肢時(shí)，圖22是圖21的B-B剖面圖。套箍板8可焊在腹桿下端，將二根下弦套住后，中間夾一聯(lián)結(jié)板9，當(dāng)螺栓緊固時(shí)，便將二肢下弦固結(jié)在一起，成整體。
圖24是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的槽型帶保溫層板面型式。
圖25是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的雙層通風(fēng)型板面型式。
圖26是疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板的通風(fēng)保溫型的板面型式。
其具體施工工藝可以是(1)按桁架式屋面大板上弦板面的整體尺寸和形狀制作胎膜，(用磚干砌即可)。
(2)按上弦混凝土板面的兩個(gè)側(cè)面形狀制作兩片模板。
(3)在胎模兩側(cè)安裝兩片側(cè)模，用砂漿震搗成型胎模面層。
(4)胎模砂漿面層達(dá)到強(qiáng)度后，提升兩片側(cè)模，提升高度為h，然后在胎模面層上刷隔離層。
(5)綁扎鋼筋，澆灌上弦板面混凝土，然后立即在板面上鋪放保溫層，并在保溫層上抹砂漿2cm。
(6)板面混凝土養(yǎng)生24小時(shí)后，拆開兩片側(cè)模，并再次提升h高度，在保溫層面上的砂漿外殼上刷隔離層。
(7)重復(fù)(5)的工序，如此逐層疊層生產(chǎn)上弦混凝土板面，直到達(dá)到預(yù)計(jì)的層數(shù)。
(8)上弦混凝土板面集中養(yǎng)生。
(9)上弦板面的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，全部穿好下弦預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后對(duì)逐層構(gòu)件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。
(10)在已張拉好了下弦預(yù)應(yīng)力鋼筋的大板構(gòu)件上，逐層安裝預(yù)制的桁架腹桿，使每塊大板構(gòu)件都形成一個(gè)完整的桁架式屋面大板。
(11)逐塊進(jìn)行吊裝。
(12)在已安裝好的兩塊大板構(gòu)件之間的兩片桁架的上部，按設(shè)計(jì)要求焊接聯(lián)結(jié)板，形成三角形的空間桁架。
(13)在三角形空間桁架的上部，鋪放填縫的保溫材料，并用砂漿抹平，使整個(gè)屋面形成一個(gè)平面面層。
(14)在屋面面層上作防水層。
權(quán)利要求
1.一種疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板，由上弦鋼筋混凝土板面和兩個(gè)側(cè)邊的下弦組成，其特征是在上弦板面與下弦之間加設(shè)預(yù)制腹桿，構(gòu)成兩片預(yù)制拼裝桁架，預(yù)制腹桿與下弦摩擦固結(jié)成整體。
2.如權(quán)利要求1所述的屋面大板，其特征是上弦鋼筋混凝土板面可以是槽型帶保溫層型式，或作成雙層通風(fēng)型式，或作成通風(fēng)保溫型式。
3.如權(quán)利要求1所述的屋面大板，其特征是下弦可以是后張預(yù)應(yīng)力的，或非預(yù)應(yīng)力的，當(dāng)下弦采用后張預(yù)應(yīng)力時(shí)，每側(cè)預(yù)應(yīng)力鋼筋可以是單根的，雙根的，鋼絞線的。
4.如權(quán)利要求1所述的屋面大板，其特征是預(yù)制腹桿可用鋼構(gòu)件，鋼筋混凝土構(gòu)件，木材構(gòu)件或塑料構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求1所述的屋面大板，其特征是腹桿與下弦摩擦固結(jié)構(gòu)造是，在腹桿下端焊接有聯(lián)結(jié)板，在下弦外圍設(shè)有套箍半圓板，用螺栓將聯(lián)結(jié)板與套箍半圓板連接一體。
6.如權(quán)利要求1所述的屋面大板，其特征是腹桿與下弦形成的平面桁架可以是垂直平面桁架、傾斜平面桁架或傾斜扭曲面桁架。
7.如權(quán)利要求1所述的屋面大板，其特征是當(dāng)傾斜平面桁架或傾斜扭曲面桁架時(shí)，在兩塊屋面大板板縫之間，兩片桁架上部焊接聯(lián)結(jié)板，組成三角形空間桁架。
8.一種疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板，其生產(chǎn)方法是現(xiàn)澆疊層生產(chǎn)上弦鋼筋混凝土板面;逐層在板面兩側(cè)安裝下弦;若下弦采用后張預(yù)應(yīng)力時(shí)，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉;在上弦鋼筋混凝土板面與下弦之間安裝預(yù)制腹桿;摩擦固結(jié)腹桿和下弦;將屋面大板逐塊吊裝就位，在板間焊接聯(lián)結(jié)板，形成整體屋蓋。
全文摘要
一種疊層生產(chǎn)桁架式屋面大板，由上弦鋼筋混凝土板面和兩個(gè)側(cè)邊下弦組成，其特征是上弦板面與下弦之間加設(shè)預(yù)制腹桿，構(gòu)成兩片預(yù)制拼裝桁架。拼裝桁架可以是垂直平面桁架，傾斜平面桁架或傾斜扭曲面桁架?？梢韵券B層生產(chǎn)板面，逐層安裝下弦，后張預(yù)應(yīng)力以后，安裝預(yù)制腹桿，腹桿與下弦采用摩擦固結(jié)。逐塊吊裝就位，板間焊接聯(lián)結(jié)板，形成整體屋蓋。其施工簡(jiǎn)便，造型美觀。板面的在平面穩(wěn)定性好，無次應(yīng)力產(chǎn)生，適用于各種公共建筑或工業(yè)廠房。
文檔編號(hào)E04B7/10GK1042209SQ89108528
公開日1990年5月16日 申請(qǐng)日期1989年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月16日
發(fā)明者鐘莉, 劉濱晨 申請(qǐng)人:鐘莉