正交斜放u型鋼、混凝土組合空腹樓蓋及制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種樓蓋及制作方法，具體地說，涉及一種正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋及制作方法，尤其用于多層(2層-4層)大跨度(Ly=30m-36m)，長邊尺寸Lx=(60m-72m)以上的窄長形平面(Lx/Ly> 2)U形鋼、混凝土組合空腹樓蓋的制作方法，屬于多層大跨度建筑技術領域。
【背景技術】
[0002]改革開放36年來，我國經濟建設高速發展，其中建筑工程的發展令世界矚目，而建筑工程中的大跨度(Ly=30m-36m)的公共與工業建筑，受傳統結構體系(框架)的制約，其中99%均為單層，極小部分為多層大跨度公共建筑，如體育運動中心等，只好采用預應力混凝土框架結構。造成肥梁胖柱，這是制約此類建筑工程向多層大跨度發展的根本原因。這種情況的出現，亦是不得以而為之。此類單層大跨度建筑，30多年以來全國按35億平方米計算，已占去良田好土達683.2萬畝，長此以往將導致耕地面積大幅度減少的同時，嚴重影響“生態文明建設”的實施。
[0003]近幾年全國各省、市相繼出臺相關節約公共與工業建筑用地政策，大跨度工業廠房要由單層改為多層(三層)。從上世紀90年代中期起，研制者就提出混凝土、鋼、鋼、混凝土組合的多層大跨度空腹樓蓋多項專利技術，相繼建成各類多層大跨度公共與工業建筑，約250萬平方米。對35億平方面而言，這僅是“杯水車薪”。很多公共與工業建筑，因功能和工藝需要，其樓蓋平面為窄長形，其樓蓋平面如圖1所示，多層(3層)大跨度(Ly=31.2m)公共建筑窄長形(Lx/Ly=62.4/31.2=2 > 1.5)樓蓋平面圖樓蓋面積62.4mX31.2m= 1947m2,三層面積5841m2 (坐標X，y);即其樓蓋平面長度方向(Lx)與跨度(Ly)尺寸之比Lx/Ly >1.5后，樓面荷載主要是由短跨方向傳給兩側支承柱，長度方向的兩端山墻柱承受樓面荷載極小，這是樓蓋窄長形平面(Lx/Ly > 1.5)以后，樓蓋受力不均勻造成的，此時其沿跨度方向內力是沿樓蓋長向內力的(5-50倍)形成單向受力即長向完全按構造配桿和配筋，從而造成材料上的浪費。當窄長形平面樓蓋跨度當Ly > 30m以后，正交正放鋼筋混凝土網格空腹梁下弦出現裂縫，而采用U型截面鋼板時，另一個方面(長向)內力極小，無需U型截面鋼板，按構造設置(S=6mm)亦是浪費，如圖2所示，為U型鋼、混凝土正交正放組合空腹夾層板樓蓋，網格 aXa=2.4mX 2.4m=5.76m2，共 338 網格，即 338X2.4mX 2.4m=1947m2，按照申請號200610200188X的結構布置方法，樓面荷載90%以上由跨度方向空腹梁傳遞，形成單向受力，長向只傳遞荷載12.5%，跨度方向傳遞荷載87.5%，受力極不均勻，其剛度及舒適度亦降低。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的問題是針對以上不足，提供一種正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋及制作方法，實現以下目的:
1、能夠使窄長形平面(Lx/Ly > 1.5)的多層大跨度樓蓋兩個方向受力均勻和框架結構比，降低樓蓋的混凝土和鋼材用量，混凝土量減少40%，鋼量減少48%。
[0005]2、當跨度大于30米以后，可以控制下弦混凝土裂縫開展，滿足現行的國家混凝土規范要求。
[0006]3、提高結構剛度和舒適度，并節約建筑用材。
[0007]4、減小樓蓋的厚度，h=Ly/ (25-30)。
[0008]5、樓蓋空腹內可作空調管線設備層使用，進一步降低樓層厚度，從而降低建筑層尚O
[0009]6、提供一種正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋及制作方法。
[0010]為解決以上問題，本發明采用的技術方案為:正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋，其特征在于:建筑物樓蓋周邊為等腰三角形網格，中間沿周邊45°夾角為正方形空腹網格；
周邊等腰三角形直角邊尺寸a與等腰三角形斜邊長al為a=al X sin45°關系，即周邊網格al確定后，內部沿45°方向方形網格a尺寸確定；
所述建筑物樓蓋由下弦和上弦通過鋼筋混凝土剪力鍵連接而成，下弦由兼作模板和受力鋼板的U型鋼構件和U型鋼構件槽內的鋼筋混凝土層組合構成。
[0011]一種優化方案，建筑物樓蓋為長邊(Lx)與短邊(Ly即跨度)之比L X/Ly> 1.5的窄長形平面，跨度Ly > 30m。
[0012]進一步地，所述U型鋼構件由U型截面鋼板連接而成，U型截面鋼板兩端底部具有延長部，該延長部為等腰三角形。
[0013]進一步地，在下弦的網格交叉點處U型鋼構件的上下兩邊設有上連接板和下連接板，并且上連接板和下連接板通過高強度螺栓與該網格交叉點處的四個U型截面鋼板連接為一體。
[0014]進一步地，在下弦網格交叉點處四個U型截面鋼板的槽內設置有十字形剪力鋼筋。
[0015]進一步地，在下弦網格交叉點處四個U型截面鋼板的槽內設置有下弦受力鋼筋及箍筋。
[0016]基于以上所述正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋，該正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋的制作方法包括以下步驟:
首先將鋼板彎成U型截面鋼板；
再在U型截面鋼板兩端底部切割出等腰三角形狀的延長部，打孔；
將U型截面鋼板的延長部連接成網格狀，網格交叉點處U型截面鋼板通過上連接板和下連接板用高強螺栓等強連接成U型鋼構件。
[0017]進一步地，在樓蓋的U型鋼槽內綁扎下弦受力鋼筋及箍筋，并設置剪力鋼筋；扎鋼筋后現場澆制混凝土，再架設鋼筋混凝土上弦模板，扎鋼筋后二次澆制混凝土，即形成U型鋼、混凝土正交斜放組合空腹樓蓋結構整體。
[0018]本發明采用以上技術方案，與現有技術相比，具有以下優點:能夠使窄長形平面(Lx/Ly > 1.5)的多層大跨度樓蓋兩個方向受力均勻和框架結構比，降低樓蓋的混凝土和鋼材用量，混凝土量減少40%，鋼量減少48% ;當跨度大于30米以后，下弦網格使內力分布均勻，U型鋼包裹下弦與混凝土一起參加工作，下弦在拉力作用下由U型鋼板承擔拉力，可以有效控制下弦混凝土裂縫開展問題；提高結構剛度和舒適度，并節約建筑用材；減小樓蓋的厚度，A=Z/(25-30);樓蓋空腹內可作空調管線設備層使用，進一步降低樓層厚度，從而降低建筑層高。
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
【附圖說明】
[0020]附圖1為現有技術中正交正放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋平面圖；
附圖2為現有技術中正交正放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋網格布置圖；
附圖3為本發明實施例中正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋平面圖；
附圖4為本發明實施例中正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋網格布置圖；
附圖5為本發明實施例中一層含三個籃球場的體育館平面圖；
附圖6為本發明實施例中U型截面鋼板的結構示意圖；
附圖7為本發明實施例中U型鋼、混凝土組合樓蓋平面圖；
附圖8為本發明實施例中U型鋼內部高強螺栓孔洞示意圖；
附圖9為本發明實施例中U型鋼底部拼接板上螺栓的布置圖；
附圖10為本發明實施例中U型鋼上部拼接板上螺栓的布置圖；
附圖11為本發明實施例中正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋剪力鍵的結構示意圖；
附圖12為本發明實施例中正交斜放U型鋼、混凝土組合空腹樓蓋的剖面圖。
【具體實施方式】
[0021]本發明的技術方案針對圖3、4的多層(3層)大跨度(Ly > 30m)，其長邊Lx > 60m，其Lx/Ly=2 >