大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋制造技術

本實用新型專利技術公開了一種大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，包括上弦層和下弦層，下弦層由空腹梁交接構成多個正六邊形網格，短邊由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成，并且樓蓋短邊上每個支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長邊上每個支座處以30°夾角連接兩根對稱設置的空腹梁；上弦層為與下弦層固定連接的正三角形預制板，從而形成具有正三角形網格的鋼筋混凝土樓面板，正六邊形預制板上澆制有混凝土層。通過對蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的結構進行了改進，確保樓蓋既不會超筋也不會出現構造配筋等缺陷，能夠達到理想的技術經濟指標，符合“適用、經濟、綠色、美觀”的建筑方針。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種大跨度窄長型平面的混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，屬于建筑結構

技術介紹
從上世紀90年代中期開始，多層大跨度（18m~39m）混凝土空腹夾層板樓蓋相繼在全國十多個省、市、自治區的建筑工程出現，建筑面積達100多萬平方米，并取得了良好的技術經濟指標，當時的空腹樓蓋的網格組成主要是正交正放和正交斜放兩類。隨著經濟建設的發展，為了節約土地促進生態文明建設，國土資源部出臺了“節約集約利用土地規定”（2010年61號文件），多層大跨度公共與工業建筑的發展也是大勢所趨，常規的大跨度框架結構不僅造成“肥梁胖柱”，達不到“適用、經濟、綠色、美觀”的要求。為此，2014年我們相繼提出“蜂窩I、II、III型空腹夾層板樓蓋”，樓蓋空腹梁組成正六邊形（蜂窩狀），不僅具備原空腹夾層板樓蓋各方面的優點，而且使得樓蓋空隙率更大，其下弦網格更趨美觀。此類網格結構，當樓蓋平面接近方形（Lx/Ly＜1.5）和窄長形矩形（Lx/Ly＞1.5）平面時，均能達到受力均勻的要求，但美中不足的是，當樓蓋為窄長形平面時，樓蓋力學模型呈“單向板”，長邊支座處分配的內力（含支座反力）大，短邊相應小，受力大處只有一根與長邊（Lx）夾角600空腹梁相連，而短邊受力小處，卻有兩根與短邊（跨度Ly）夾角300空腹梁連接，造成受力不均勻，使長邊支座附近空腹梁超筋，短邊空腹梁按構造配筋，達不到理想的技術經濟指標，為此，有必要研究大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，從而克服上述問題。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本技術的目的在于提供一種大跨度窄長型（Lx/Ly＞1.5）混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，在保持傳統網格形狀（正六邊形蜂窩狀網格）的基礎上，調整網格排布和組成形式，使樓蓋受力更趨合理，避免出現超筋和大量構造配筋等缺陷。為了實現上述目標，本技術采用如下的技術方案：大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，長邊記為Lx，短邊記為Ly，包括上弦層和下弦層，所述下弦層由空腹梁交接構成多個正六邊形網格，短邊(跨度)由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成，并且樓蓋短邊上每個支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長邊上每個支座處以30°夾角連接兩根對稱設置的空腹梁；所述上弦層為與下弦層固定連接的正六邊形預制板，所述正六邊形預制板是具有正三角形網格的鋼筋混凝土預制板，所述正六邊形預制板上澆制有混凝土層面層。具體地，所謂窄長型是指Lx/Ly＞1.5的樓蓋平面。優選地，前述空腹梁在彼此交接處設置有三叉形剪力鍵以連接上弦層和下弦層。剪力鍵的設置是使實腹梁改變為空腹梁的關鍵，在保證上、下弦共同工作的同時大幅度降低結構自重。更優選地，前述三叉形剪力鍵為塊體結構，其凈高小于凈寬，即h0/B＜1，樓蓋各方向的彎矩通過剪力鍵轉化為拉、壓力，從而保證樓蓋整體正常工作。具體地，樓蓋的短邊Ly=nb，其中n表示沿短邊方向上的正三角形的數量，b表示正三角形或正六邊形的邊長，長邊Lx=m2h，其中m表示沿長邊方向上的正六邊形的數量，2h表示正六邊形的高度。更具體地，b=2.8米，h=0.866×2.8m=2.425m，短邊跨度為Ly=nb=11×2.8m=30.8m，Lx=m2h=10×2×2.425m=48.5m，Lx/Ly=48.5/30.8=1.575＞1.5。再優選地，樓蓋厚度h’=（1/25~1/30）Ly。此外，為了更好地理解和實現本技術，該大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的制造方法包括如下步驟：S1、將空腹梁連接成由若干正六邊形網格組成的蜂窩狀結構，形成下弦層，其中短邊(跨度)由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成；S2、在下弦層三向交匯點處設置鋼筋混凝土剪力鍵，它是夾角120°的三叉型塊體單元，它的存在確保上、下弦共同工作；S3、在剪力鍵上擱置正六邊形上弦網格內的六塊正三角形預制混凝土帶肋板，形成上弦正三角形網格，并在網格內綁扎鋼筋后二次澆注混凝土，即形成上弦正三角形網格板，上、下弦兩者通過“剪力鍵”共同工作，即形成“大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋”；本技術的有益之處在于：本技術對蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的結構進行了改進，短邊由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成，受力小的短邊中央每支座有一根夾角600空腹梁承擔內力，受力大的長邊中央每支座有兩根夾角300空腹梁承擔內力，這樣的結構內力分布十分合理，樓蓋既不會超筋也不會出現大量的構造配筋等缺陷，能夠達到理想的技術經濟指標，符合“適用、經濟、綠色、美觀”的建筑方針。附圖說明圖1是本技術的大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的一個優選實施例的下弦層結構示意圖；圖2是本技術的大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的一個優選實施例的上弦層結構示意圖；圖3是本技術的大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的一個優選實施例的剪力鍵布置圖；圖4是樓蓋的剖面結構示意圖；圖5是剪力鍵與下弦層的連接示意圖；圖6是剪力鍵結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術作具體的介紹。本技術的樓蓋為大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，其長邊記為Lx，短邊記為Ly，Lx/Ly＞1.5，Ly=nb，其中n表示沿短邊方向上的正三角形的數量，b表示正三角形或正六邊形的邊長，長邊Lx=m2h，其中m表示沿長邊方向上的正六邊形的數量，2h表示正六邊形的高度。具體到本實施例中，b=2.8米，h=0.866×2.8m=2.425m，短邊跨度為Ly=nb=11×2.8m=30.8m，Lx=m2h=10×2×2.425m=48.5m，Lx/Ly=48.5/30.8=1.575＞1.5，每層樓蓋面積1493.8m2參見圖1和圖2，本技術的樓蓋包括上弦層和下弦層。其中，下弦層既是受力的主要構件，又是美觀的吊頂造型，由空腹梁三向交叉構成多個正六邊形網格，短邊由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成，如圖1所示，在樓蓋短邊上每個支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長邊上每個支座處以30°夾角連接兩根對稱設置的空腹梁。如圖1和圖2所示，上弦層為與下弦層固定連接的正六邊形預制板，正六邊形預制板是具有正三角形網格的鋼筋混凝土預制板，二次澆制混凝土后形成整體，這樣一來，該樓蓋具有上層網格密、下層網格疏的不對稱特點，從而大幅度提高結構剛度和強度。該樓蓋在保持傳統網格形狀（正六邊形蜂窩狀網格）的基礎上，調整網格排布和組成形式，使受力小的短邊中央每支座有一根夾角600空腹梁承擔內力，受力大的長邊中央每支座有兩根夾角300空腹梁承擔內力，這樣一來，樓蓋既不會超筋也不會出現構造配筋等缺陷，能夠達到理想的技術經濟指標，適用于窄長型的大跨度樓蓋。作為本技術的十分重要的一個改進，如圖3所示，空腹梁在彼此交接處設置有三叉形剪力鍵以連接上弦層和下弦層，剪力鍵與空腹梁均為120°夾角。需要特別說明的是：剪力鍵的設置是使實腹梁改變為空腹梁的關鍵，在保證上、下弦共同工作的同時，使樓蓋空隙率增大，大幅度降低結構自重。如圖5和圖6所示，三叉形剪力鍵為塊體結構，其凈高小于凈寬，即h0/B＜1，下弦拉力分別為N1、N2、N3，三叉形截面承擔剪力V1、V2、V3，樓蓋各方向的彎矩通過剪力鍵轉化為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，長邊記為Lx，短邊跨度記為Ly，包括上弦層和下弦層，其特征在于，所述下弦層由空腹梁交接構成多個正六邊形網格，短邊由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成，并且樓蓋短邊上每個支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長邊上每個支座處以30°夾角連接兩根對稱設置的空腹梁；下弦正六邊形網格交匯點設置夾角120°的三叉型混凝土剪力鍵，其上部擱置混凝土正三角形預制帶肋板，形成上弦正三角形網格，在網格內扎鋼筋后，通過剪力鍵使上、下弦桿共同工作形成整體。

【技術特征摘要】
1.大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，長邊記為Lx，短邊跨度記為Ly，包括上弦層和下弦層，其特征在于，所述下弦層由空腹梁交接構成多個正六邊形網格，短邊由正六邊形的邊長與對角線相間設置而成，并且樓蓋短邊上每個支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長邊上每個支座處以30°夾角連接兩根對稱設置的空腹梁；下弦正六邊形網格交匯點設置夾角120°的三叉型混凝土剪力鍵，其上部擱置混凝土正三角形預制帶肋板，形成上弦正三角形網格，在網格內扎鋼筋后，通過剪力鍵使上、下弦桿共同工作形成整體。2.根據權利要求1所述的大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，其特征在于，Lx/Ly＞1.5。3.根據權利要求1所述的大跨度窄長型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，其特征在于，所述空腹梁在彼此交接處設置有三叉形剪力鍵以連接上弦層和下弦層。4.根據權利要求3所述的大跨度窄長型混凝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬克儉，吳剛，徐鵬強，令狐延，江韓，吳京，張華剛，朱九洲，林力勛，李寧，孫澤陽，陳志鵬，吳敦軍，魏艷輝，王維奇，白蓉，陳靖，李莉，
申請(專利權)人：東南大學，貴州大學，濰坊昌大建設集團有限公司，中國建筑第四工程局有限公司，南京長江都市建筑設計股份有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32