CN109138249A - 圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑技术领域，公开一种圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖及施工方法，包括上弦层、下弦层，下弦层由下弦梁交接成多个正六边形网格，上弦层包括由上弦梁交接成的多个正六边形网格，还包括叠设在正六边形网格上并与之浇制成一体的正六边形上弦板；正六边形网格设置方式为：用上弦梁/下弦梁在中心设一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至楼盖圆形边缘间呈放射式设有多个正六边形网格，放射式规律为：绕中心正六边形网格每增加一圈正六边形网格即增加六个；靠近上弦层/下弦层边缘的正六边形网格边与圆形边缘相交形成支座；上弦层和下弦层间通过剪力键连接。本楼盖整体受力合理，内力分布均匀，工程造价成本低。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体地，涉及一种圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖及施工方法。
背景技术
近几年出现了“蜂窝型空腹夹层板”技术，它的特点是空腹网格由六个正三 角形网格组成的正六边形，形状类似蜂巢，它的边长即正三角形边长b，其高为 正三角形高的2倍，即2h，见说明书附图1所示，其主要应用于矩形和类方形平面 的楼盖或屋盖，其周边支座，跨度方向由b和2b组成，其长边方向支座间距均由 2h组成。楼盖传递荷载由传统正交的两个方向传力转变为夹角120°的三向传递楼 面荷载，使楼盖受力更均匀。
但随着多层大跨度公共建筑的发展，多层大跨度圆形平面的公共建筑也出现了，如其楼盖还采用上述传统结构，则其将在受力不均匀的同时，还导致工程造价大幅度上升。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种受力合理、内力分布均匀、相比传统结构形式节约工程造价的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖。
本发明同时提供一种所述圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的施工方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，包括边缘呈圆形的上弦层、下弦层，下弦层由下弦梁交接构成多个正六边形网格，上弦层包括由上弦梁交接构成的多个正六边形网格，还包括叠设在正六边形网格上并与正六边形网格浇制成一体的正六边形上弦板。
上弦层和下弦层的正六边形网格设置方式为：采用上弦梁/下弦梁在上弦层/下弦层中心设置出一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至上弦层/下弦层的圆形边缘之间还呈放射式规律布置有多个正六边形网格，正六边形网格与中心正六边形网格大小相同，所述放射式规律为：除中心正六边形网格外，每增加一圈正六边形网格，则增加六个正六边形网格。
靠近上弦层/下弦层边缘的正六边形网格的网格边与圆形边缘相交形成支座。
上弦层和下弦层之间通过剪力键连接形成蜂窝形结构。
进一步地，正六边形网格的对边距离为2a，过中心正六边形网格中心将中心正六边形网格两侧的正六边形网格的对边距离连成一条直线，所述直线经过的正六边形网格数为m，楼盖的直径D设置为D=m×2a+2a/3，m为奇数。
更进一步地，支座在圆形边缘上均匀设置，支座间圆弧长控制在3～4m。
再进一步地，楼盖的高度H设置为H=（1/28～1/25)D。
还进一步地，上弦板厚h1=（2/30～2/25)a。
进一步地，上弦梁和下弦梁宽度相等，上弦层与下弦层的高度相等。
更进一步地，上弦梁的宽度大于上弦层的高度。
再进一步地，剪力键为块状的三叉剪力键。
还进一步地，三叉剪力键的高度h0和总宽度B设置为h 0/B≤1.5。
一种所述圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的施工方法，包括以下步骤：
S1.将下弦梁连接成若干个正六边形网格，靠近下弦层边缘的正六边形网格的网格边与下弦层的圆形边缘相交形成支座，正六边形网格设置方式为：采用下弦梁在下弦层中心设置出一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至下弦层的圆形边缘之间还呈放射式规律布置有多个正六边形网格，正六边形网格与中心正六边形网格大小相同，所述放射式规律为：除中心正六边形网格外，每增加一圈正六边形网格，则增加六个正六边形网格；
S2.在正六边形网格的三向交汇点处设置剪力键；
S3.在剪力键上设置由上弦梁连接形成的若干个上弦层的正六边形网格，靠近上弦层边缘的正六边形网格的网格边与上弦层的圆形边缘相交形成支座，上弦层的正六边形网格与下弦层的正六边形网格设置方式相同；
S4.在上弦层的正六边形网格上搁置多块正六边形上弦板，将上弦板与正六边形网格的上弦梁浇制成一体。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）上弦层和下线层均采用放射式规律布置多个正六边形网格，并最终结合剪力键形成一蜂窝形结构的楼盖，可确保楼盖的整体结构刚度和强度；
2）呈放射式规律布置的正六边形网格，相互之间结构紧凑，制约性强，真正适应楼盖的大跨度需求；
3）支座在楼盖边缘上均匀布置，即支座间圆弧长相等，楼盖整体受力合理，内力分布均匀，进一步增强蜂窝形结构楼盖的整体结构强度
4）本楼盖孔隙率大，自重轻，同时网格造型美观大方，相比传统结构形式，可在节约工程造价的基础上发挥多方面的建筑功效。
附图说明
图1为现有技术的多层大跨度矩形平面混凝土蜂窝形空腹夹层板楼盖；
图2为实施例1的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的蜂窝形空腹网格平面布置图；
图3为图2所示蜂窝形空腹网格在六等分线处的局部放大图；
图4为实施例1中单个正六边形网格的几何尺寸关系简图；
图5为实施例1的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的局部剖面构造图；
图6为实施例1的剪力键与下弦层的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
提供一种圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其包括边缘呈圆形的上弦层和下弦层，下弦层由下弦梁11交接构成多个正六边形网格，上弦层包括由上弦梁21交接构成的多个正六边形网格，还包括叠设在正六边形网格上并与正六边形网格浇制成一体的正六边形上弦板22。
其中上弦梁21和下弦梁11均为空腹梁，各下弦梁在交接处设有三叉剪力键相接以增强楼盖的结构强度。
具体地，上弦层和下弦层的正六边形网格设置方式为：采用上弦梁/下弦梁在上弦层/下弦层中心设置出一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至上弦层/下弦层的圆形边缘之间呈放射式规律布置有多个正六边形网格，正六边形网格与中心正六边形网格大小相同，该放射式规律为：除中心正六边形网格外，每增加一圈正六边形网格，则增加六个正六边形网格，由该放射式规律布置形成的上弦层/下弦层的蜂窝形空腹网格平面布置图如图2所示，其中靠近上弦层/下弦层边缘的正六边形网格的网格边与圆形边缘相交形成支座3，上弦层和下弦层之间通过剪力键4连接形成蜂窝形结构。
现对该放射式规律作进一步解说：除中心一个正六边形网格外，绕该中心正六边形网格每增加一圈正六边形网格，就增加6个正六边形网格，即中心正六边形网格外周的第一圈为6个正六边形网格，第二圈为12个正六边形网格，第三圈为18个正六边形，依次类推。
为使楼盖的空间得到充分利用，同时又需确保蜂窝形空腹网格与楼盖边缘之间良好契合，本实施例在正六边形网格的大小与楼盖的直径之间作出了一个均衡的设计，具体地，如图2、图3和图4所示，正六边形网格的对边距离为2a，过中心正六边形网格中心将中心正六边形网格两侧的正六边形网格的对边距离连成一条直线，该直线所经过的正六边形网格数为m，则楼盖的直径D设置为D=m×2a+2a/3，m为奇数，如7、9、11、13等。
为进一步增强蜂窝形结构楼盖的整体结构强度，支座3在圆形边缘上均匀设置，支座的均匀化设置可使楼盖整体受力合理，内力分布均匀。
具体根据图2可知，所有靠近上弦层/下弦层圆形边缘处的正六边形网格的网格边将直接连接到支座3处，这使得蜂窝形空腹网格与楼盖边缘得到很好的衔接，此时该蜂窝形空腹网格正好可被六等分，六等分线在图2中已示出。
现于蜂窝形空腹网格被六等分的基础上来对支座间的距离进行计算，根据上文中楼盖直径D=m×2a+2a/3，则楼盖的圆形周长S=πD，六等分的楼盖圆弧长为S/6=πD/6，任意两根六等分线之间的支座个数为n个（n与m具有一定规律关系），则支座间的圆弧长为S/6n=πD/6n，当然，支座间的间距不宜太大，需根据楼盖直径大小适当控制，优选地，支座间圆弧长控制在3～4m即可。
如图5所示，为满足楼盖为具有较小剪切变形的“夹芯板”，本实施例的楼盖的高度H设置为H=（1/28～1/25)D，上弦板厚h1=（2/30～2/25)a，上弦梁21和下弦梁11宽度相等，上弦层与下弦层的高度相等（见图5中的h2），上弦梁的宽度大于上弦层的高度，在这些比例设置下楼盖整体结构协调性较好且整体结构强度也能得到保证。
如图6所示，上弦层与下弦层之间连接的剪力键4为块状的三叉剪力键，楼盖上弦的压力（N1、N2、N3）与下弦的拉力产生的水平剪力由剪力键截面承担。
为确保楼盖具有较大的抗剪刚度，三叉剪力键的高度h0和总宽度B设置为h 0/B≤1.5，其中B=b+2b1(b为上弦梁的宽度，见图4中的b和图5中的b1），三叉剪力键的高度h0即为本圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的空腹高度。
实施例2
提供一种所述圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的施工方法，包括以下步骤：
S1.将下弦梁11连接成若干个正六边形网格，靠近下弦层边缘的正六边形网格的网格边与下弦层的圆形边缘相交形成支座3，正六边形网格设置方式为：采用下弦梁在下弦层中心设置出一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至下弦层的圆形边缘之间还呈放射式规律布置有多个正六边形网格，正六边形网格与中心正六边形网格大小相同，所述放射式规律为：除中心正六边形网格外，每增加一圈正六边形网格，则增加六个正六边形网格；
S2.在正六边形网格的三向交汇点处设置剪力键4；
S3.在剪力键4上设置由上弦梁21连接形成的若干个上弦层的正六边形网格，靠近上弦层边缘的正六边形网格的网格边与上弦层的圆形边缘相交形成支座，上弦层的正六边形网格与下弦层的正六边形网格设置方式相同；
S4.在上弦层的正六边形网格上搁置多块正六边形上弦板22，将上弦板与正六边形网格的上弦梁21浇制成一体。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，包括边缘呈圆形的上弦层、下弦层，下弦层由下弦梁交接构成多个正六边形网格，
上弦层包括由上弦梁交接构成的多个正六边形网格，还包括叠设在正六边形网格上并与正六边形网格浇制成一体的正六边形上弦板；
上弦层和下弦层的正六边形网格设置方式为：采用上弦梁/下弦梁在上弦层/下弦层中心设置出一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至上弦层/下弦层的圆形边缘之间还呈放射式规律布置有多个正六边形网格，正六边形网格与中心正六边形网格大小相同，所述放射式规律为：除中心正六边形网格外，每增加一圈正六边形网格，则增加六个正六边形网格；
靠近上弦层/下弦层边缘的正六边形网格的网格边与圆形边缘相交形成支座；
上弦层和下弦层之间通过剪力键连接形成蜂窝形结构。
2.根据权利要求1所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，正六边形网格的对边距离为2a，过中心正六边形网格中心将中心正六边形网格两侧的正六边形网格的对边距离连成一条直线，所述直线经过的正六边形网格数为m，楼盖的直径D设置为D=m×2a+2a/3，m为奇数。
3.根据权利要求2所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，支座在圆形边缘上均匀设置，支座间圆弧长控制在3～4m。
4.根据权利要求2或3所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，楼盖的高度H设置为H=（1/28～1/25)D。
5.根据权利要求4所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，上弦板厚h1=（2/30～2/25)a。
6.根据权利要求1或5所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，上弦梁和下弦梁宽度相等，上弦层与下弦层的高度相等。
7.根据权利要求6所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，上弦梁的宽度大于上弦层的高度。
8.根据权利要求1或5或7所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，剪力键为块状的三叉剪力键。
9.根据权利要求8所述的圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖，其特征在于，三叉剪力键的高度h0和总宽度B设置为h 0/B≤1.5。
10.一种如权利要求1～9任意一项所述圆形平面大跨度蜂窝型混凝土空腹夹层板楼盖的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将下弦梁连接成若干个正六边形网格，靠近下弦层边缘的正六边形网格的网格边与下弦层的圆形边缘相交形成支座，正六边形网格设置方式为：采用下弦梁在下弦层中心设置出一中心正六边形网格，中心正六边形网格周边至下弦层的圆形边缘之间还呈放射式规律布置有多个正六边形网格，正六边形网格与中心正六边形网格大小相同，所述放射式规律为：除中心正六边形网格外，每增加一圈正六边形网格，则增加六个正六边形网格；
S2.在正六边形网格的三向交汇点处设置剪力键；
S3.在剪力键上设置由上弦梁连接形成的若干个上弦层的正六边形网格，靠近上弦层边缘的正六边形网格的网格边与上弦层的圆形边缘相交形成支座，上弦层的正六边形网格与下弦层的正六边形网格设置方式相同；
S4.在上弦层的正六边形网格上搁置多块正六边形上弦板，将上弦板与正六边形网格的上弦梁浇制成一体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190104 |