一种装配式矩形平面屋盖及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式矩形平面屋盖及其制作方法，预先在工厂内采用型钢制作成剪力键和空腹梁，并将剪力键和空腹梁通过焊接制作成装配单元A、装配单元B和装配单元C三种装配单元，装配单元C为十字型结构、装配单元B为具有一个正方形网格的井字型结构、装配单元A为具有两个正方形网格的两横与三竖交叉型结构，然后根据所要制作的窄长矩形平面屋盖规定的尺寸，将装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C在现场进行装配组合成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，并在装配整体式空间棱形空腹钢网格结构上铺设防水屋面或安装采光玻璃窗后，即可制得装配式矩形平面屋盖。本发明专利技术具有结构简单、造价低、用钢量少、结构强度高、造型美观等优点。

【技术实现步骤摘要】

 本专利技术涉及一种装配式矩形平面屋盖及其制作方法，属于窄长矩形平面屋盖或天棚制作

技术介绍
随着经济建设的快速发展，全国公路建设和酒店建设项目日益增多，全国各地高速公路收费站的矩形平面屋盖和大型酒店入口处的天棚均采用钢结构的项目越来越多，这些建筑的平面形式由于功能要求，均为窄长矩形平面，即其正面宽度与其进深尺寸之比往往大于2，长期以来均采用钢框架结构和正放四角锥钢网架结构体系，这些结构体系没有发展和提高的同时，也导致建筑造型千遍一律。另外，由于现有的矩形平面屋盖为窄长矩形平面，采用上述结构不仅没有充分发挥屋盖（或天棚）的空间三维力学效应，而且还存在着结构复杂、施工困难、用钢量大的问题，并且现有的这些矩形平面屋盖的钢结构在制作时，普遍采用现场焊接的方式进行制作，这不仅增大了现场施工的工作量，而且还需要较长的施工工期，同时其施工质量还得不到保证。此外，现有的矩形平面屋盖结构在制作完钢结构后，除了还需制作防水屋面外，还必须制作吊顶，这不仅增大了成本，而且其使用效果也不够理想。因此，现有的矩形平面屋盖结构还是不能满足使用的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种结构简单、制作容易、工程造价低、施工省时省力、施工质量可靠、结构强度高、结构稳定性好的装配式矩形平面屋盖及其制作方法，以克服现有技术的不足。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术的一种装配式矩形平面屋盖的制作方法为，该方法采用空间棱形空腹钢网格结构作为矩形平面屋盖的钢结构，在制作空间棱形空腹钢网格结构时，预先在工厂内采用型钢制作成剪力键和空腹梁，并将剪力键和空腹梁通过焊接制作成装配单元A、装配单元B和装配单元C三种装配单元，其中装配单元C制作为十字型结构、装配单元B制作具有一个正方形网格的井子型结构、将装配单元A制作成具有两个正方形网格的两横与三竖交叉型结构，然后将装配单元A、装配单元B和装配单元C运到现场后，根据所要制作的窄长矩形平面屋盖规定的尺寸，将装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C在现场进行装配组合成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，然后在装配好的装配整体式空间棱形空腹钢网格结构上铺设防水屋面或安装采光玻璃窗后，即可制得装配式矩形平面屋盖。根据上述方法构建的本专利技术的一种装配式矩形平面屋盖为：该空间棱形空腹钢网格结构由装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C相互连接组成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，其装配单元C由一个剪力键与四根短空腹梁连接组成十字形状结构；其装配单元B由四个剪力键与四根长空腹梁相互连接组成一个正方形网格结构，并且在四个剪力键上分别连接有2个相互垂直的短空腹梁；其装配单元A由六个剪力键与七根长空腹梁相互连接组成两个正方形网格结构，两个正方形网格连接为一体而形成一个长方形，在该长方形的长边上的每个剪力键上分别连接有一个与长边垂直的短空腹梁，在该长方形的短边上的每个剪力键上分别连接有一个与短边垂直的短空腹梁；短空腹梁的长度为长空腹梁的长度的1/2；在装配整体式空间棱形空腹钢网格结构上安装有防水屋面或采光玻璃窗。上述的剪力键由方型钢构成；上述的长空腹梁或短空腹梁由两根相互平行的T型钢构成。在上述短空腹梁的一端都设有螺栓孔，在将装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C相互连接组成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构时，通过设有螺栓孔的连接板搭接在每两个相互对接的短空腹梁上并通过螺栓穿过连接板和短空腹梁的螺栓孔进行连接。上述在通过连接板及螺栓将装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C的短空腹梁相互连接构成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构时,再通过焊接的方式使连接板与短空腹梁连接为一体。上述由两根相互平行的T型钢构成的长空腹梁或短空腹梁都通过焊接的方式与剪力键连接，在长空腹梁或短空腹梁与剪力键焊接连接处的上下两根T型钢之间都焊接有加强钢板，并且加强钢板靠近剪力键的一侧也通过焊接的方式与剪力键连接。上述在构成剪力键的方型钢的上下两端上都焊接有剪力键钢板。上述焊接在剪力键上下两端的剪力键钢板同时也与连接在剪力键上的长空腹梁或短空腹梁焊接在一起。在由装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C相互连接组成的装配整体式空间棱形空腹钢网格结构的边缘的每个短空腹梁2上都与一根短空腹梁2的一端连接，并且该短空腹梁2的另一端连接有构成矩形平面屋盖矩形边的边梁9。由于采用了上述技术方案，本专利技术将制作矩形平面屋盖钢结构的空间棱形空腹钢网格结构的大量焊接工作预先在工厂内完成，这样可以通过工厂内的生产线设备进行大批量的生产，这不仅大大提高了生产效率，而且还大大降低了生产成本和提高了产品质量；而且本专利技术通过将装配单元A或/和装配单元B在现场进行装配组合成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，并在施工现场采用高强螺栓等强连接后使空间棱形空腹钢网格结构形成一个完整的整体，这不仅有效地提高了施工进度，而且还大大降低了工程造价，同时还有效地促进了施工文明和降低了工人的劳动强度。本专利技术针对现有的窄长矩形平面的屋盖特点所提出的装配整体式空间棱形空腹钢网格结构体系，它不仅提高了结构的三维空间力学效应，并且本专利技术应用棱形空腹网格的组成使屋盖或天棚无需再作吊顶，使结构与吊顶造型合二为一，从而更加有效地节省了工程造价。本专利技术所提出的这种“装配整体式空间棱形空腹钢网格结构”，它既克服了传统螺栓球节点正交斜放网架室内杆系零乱的缺点，又保留了用钢量少安装方便的优点。而且本专利技术的现场焊接工作量很少，仅占全部施焊工作量的11%。由于现场安装免去了大量的焊接工序，不仅能有效避免火灾的发生，而且还避免了大量焊接对施工现场环境的污染。本专利技术与传统的H型钢正交网格结构比，传统的H型钢正交网格结构的用钢量是本专利技术的三倍以上，因此本专利技术既大幅度降低了用钢量，又保持了室内有规律的空腹网格造型。所以，本专利技术与现有技术相比，本专利技术不仅具有结构简单、制作容易、工程造价低的优点，而且还具有施工省时省力、质量可靠、结构强度高、稳定性好、用钢量低、造型美观等优点。本专利技术特别适合于在窄长矩形平面的公路收费站屋盖和大型酒店门厅前天棚的建筑上使用。附图说明图1是本专利技术的屋盖平面结构示意图；图2是本专利技术采用装配单元A和装配单元C组装成装配式矩形平面屋盖的平面布置及单元划分结构示意图，图中的细虚线所框部分为各装配单元的划分部分；图3是本专利技术采用装配单元A和装配单元C组装成装配式矩形平面屋盖并且其周边设有挑檐的平面布置及单元划分结构示意图，图中的细虚线所框部分为各装配单元的划分部分；图4是本专利技术的装配单元A的结构示意图；图5是本专利技术的装配单元B的结构示意图；图6是本专利技术的装配单元C的结构示意图；图7是图4的Ⅰ向结构示意图；图8是图6的Ⅱ向结构示意图；图9是本专利技术的装配单元A或装配单元B与装配单元C连接时的结构示意图；图10是图9的Ⅲ部局部放大结构示意图；图11是本专利技术装配单元C的焊接组装结构图；图12是图11的Ⅳ-Ⅳ局部剖视结构图。附图标记说明：1－剪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配式矩形平面屋盖的制作方法，其特征在于：采用空间棱形空腹钢网格结构作为矩形平面屋盖的钢结构，在制作空间棱形空腹钢网格结构时，预先在工厂内采用型钢制作成剪力键和空腹梁，并将剪力键和空腹梁通过焊接制作成装配单元A、装配单元B和装配单元C三种装配单元，将装配单元C制作为十字型结构、将装配单元B制作成具有一个正方形网格的井字型结构、将装配单元A制作成具有两个正方形网格的两横与三竖交叉型的结构，然后将装配单元A、装配单元B和装配单元C运到现场后，根据所要制作的窄长矩形平面屋盖规定的尺寸，将装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C在现场进行装配组合成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，然后在装配好的装配整体式空间棱形空腹钢网格结构上铺设防水屋面或安装采光玻璃窗后，即可制得装配式矩形平面屋盖。

【技术特征摘要】
1.一种装配式矩形平面屋盖的制作方法，其特征在于：采用空间棱形空腹钢网格结构作为矩形平面屋盖的钢结构，在制作空间棱形空腹钢网格结构时，预先在工厂内采用型钢制作成剪力键和空腹梁，并将剪力键和空腹梁通过焊接制作成装配单元A、装配单元B和装配单元C三种装配单元，将装配单元C制作为十字型结构、将装配单元B制作成具有一个正方形网格的井字型结构、将装配单元A制作成具有两个正方形网格的两横与三竖交叉型的结构，然后将装配单元A、装配单元B和装配单元C运到现场后，根据所要制作的窄长矩形平面屋盖规定的尺寸，将装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C在现场进行装配组合成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，然后在装配好的装配整体式空间棱形空腹钢网格结构上铺设防水屋面或安装采光玻璃窗后，即可制得装配式矩形平面屋盖。
2.一种装配式矩形平面屋盖，包括作为矩形屋盖钢结构的空间棱形空腹钢网格结构，其特征在于：该空间棱形空腹钢网格结构由装配单元A或/和装配单元B或/和装配单元C相互连接组成装配整体式空间棱形空腹钢网格结构，其装配单元C由一个剪力键（1）与四根短空腹梁（2）连接组成十字形状结构；其装配单元B由四个剪力键（1）与四根长空腹梁（3）相互连接组成一个正方形网格结构，并且在四个剪力键（1）上分别连接有2个相互垂直的短空腹梁（2）；其装配单元A由六个剪力键（1）与七根长空腹梁（3）相互连接组成两个正方形网格结构，两个正方形网格连接为一体而形成一个长方形，在该长方形的长边上的每个剪力键（1）上分别连接有一个与长边垂直的短空腹梁（2），在该长方形的短边上的每个剪力键（1）上分别连接有一个与短边垂直的短空腹梁（2）；短空腹梁（2）的长度为长空腹梁（3）的长度的1/2，在装配整体式空间棱形空腹钢网格结构上安装有防水屋面（4）或采光玻璃窗（5）。
3.根据权利要求2所述的装配式矩形平面屋盖，其特征在于：所述的剪...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克俭，曾勇，肖建春，马华，栾焕强，田啟良，吴聚龙，
申请(专利权)人：贵州大学，天津大学，湖南金海钢结构股份有限公司，南京中建化工设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：