專利名稱：裝配式蜂窩板輕型空腹樓、屋蓋結(jié)構(gòu)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域中的一種輕型樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)體系，可廣泛應(yīng)用于 多、高層建筑中的大空間樓蓋或大跨度建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)。使結(jié)構(gòu)自重大大減輕， 并可實現(xiàn)工廠化、系列化定型批量生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配化施工，能有效降低結(jié)構(gòu)高度， 節(jié)約室內(nèi)凈空，進(jìn)而產(chǎn)生良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提高，空間結(jié)構(gòu)已為越來 越多的建筑師及結(jié)構(gòu)師所青睞。有大空間要求的各種建筑物隨處可見，如大型超 市、商場、體育場館及展覽、娛樂中心等，面積小則幾千平米，大到幾萬乃至數(shù) 十萬平米，其共同特點是要求樓層或屋蓋采用大柱網(wǎng)(甚至無中柱僅周邊支承)、 大空間，設(shè)計時若仍采用普通鋼筋砼梁板體系，則必然形成"肥梁、胖柱"的重 樓(屋)蓋，有時甚至無法滿足大跨度的跨越要求。目前解決上述大空間樓(屋) 蓋較常見的方案一般可采用鋼網(wǎng)架、組合網(wǎng)架等空間結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)性能及使 用效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼筋砼梁板體系，但相對而言這些結(jié)構(gòu)的自重仍不夠輕， 且桿件體系較高的結(jié)構(gòu)高度在某些場合會影響建筑凈空。眾所周知，大自然中的能工巧匠——蜜蜂筑就的"蜂窩"結(jié)構(gòu)，是一種構(gòu)造 極為合理的"空間結(jié)構(gòu)"。而由上、下兩層薄金屬面板與中間的超薄鋁蜂窩芯復(fù)合制成的金屬蜂窩夾層板，具有重量輕(約6 8kg/m')、剛度大、隔音、隔熱、耐火等諸多優(yōu)點，且生產(chǎn)工藝成熟，可以說它是高性能板材的典型代表，故被廣 泛應(yīng)用于航空、高速列車、艦船等領(lǐng)域。近年來在一些中、高檔公共建筑的屋面、 墻面中也大量采用，如上海汽車會展中心單曲屋面(20700 m')，成都沙河監(jiān) 控指揮中心雙曲面鋁蜂窩板屋面(8000 m')，浙江大學(xué)多功能廳球面鋁蜂窩外墻 板等工程。或許是因為金屬蜂窩板材的價格相對較高，目前還很少在土建領(lǐng)域中 作為結(jié)構(gòu)用板大量使用。然而經(jīng)我們具體分析、測算，由于其優(yōu)良的力學(xué)性能及超輕自重所帶來的體系綜合經(jīng)濟(jì)效益已遠(yuǎn)遠(yuǎn)彌補(bǔ)了其較高單價的缺點，甚至比同 類其他結(jié)構(gòu)形式更為經(jīng)濟(jì)。同時，它又區(qū)別于同樣具備"輕質(zhì)、高強(qiáng)"特性的柔 性"膜"材，既能受拉、又能受壓，應(yīng)用范圍更廣。為此，本發(fā)明將這種高性能 蜂窩板通過特定的連接方式形成一種新型空腹大空間組合樓(屋)蓋體系。經(jīng)初 步分析、研究，該結(jié)構(gòu)體系重量輕、剛度大、抗震性能好、施工方便可行，工廠 化系列化生產(chǎn)程度高。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題為克服現(xiàn)有傳統(tǒng)樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種自重 輕、無梁、空腹、節(jié)約室內(nèi)凈空、工廠化系列化生產(chǎn)、高度裝配化的新型大空間 復(fù)合樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)體系。宏觀看其內(nèi)部充滿格構(gòu)型空腔，相當(dāng)于一塊自重輕、 剛度大、隔音隔熱的節(jié)能型"大蜂窩板"。技術(shù)方案本發(fā)明的裝配式蜂窩板輕型空腹樓、屋蓋結(jié)構(gòu)體系包括由金屬 蜂窩板組成的底板、頂板、橫向側(cè)板、縱向側(cè)板及承插式連接件拼裝而成；橫向 側(cè)板、縱向側(cè)板相互交叉設(shè)置，并位于底板、頂板之間，在底板和頂板上，通過 承插式連接件連接橫向側(cè)板、縱向側(cè)板。底板、頂板、橫向側(cè)板、縱向側(cè)板之間 的連接板縫中設(shè)有連接卡槽，并在受拉的底板面內(nèi)施加一定的預(yù)應(yīng)力，以進(jìn)一步 提高其結(jié)構(gòu)整體性。當(dāng)被應(yīng)用于屋蓋結(jié)構(gòu)時，在頂板的拼接板縫內(nèi)填置防水密封 壓條。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點-由于本結(jié)構(gòu)體系采用被公認(rèn)為具有很高比強(qiáng)度、比剛度(即單位重量的強(qiáng)度、 剛度)的"輕質(zhì)、高強(qiáng)"板材——金屬蜂窩板，故其結(jié)構(gòu)性能較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系優(yōu) 越得多，主要體現(xiàn)在(1) 結(jié)構(gòu)自重輕，綜合造價低。由于組成結(jié)構(gòu)的主要部件輕質(zhì)板材的自重僅為6 8kg/m%故形成結(jié)構(gòu)后的 自重約為20 40kg/m2,為一般網(wǎng)架等傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)自重的l/2左右。當(dāng)被應(yīng)用于 樓蓋時，約為普通鋼筋混凝土樓蓋的1/5。經(jīng)具體測算，盡管單塊蜂窩板的價格 相對較高，但考慮到自重效應(yīng)后的建筑綜合造價并不高， 一般可降低5~10%。(2) 整體剛度大，抗震性能好。由于結(jié)構(gòu)屬板體系，其整體剛度，抗震性能及整體穩(wěn)定性均優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。(3) 集承重、圍護(hù)、裝飾及節(jié)能于一體。 該體系中的底板既是承重結(jié)構(gòu)，又兼作室內(nèi)天花裝飾板，可在安裝前進(jìn)行表面預(yù)處理，無需進(jìn)行二次裝飾:而其頂板既是承重、圍護(hù)板，還可按業(yè)主需要在 局部(或全部)區(qū)域設(shè)置太陽能集熱裝置。(4) 良好的建筑物理性能。首先，由于蜂窩板本身具有隔音、隔熱、耐火等優(yōu)點，其次，由于從宏觀 看，整個樓(屋)結(jié)構(gòu)又是一塊充滿格構(gòu)型空氣層的"大蜂窩板"，故其隔音、 隔熱等物理性能必然更優(yōu)。(5) 結(jié)構(gòu)高度小，節(jié)省建筑凈空。經(jīng)有限元對比分析，在同樣的設(shè)計荷載下，跨度相同的本結(jié)構(gòu)體系(完全由板系構(gòu)成)的結(jié)構(gòu)高度要比組合網(wǎng)架等桿系結(jié)構(gòu)的樓層結(jié)構(gòu)高度低20~30%(剛度指標(biāo)相同)。有效地提升了建筑凈空，從而在建筑總高度不變的情況下，可增 加建筑層數(shù)，擴(kuò)大使用面積，帶來額外的經(jīng)濟(jì)效益。


圖l是本發(fā)明用于樓蓋結(jié)構(gòu)時的示意圖； 圖2是本發(fā)明用于大跨屋蓋結(jié)構(gòu)時的示意圖； 圖3是本發(fā)明用于門式剛架時的示意圖； 圖4是本結(jié)構(gòu)體系的連接構(gòu)造示意圖。圖中有底板l、頂板2、橫向側(cè)板3、縱向側(cè)板4、承插式連接件5、連接 卡槽6、防水密封壓條7。
具體實施方式
將厚度為20 30mrn，平面尺寸為T xlm及l(fā)"1 x0.5m左右的高性能金屬蜂窩板制成底板l、頂板2、橫向側(cè)板3、縱向側(cè)板4，橫向側(cè)板3、縱向側(cè)板4相互交 叉設(shè)置，并位于底板l、頂板2之間，在底板1和頂板2上，通過承插式連接件 5 (通用件)連接橫向側(cè)板3、縱向側(cè)板4。底板l、頂板2、橫向側(cè)板3、縱向 側(cè)板4之間的連接板縫中設(shè)有連接卡槽6 (通用件)，并在受拉的底板面內(nèi)施加 一定的預(yù)應(yīng)力，以進(jìn)一步提高其結(jié)構(gòu)整體性。當(dāng)被應(yīng)用于屋蓋結(jié)構(gòu)時，在頂板2的拼接板縫內(nèi)填置防水密封壓條7。 在專業(yè)定點廠將金屬蜂窩板(帶有金屬邊框)及專用連接件等定型批量生產(chǎn)后，運到現(xiàn)場，并根據(jù)現(xiàn)場情況分別采用高空散裝或先在地面拼裝成若干單元體后再吊到高空安裝就位。拼裝時應(yīng)搭設(shè)必要的腳手架和臨時支撐，當(dāng)形成單榀結(jié)構(gòu)后便可作為后續(xù)部分的支撐，采用滑移安裝方法逐漸向前推進(jìn)，而不再需要滿堂腳手架。
權(quán)利要求
1.一種裝配式蜂窩板輕型空腹樓、屋蓋結(jié)構(gòu)體系，其特征在于該體系包括由金屬蜂窩板組成的底板(1)、頂板(2)、橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)及承插式連接件(5)拼裝而成；橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)相互交叉設(shè)置，并位于底板(1)、頂板(2)之間，在底板(1)和頂板(2)上，通過承插式連接件(5)連接橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式蜂窩板輕型空腹樓、屋蓋結(jié)構(gòu)體系，其特征 在于底板(1)、頂板(2)、橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)之間的連接板縫中設(shè) 有連接卡槽(6),并在受拉的底板面內(nèi)施加一定的預(yù)應(yīng)力，以進(jìn)一步提高其結(jié)構(gòu) 整體性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式蜂窩板輕型空腹樓、屋蓋結(jié)構(gòu)體系，其特征 在于當(dāng)被應(yīng)用于屋蓋結(jié)構(gòu)時，在頂板(2)的拼接板縫內(nèi)填置防水密封壓條(7)。
全文摘要
裝配式蜂窩板輕型空腹樓、屋蓋結(jié)構(gòu)體系涉及土木工程領(lǐng)域中的一種輕型樓(屋)蓋結(jié)構(gòu)體系，可廣泛應(yīng)用于多、高層建筑中的大空間樓蓋或大跨度建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)。使結(jié)構(gòu)自重大大減輕，并可實現(xiàn)工廠化、系列化定型批量生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配化施工，能有效降低結(jié)構(gòu)高度，節(jié)約室內(nèi)凈空，進(jìn)而產(chǎn)生良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，該體系包括由金屬蜂窩板組成的底板(1)、頂板(2)、橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)及承插式連接件(5)拼裝而成；橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)相互交叉設(shè)置，并位于底板(1)、頂板(2)之間，在底板(1)和頂板(2)上，通過承插式連接件(5)連接橫向側(cè)板(3)、縱向側(cè)板(4)。
文檔編號E04B7/00GK101270595SQ20081010074
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者尹凌峰, 趙惠麟, 趙才其, 軍 馬 申請人:東南大學(xué)