本實(shí)用新型涉及一種大跨度窄長(zhǎng)型平面的混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

從上世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，多層大跨度（18m~39m）混凝土空腹夾層板樓蓋相繼在全國(guó)十多個(gè)省、市、自治區(qū)的建筑工程出現(xiàn)，建筑面積達(dá)100多萬(wàn)平方米，并取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，當(dāng)時(shí)的空腹樓蓋的網(wǎng)格組成主要是正交正放和正交斜放兩類。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，為了節(jié)約土地促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，國(guó)土資源部出臺(tái)了“節(jié)約集約利用土地規(guī)定”（2010年61號(hào)文件），多層大跨度公共與工業(yè)建筑的發(fā)展也是大勢(shì)所趨，常規(guī)的大跨度框架結(jié)構(gòu)不僅造成“肥梁胖柱”，達(dá)不到“適用、經(jīng)濟(jì)、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(yōu)點(diǎn)，而且使得樓蓋空隙率更大，其下弦網(wǎng)格更趨美觀。此類網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，當(dāng)樓蓋平面接近方形（Lx/Ly＜1.5）和窄長(zhǎng)形矩形（Lx/Ly＞1.5）平面時(shí)，均能達(dá)到受力均勻的要求，但美中不足的是，當(dāng)樓蓋為窄長(zhǎng)形平面時(shí)，樓蓋力學(xué)模型呈“單向板”，長(zhǎng)邊支座處分配的內(nèi)力（含支座反力）大，短邊相應(yīng)小，受力大處只有一根與長(zhǎng)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(zhǎng)邊支座附近空腹梁超筋，短邊空腹梁按構(gòu)造配筋，達(dá)不到理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為此，有必要研究大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，從而克服上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種大跨度窄長(zhǎng)型（Lx/Ly＞1.5）混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，在保持傳統(tǒng)網(wǎng)格形狀（正六邊形蜂窩狀網(wǎng)格）的基礎(chǔ)上，調(diào)整網(wǎng)格排布和組成形式，使樓蓋受力更趨合理，避免出現(xiàn)超筋和大量構(gòu)造配筋等缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，長(zhǎng)邊記為L(zhǎng)x，短邊記為L(zhǎng)y，包括上弦層和下弦層，所述下弦層由空腹梁交接構(gòu)成多個(gè)正六邊形網(wǎng)格，短邊(跨度)由正六邊形的邊長(zhǎng)與對(duì)角線相間設(shè)置而成，并且樓蓋短邊上每個(gè)支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長(zhǎng)邊上每個(gè)支座處以30°夾角連接兩根對(duì)稱設(shè)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(yù)制板，所述正六邊形預(yù)制板是具有正三角形網(wǎng)格的鋼筋混凝土預(yù)制板，所述正六邊形預(yù)制板上澆制有混凝土層面層。

具體地，所謂窄長(zhǎng)型是指Lx/Ly＞1.5的樓蓋平面。

優(yōu)選地，前述空腹梁在彼此交接處設(shè)置有三叉形剪力鍵以連接上弦層和下弦層。剪力鍵的設(shè)置是使實(shí)腹梁改變?yōu)榭崭沽旱年P(guān)鍵，在保證上、下弦共同工作的同時(shí)大幅度降低結(jié)構(gòu)自重。

更優(yōu)選地，前述三叉形剪力鍵為塊體結(jié)構(gòu)，其凈高小于凈寬，即h₀/B＜1，樓蓋各方向的彎矩通過(guò)剪力鍵轉(zhuǎn)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(shù)量，b表示正三角形或正六邊形的邊長(zhǎng)，長(zhǎng)邊Lx=m2h，其中m表示沿長(zhǎng)邊方向上的正六邊形的數(shù)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L(zhǎng)y=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(yōu)選地，樓蓋厚度h’ =（1/25~1/30）Ly。

此外，為了更好地理解和實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，該大跨度窄長(zhǎng)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(wǎng)格組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，形成下弦層，其中短邊(跨度)由正六邊形的邊長(zhǎng)與對(duì)角線相間設(shè)置而成；

S2、在下弦層三向交匯點(diǎn)處設(shè)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(wǎng)格內(nèi)的六塊正三角形預(yù)制混凝土帶肋板，形成上弦正三角形網(wǎng)格，并在網(wǎng)格內(nèi)綁扎鋼筋后二次澆注混凝土，即形成上弦正三角形網(wǎng)格板，上、下弦兩者通過(guò)“剪力鍵”共同工作，即形成“大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋”；

本實(shí)用新型的有益之處在于：本實(shí)用新型對(duì)蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，短邊由正六邊形的邊長(zhǎng)與對(duì)角線相間設(shè)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(dān)內(nèi)力，受力大的長(zhǎng)邊中央每支座有兩根夾角30⁰空腹梁承擔(dān)內(nèi)力，這樣的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布十分合理，樓蓋既不會(huì)超筋也不會(huì)出現(xiàn)大量的構(gòu)造配筋等缺陷，能夠達(dá)到理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，符合“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的下弦層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的上弦層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的剪力鍵布置圖；

圖4是樓蓋的剖面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。

本實(shí)用新型的樓蓋為大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋，其長(zhǎng)邊記為L(zhǎng)x，短邊記為L(zhǎng)y，Lx/Ly＞1.5，Ly=nb，其中n表示沿短邊方向上的正三角形的數(shù)量，b表示正三角形或正六邊形的邊長(zhǎng)，長(zhǎng)邊Lx=m2h，其中m表示沿長(zhǎng)邊方向上的正六邊形的數(shù)量，2h表示正六邊形的高度。具體到本實(shí)施例中，b=2.8米，h=0.866×2.8m=2.425m，短邊跨度為L(zhǎng)y=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(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型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(gòu)件，又是美觀的吊頂造型，由空腹梁三向交叉構(gòu)成多個(gè)正六邊形網(wǎng)格，短邊由正六邊形的邊長(zhǎng)與對(duì)角線相間設(shè)置而成，如圖1所示，在樓蓋短邊上每個(gè)支座處以60°夾角連接一根空腹梁，樓蓋長(zhǎng)邊上每個(gè)支座處以30°夾角連接兩根對(duì)稱設(shè)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(yù)制板，正六邊形預(yù)制板是具有正三角形網(wǎng)格的鋼筋混凝土預(yù)制板，二次澆制混凝土后形成整體，這樣一來(lái)，該樓蓋具有上層網(wǎng)格密、下層網(wǎng)格疏的不對(duì)稱特點(diǎn)，從而大幅度提高結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度。

該樓蓋在保持傳統(tǒng)網(wǎng)格形狀（正六邊形蜂窩狀網(wǎng)格）的基礎(chǔ)上，調(diào)整網(wǎng)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(dān)內(nèi)力，受力大的長(zhǎng)邊中央每支座有兩根夾角30⁰空腹梁承擔(dān)內(nèi)力，這樣一來(lái)，樓蓋既不會(huì)超筋也不會(huì)出現(xiàn)構(gòu)造配筋等缺陷，能夠達(dá)到理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，適用于窄長(zhǎng)型的大跨度樓蓋。

作為本實(shí)用新型的十分重要的一個(gè)改進(jìn)，如圖3所示，空腹梁在彼此交接處設(shè)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(shuō)明的是：剪力鍵的設(shè)置是使實(shí)腹梁改變?yōu)榭崭沽旱年P(guān)鍵，在保證上、下弦共同工作的同時(shí)，使樓蓋空隙率增大，大幅度降低結(jié)構(gòu)自重。

如圖5和圖6所示，三叉形剪力鍵為塊體結(jié)構(gòu)，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(dān)剪力V₁、V₂、V₃，樓蓋各方向的彎矩通過(guò)剪力鍵轉(zhuǎn)化為拉、壓力，從而保證樓蓋整體正常工作。

圖4所示的是樓蓋的截面結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，上弦層的截面尺寸大于下弦層的截面尺寸，這是基于樓蓋的強(qiáng)度與剛度需求而進(jìn)行的特殊設(shè)計(jì)，樓蓋厚度h’ =（1/25~1/30）Ly。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，下面簡(jiǎn)要闡述大跨度窄長(zhǎng)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(wǎng)格組成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，形成下弦層，其中短邊由正六邊形的邊長(zhǎng)與對(duì)角線相間設(shè)置而成；

S2、在下弦層三向交匯點(diǎn)處設(shè)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(wǎng)格內(nèi)的六塊正三角形預(yù)制混凝土帶肋板，形成上弦正三角形網(wǎng)格，并在網(wǎng)格內(nèi)綁扎鋼筋后二次澆注混凝土，即形成上弦正三角形網(wǎng)格板，上、下弦兩者通過(guò)“剪力鍵”共同工作，即形成“大跨度窄長(zhǎng)型混凝土蜂窩狀空腹夾層板樓蓋”。

此外，在下弦層和上弦層之間還可以設(shè)置剪力鍵以進(jìn)一步優(yōu)化樓蓋結(jié)構(gòu)。

綜上，本實(shí)用新型對(duì)蜂窩狀空腹夾層板樓蓋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，短邊由正六邊形的邊長(zhǎng)與對(duì)角線相間設(shè)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(dān)內(nèi)力，受力大的長(zhǎng)邊中央每支座有兩根夾角30⁰空腹梁承擔(dān)內(nèi)力，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分合理，樓蓋既不會(huì)超筋也不會(huì)出現(xiàn)構(gòu)造配筋等缺陷，能夠達(dá)到理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，符合“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。