本發(fā)明涉及多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)及制作方法，屬于多層公共建筑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

長期以來，建筑物的結(jié)構(gòu)體系一直停留在框架，框、剪與框筒等結(jié)構(gòu)，特別是多層大跨度建筑，如體育建筑，其第一層為籃球、排球；第二層為體操；第三層為乒乓球訓(xùn)練，其樓蓋跨度ly＝30m，長度lx＝37.5m，長寬比lx/ly＝1.25。按傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，其樓蓋沿短向(ly＝30m)設(shè)置為鋼筋混凝土框架梁，沿長向(lx＝37.5m)設(shè)置框架之間每3.75m設(shè)置混凝土梁，其上部為混凝土樓面板，每塊樓面板7500×3750，其長寬比達(dá)到二，是典型的單向連續(xù)板，板厚度達(dá)125mm(l/30)，樓蓋混凝土用量每平方米達(dá)到0.46m³，形成典型的“肥梁胖柱”。為此這類工程在框架梁位置采用預(yù)應(yīng)力，防止框架梁混凝土裂縫開展，工程造價并未下降，上世紀(jì)末及本世紀(jì)初此類樓蓋為了降低結(jié)構(gòu)自重，采用專利技術(shù)，正交正放混凝土與鋼——混凝土組合空腹樓蓋(zl97200102.6及zl200610200188.x)，其樓蓋結(jié)構(gòu)自重大幅度下降(35％～45％)，其用鋼亦相應(yīng)下降，但此類建筑的結(jié)構(gòu)仍然和傳統(tǒng)的混凝土框架結(jié)構(gòu)一樣，停留在現(xiàn)場澆制混凝土施工工藝。由樓蓋網(wǎng)格化、空腹化，樓蓋節(jié)點(diǎn)比常規(guī)框架節(jié)點(diǎn)多，施工模板量及工作量大。為此提出專利技術(shù)“多層大跨度正交正放裝配式混凝土空腹樓蓋”，如圖1所示，它將樓蓋的混凝土空腹梁正交正放網(wǎng)格單元化，其中井字形空腹網(wǎng)格a單元35個，雙十字形空腹網(wǎng)格b單元7個，這些單元均在預(yù)制場分批預(yù)制，與此同時，樓蓋周邊混凝土框架仍然現(xiàn)場架設(shè)模板澆注混凝土，即預(yù)制與現(xiàn)場澆制平行作業(yè)，整個建筑的結(jié)構(gòu)體系并未完全預(yù)制裝配化，此為不足之一，其不足之二由于周邊支承結(jié)構(gòu)體系仍然是常規(guī)砼框架結(jié)構(gòu)體系，在單跨多層條件下，結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度差，達(dá)不到抗震規(guī)范的要求。為此我們將周邊的混凝土框架結(jié)構(gòu)也網(wǎng)格化，即周邊豎向柱網(wǎng)與樓蓋網(wǎng)格相同，如圖2所示，原周邊柱網(wǎng)7.5m，改為與樓蓋網(wǎng)格相同的2.5m，如建筑物長向lx＝37.5m，原框架為5×7.5m＝37.5m，改為2.5m后，長向?yàn)?×3×2.5m＝37.5m，與此同時，周邊的樓蓋支承體系也網(wǎng)格化，即原框架柱網(wǎng)7.5m時，其每層樓長向5個網(wǎng)格，三層共15個網(wǎng)格，其山墻方向(30m方向)12個網(wǎng)格。本發(fā)明將周邊支承體系網(wǎng)格化后，如圖2所示，其長2.5m設(shè)小截面豎柱，每一層樓除了樓蓋處設(shè)連梁外，其窗過梁及窗下口處均設(shè)混凝土連系梁，即由原每層一個柱網(wǎng)一個網(wǎng)格，變?yōu)?個網(wǎng)格，及三層建筑沿長向(37.5m方向)由原15個網(wǎng)格改變?yōu)?×3×3×3＝135個網(wǎng)格，沿跨度方向(30m方向)由原12個網(wǎng)格改變?yōu)?×3×3×3＝108個網(wǎng)格，其周邊支承體系網(wǎng)格數(shù)量均增加了9倍在大幅度提高結(jié)構(gòu)抗彎與抗剪剛度的同時，使結(jié)構(gòu)支撐體系內(nèi)力大幅度減小且分布均勻，從而減少建筑用材和工程造價。由于混凝土網(wǎng)格大幅度地增加現(xiàn)場制作難度和模板工時，均需增加，為此提出周邊網(wǎng)格式框架體系也預(yù)制裝配化。形成裝配整體式混凝土正交正放空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)及制作方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，包括采用多層大跨度裝配式混凝土正交正放空腹樓蓋作為樓蓋結(jié)構(gòu)，并且采用正交正放混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架作為每層樓蓋的支撐，其特征在于：所述多層大跨度裝配式混凝土正交正放空腹樓蓋的網(wǎng)格與混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架的立柱網(wǎng)格對應(yīng)相等，且彼此在交匯處剛性連接；

所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架包括對應(yīng)于正交正放空腹樓蓋網(wǎng)格的豎直設(shè)置的立柱、連接相鄰兩根立柱的連系梁，所述連系梁包括位于正交正放空腹樓蓋處的主連系梁、位于窗上口位置的第一小連系梁和位于窗下口位置的第二小連系梁；所述主連系梁、第一小連系梁和第二小連系梁相互平行；

所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架主要由預(yù)制單元拼接而成，所述預(yù)制單元包括一根以上相互平行的連系梁和一根以上相互平行的立柱，所述連系梁和立柱在同一平面內(nèi)相互正交構(gòu)成不同形狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格預(yù)制單元；

所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架所圍成的平面為矩形，混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架所圍成的平面的長度為lx，混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架所圍成的平面的跨度為ly，其中1≤lx/ly≤1.5。

進(jìn)一步的，所述連系梁和立柱構(gòu)成的網(wǎng)格預(yù)制單元包括井字形單元a1、a2、b1，π字形單元c1、c2、c3，開字形單元b3，干字形單元b4，h形單元a4、b2，及f形單元c4；所述a1、a2均包括在同一平面內(nèi)正交的一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和兩根立柱，所述b1包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和兩根立柱；所述c1、c2均包括在同一平面內(nèi)正交的一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和一根立柱，所述c3包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和一根立柱；所述b3包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和兩根立柱；所述b4包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和一根立柱；所述a4包括一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和一根立柱，b2包括兩根主連系梁和一根立柱，a4和b2中的立柱均貫穿兩根上下平行的連系梁；所述c4包括兩根主連系梁和一根立柱。

進(jìn)一步的，所述連系梁和立柱構(gòu)成的網(wǎng)格預(yù)制單元還包括單元a3、aa和ab，所述a3單元包括一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和一根立柱，其中立柱貫穿第一小連系梁，第二小連系梁位于立柱的一側(cè)；所述aa單元包括一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和兩根立柱，其中第一小連系梁貫穿兩根立柱，第二小連系梁貫穿其中一根立柱，且第二小連系梁與另一根立柱相接，兩根立柱均貫穿第一小連系梁和第二小連系梁；ab單元包括一根第一小連系梁和兩根立柱，其中兩根立柱均貫穿第一小連系梁。

進(jìn)一步的，所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的外周主要由預(yù)制單元c1、c2、c3、c4和b3拼接而成；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的內(nèi)部主要由預(yù)制單元a1、a2、b1、aa和ab拼接而成。

進(jìn)一步的，所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第一層排布為：c1單元分別位于兩端，第一層中間由兩個aa單元和一個ab單元構(gòu)成兩個門洞，且ab單元在兩個aa單元之間，第一層的其余部分均為a1單元；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第一層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間均為b1單元；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第二層排布為：c2單元分別位于兩端，中間均為a2單元；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第二層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間均為b1單元；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第三層排布為：c2單元分別位于兩端，中間均為a2單元；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第三層樓蓋拼接處的排布為：c4分為位于兩端，中間均為b3單元。

進(jìn)一步的，所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的外周主要由預(yù)制單元c1、c2、c3、c4、b3和b4拼接而成；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的內(nèi)部主要由預(yù)制單元a1、a2、a3、a4、b1、b2和aa拼接而成。

進(jìn)一步的，所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第一層排布為：c1單元分別位于兩端，第一層中間由一個aa單元和一個a3單元構(gòu)成一個門洞，第一層的其余部分均為a1單元；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第一層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間為b1單元和一個b2單元，b2單元位于第一層a3單元的上方；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第二層排布為：c2單元分別位于兩端，中間為a2單元和一個a4單元，a4單元位于第一層樓蓋拼接處b2單元的上方；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第二層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間為b1單元和一個b2單元，b2單元位于第二層a4單元的上方；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第三層排布為：c2單元分別位于兩端，中間為a2單元和一個a4單元，a4單元位于第二層樓蓋拼接處b2單元的上方；所述混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第三層樓蓋拼接處的排布為：c4分為位于兩端，中間為b3單元和一個b4單元，b4單元位于第三層a4單元的上方。

多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)的制作方法，預(yù)制場分別預(yù)制混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架的預(yù)制單元及樓蓋正交正放混凝土空腹網(wǎng)格的預(yù)制單元；預(yù)制件的安裝工序是由下向上一層又一層地進(jìn)行，先安裝第一層周邊預(yù)制混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架的預(yù)制單元，再安裝第一層樓蓋正交正放混凝土空腹網(wǎng)格的預(yù)制單元，并進(jìn)行拼接位置及現(xiàn)場澆制，第一層工序完成后，對第二層進(jìn)行相同于第一層的施工。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明將周邊支承體系網(wǎng)格化，其周邊支承體系網(wǎng)格數(shù)量均增加了9倍。在大幅度提高結(jié)構(gòu)抗彎與抗剪剛度的同時，使結(jié)構(gòu)支撐體系內(nèi)力大幅度減小且分布均勻，從而減少建筑用材和工程造價。由于混凝土網(wǎng)格大幅度地增加現(xiàn)場制作難度和模板工時，均需增加，同時也提出周邊網(wǎng)格式框架體系也預(yù)制裝配化，結(jié)構(gòu)更為簡單，施工省時省力。由于樓蓋及周邊墻架均網(wǎng)格化，并形成混凝土預(yù)制單元，全部在預(yù)制場地分批制作，實(shí)現(xiàn)了建筑物的結(jié)構(gòu)體系全部預(yù)制裝配工業(yè)化。

附圖說明

圖1是三層大跨度(ly＝30m)公共建筑的預(yù)制裝配式正交正放空腹樓蓋網(wǎng)格單元(a、b)布置圖，長度lx＝37.5m，周邊仍為現(xiàn)場澆制柱網(wǎng)7.5m的混凝土框架結(jié)構(gòu)；

圖2是在圖1三層大跨度公共建筑的基礎(chǔ)上，增多周邊支承柱，將周邊支承的7.5m框架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格化，其柱網(wǎng)與正交正放空腹樓蓋網(wǎng)格相同；

圖3是圖2中長度方向上(lx＝37.5m)混凝土網(wǎng)格式墻架結(jié)構(gòu)布置圖，由下到上三層劃分混凝土預(yù)制單元，共135個網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)多了9倍；

圖4是圖2中跨度方向上(ly＝30m)混凝土網(wǎng)格式墻架結(jié)構(gòu)布置圖，由下到上三層劃分混凝土預(yù)制單元，共108個網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)多了9倍；

圖5是橫向樓蓋的混凝土空間空腹網(wǎng)格板與周邊豎向混凝土墻架網(wǎng)格剛性連接后，形成空間三維受力的網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)軸測圖；

圖6是對應(yīng)圖3左下角預(yù)制混凝土預(yù)制網(wǎng)格墻架單元a1、b1、c1、c3混凝土預(yù)制單元的安裝構(gòu)造圖；

圖7是對應(yīng)圖3左下角預(yù)制混凝土預(yù)制網(wǎng)格墻架單元a1、a2、b1、c1、c2、c3混凝土預(yù)制單元的安裝構(gòu)造圖；

圖8是對應(yīng)圖7的混凝土預(yù)制網(wǎng)格墻架單元b1與a2單元構(gòu)造圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明是針對三層樓蓋實(shí)施的，具體跨度ly＝30m，長度lx＝37.5m，長寬比lx/ly＝37.5/30＝1.25小于1.5，適宜采用本發(fā)明方案，每層面積1125m2，當(dāng)lx/ly＝1時為本方案的最理想情況。

本發(fā)明多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)為三層，第一層層即最底層的層高為9m，第二層層高和第三層層高均為7.5m。

多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)，包括采用多層大跨度裝配式混凝土正交正放空腹樓蓋作為樓蓋結(jié)構(gòu)，并且采用正交正放混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架作為每層樓蓋的支撐。多層大跨度裝配式混凝土正交正放空腹樓蓋的網(wǎng)格與混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架的立柱網(wǎng)格對應(yīng)相等，且彼此在交匯處剛性連接。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架包括對應(yīng)于正交正放空腹樓蓋網(wǎng)格的豎直設(shè)置的立柱、連接相鄰兩根立柱的連系梁，連系梁包括位于正交正放空腹樓蓋處的主連系梁、位于窗上口位置的第一小連系梁和位于窗下口位置的第二小連系梁。主連系梁、第一小連系梁和第二小連系梁相互平行。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架主要由預(yù)制單元拼接而成，預(yù)制單元包括一根以上相互平行的連系梁和一根以上相互平行的立柱，連系梁和立柱在同一平面內(nèi)相互正交構(gòu)成不同形狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格預(yù)制單元。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架所圍成的平面為矩形，混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架所圍成的平面的長度為lx，混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架所圍成的平面的跨度為ly，其中1≤lx/ly≤1.5。

連系梁和立柱構(gòu)成的網(wǎng)格預(yù)制單元包括井字形單元a1、a2、b1，π字形單元c1、c2、c3，開字形單元b3，干字形單元b4，h形單元a4、b2，及f形單元c4。連系梁和立柱構(gòu)成的網(wǎng)格預(yù)制單元還包括單元a3、aa和ab，a3單元包括一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和一根立柱，其中立柱貫穿第一小連系梁，第二小連系梁位于立柱的一側(cè)。aa單元包括一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和兩根立柱，其中第一小連系梁貫穿兩根立柱，第二小連系梁貫穿其中一根立柱，且第二小連系梁與另一根立柱相接，兩根立柱均貫穿第一小連系梁和第二小連系梁。ab單元包括一根第一小連系梁和兩根立柱，其中兩根立柱均貫穿第一小連系梁。

a1、a2均包括在同一平面內(nèi)正交的一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和兩根立柱，b1包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和兩根立柱。c1、c2均包括在同一平面內(nèi)正交的一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和一根立柱。c3包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和一根立柱。b3包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和兩根立柱。b4包括在同一平面內(nèi)正交的兩根主連系梁和一根立柱。a4包括一根第一小連系梁、一根第二小連系梁和一根立柱，b2包括兩根主連系梁和一根立柱，a4和b2中的立柱均貫穿兩根上下平行的連系梁。c4包括兩根主連系梁和一根立柱。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的外周主要由預(yù)制單元c1、c2、c3、c4和b3拼接而成。混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的內(nèi)部主要由預(yù)制單元a1、a2、b1、aa和ab拼接而成。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第一層排布為：c1單元分別位于兩端，第一層中間由兩個aa單元和一個ab單元構(gòu)成兩個門洞，且ab單元在兩個aa單元之間，第一層的其余部分均為a1單元?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第一層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間均為b1單元。混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第二層排布為：c2單元分別位于兩端，中間均為a2單元?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第二層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間均為b1單元?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第三層排布為：c2單元分別位于兩端，中間均為a2單元。混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架長度方向的第三層樓蓋拼接處的排布為：c4分為位于兩端，中間均為b3單元。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的外周主要由預(yù)制單元c1、c2、c3、c4、b3和b4拼接而成?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的內(nèi)部主要由預(yù)制單元a1、a2、a3、a4、b1、b2和aa拼接而成。

混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第一層排布為：c1單元分別位于兩端，第一層中間由一個aa單元和一個a3單元構(gòu)成一個門洞，第一層的其余部分均為a1單元?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第一層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間為b1單元和一個b2單元，b2單元位于第一層a3單元的上方?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第二層排布為：c2單元分別位于兩端，中間為a2單元和一個a4單元，a4單元位于第一層樓蓋拼接處b2單元的上方?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第二層樓蓋拼接處的排布為：c3單元分別位于兩端，中間為b1單元和一個b2單元，b2單元位于第二層a4單元的上方?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第三層排布為：c2單元分別位于兩端，中間為a2單元和一個a4單元，a4單元位于第二層樓蓋拼接處b2單元的上方?；炷令A(yù)制網(wǎng)格式墻架跨度方向的第三層樓蓋拼接處的排布為：c4分為位于兩端，中間為b3單元和一個b4單元，b4單元位于第三層a4單元的上方。

多層大跨度裝配式正交正放裝配式砼空間網(wǎng)格盒式結(jié)構(gòu)的制作方法，預(yù)制場分別預(yù)制混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架的預(yù)制單元及樓蓋正交正放混凝土空腹網(wǎng)格的預(yù)制單元；預(yù)制件的安裝工序是由下向上一層又一層地進(jìn)行，先安裝第一層周邊預(yù)制混凝土預(yù)制網(wǎng)格式墻架的預(yù)制單元，再安裝第一層樓蓋正交正放混凝土空腹網(wǎng)格的預(yù)制單元，并進(jìn)行拼接位置及現(xiàn)場澆制，第一層工序完成后，對第二層進(jìn)行相同于第一層的施工。圖6是圖3左下角混凝土預(yù)制網(wǎng)格單元a1、b1、c1、c3安裝構(gòu)造圖，a1預(yù)制單元上、下兩根水平混凝土連系梁與左邊c1單元和右側(cè)a1單元混凝土連系梁上、下連接，a1單元兩根方形混凝土柱分別與下部基礎(chǔ)框架和上部b1單元混凝土柱連接，a1單元安裝完畢后安裝左側(cè)c1單元，右側(cè)a1單元等。待第一層安裝完畢后，如圖6所示亦安裝c3、b1單元，如圖5所示這些單元與空腹樓蓋相接。圖7所示b1單元，其上面為第二層窗洞位置的a2單元，安裝a2等單元時，第一層空腹樓蓋必須安裝完畢后澆注樓蓋混凝土后，再進(jìn)行a2等上部墻架的預(yù)制單元的安裝。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。