叠层生产桁架式屋面大板制造技术

一种叠层生产桁架式屋面大板，由上弦钢筋混凝土板面和两个侧边下弦组成，其特征是上弦板面与下弦之间加设预制腹杆，构成两片预制拼装桁架。拼装桁架可以是垂直平面桁架，倾斜平面桁架或倾斜扭曲面桁架。可以先叠层生产板面，逐层安装下弦，后张预应力以后，安装预制腹杆，腹杆与下弦采用摩擦固结。逐块吊装就位，板间焊接联结板，形成整体屋盖。其施工简便，造型美观。板面的在平面稳定性好，无次应力产生，适用于各种公共建筑或工业厂房。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于建筑工程的屋面构件。现有能够叠层生产的‘板架合一’屋面大板构件，如中国专利CN85102720‘现场叠层生产预应力钢筋混凝土拱型屋面大板’和CN88204818.2‘通拱型屋面大板构件’。主要有两种类型。一种是，叠层生产带拉杆的拱型屋面大板，这种结构的静荷载力学性能很好，生产也很方便。但在设计时，由于要考虑上弦混凝土板面的在平面稳定性，其截面肋高较大，且要随构件跨度的不同而不断改变，使生产模板无法定型。另外，这种结构抗动荷载和不对称荷载的能力较差，因此不能在有动荷载和有悬吊荷载的建筑物上使用，需要改进。另一种是，叠层生产预应力单曲槽型拱板，这种结构的刚度很大，抗静荷载和动荷载的力学性能都很好。但由于两侧腹板很高。又是实心的钢筋混凝上薄壁结构。因此生产时，两侧的模板形状、构造复杂、尺寸庞大，造价很高。而且混凝土的浇灌难度很大，容易出现质量事故。同时，由于两侧腹板是混凝土整体的，材料用量多，结构自重大，也需要改进。本技术的目的，是要提出一种新的能够叠层生产的‘板架合一’屋面大板，使其避免前述现有结构存在的主要问题，做到(1)使上弦截面的肋高，只按使用功能的要求来确定，不随结构的跨度而改变，便于生产模板的定型。(2)保证结构有足够的抗动荷载和不对称荷载的能力，做到既要保证结构的刚度，又要减轻结构的自重。(3)简化生产模板，方便施工操作。本技术的内容，是能够叠层生产的桁架式屋面大板，这种叠层生产桁架式屋面大板由上弦钢筋混凝土板面和两个侧边的下弦组成，其特征是在上弦钢筋混凝土板面与下弦之间加设预制腹杆，构成两片预制拼装桁架。其叠层生产工艺过程是(1)现浇上弦钢筋混凝土板面，是逐层重叠生产的。板面的型式可以是槽形直接带有保温层的，或作成双层通风型的，或作成通风保温型的。(2)逐层在板面两侧安装下弦。两片预制拼装桁架的下弦，可以是后张预应力的，也可以是非预应力的。这些桁架的下弦材料可以是钢筋的，也可以是型钢的。当下弦采用后张预应力时，每侧的预应力钢筋可以是单根的，也可以是双根的，或钢绞线的。(3)安装预制腹杆。在下弦逐层安装结束，或张拉完了预应力以后，再安装预制腹杆，把已经重叠在一起的每个大板构件各自的上、下弦联成整体，形成各自的桁架。为了保证在各层大板构件的上弦板面重叠生产完成以后，使后装配上去的每层大板构件的两个侧边桁架也能逐层重叠在一起，则桁架的构造必须满足下述条件(1)当桁架为垂直的平面桁架时，则各层大板构件的桁架腹杆在垂直方向必须能够相互套叠在一起，如附图说明图1所示的V型。此时，每个桁架的下弦与腹杆不能在同一竖直平面内，而是下弦在腹杆的外侧，如图2所示。(2)当桁架为倾斜的时侯，为了使各层大板构件的桁架之间能够逐层摞叠在一起，并使每个桁架的下弦与腹杆能在同一倾斜平面内，则腹杆的厚度(δ)必须满足δ≤Sin∮·h的条件。(∮为桁架与垂直面的倾角；h为上弦板面重叠生产时每层大板构件的垂直高度)，如图3所示。按上述原则所形成的桁架形状有以下三种(1)在单块的叠层生产桁架式屋面大板构件上，两侧的两片桁架是垂直的平面桁架，其腹杆的型式必须是V型的，且下弦一定在腹杆的外侧，如图4、5、6所示。大板安装后，在两块大板板缝之间所形成的最终的桁架为垂直的双肢平面桁架，如图7所示。(2)在单块的叠层生产桁架式屋面大板构件上，两侧的两片桁架是倾斜的平面桁架，桁架与水平面的夹角α，在桁架的任何截面处均为定值。此时，上弦板面的宽度，将随桁架截面高度的降低而加宽，如图8、9、10所示。因此，上弦板面在纵向是变宽度的，在跨中截面最高处板面最窄，而在靠近支座截面最低处板面最宽。大板安装后，在两块板缝之间两片桁架上部焊接联结板，所形成的最终的桁架为三角形的空间桁架，该三角形空间桁架的上弦宽度(H)，将随桁架截面高度的降低而逐渐变窄，由H1变到H2，如图11、12所示。但腹杆之间的夹角β是固定的。(3)在单块的叠层生产桁架式屋面大板构件上，两侧的两片桁架是倾斜的扭曲面桁架，桁架与水平面的夹角α，随桁架截面高度的降低而逐渐减小，桁架的腹杆不在同一平面内，出现扭曲，这是为了保证上弦板面在纵向的宽度相等而出现的桁架型式，如图13、14、15所示。大板安装后，在两块板缝之间两片桁架上部焊接联结板，所形成的最终的桁架也是三角形的空间桁架，但该三角形空间桁架的上弦宽度H是一个定值，不随桁架截面高度的降低而改变，但两腹杆之间的夹角β要随桁架截面高度的降低而加大，由β1加大到β2，如图16、17所示。腹杆的材料，可以是铝的、钢筋混凝土的、木材的、塑料的，都采用预制装配，这样可以取消现浇实心整体腹板的模板，大量简化生产模板的型式，方便施工操作，节省模板材料，降低造价。(4)摩擦固结腹杆与下弦。当下弦是后张预应力的时候，不能按传统的办法在下弦上直接焊接腹杆的联结板，因此联结板与下弦的固结必须采用特殊的办法，同时由于桁架式屋面大板构件是叠层生产的，桁架腹杆是后装配的，又相互重叠在一起，因此必须考虑节点安装的可能性、可靠性和方便简单。因此采用的摩擦固结法，如图18、19、20所示。在腹杆下端焊接有联结板，用收紧‘套箍半圆板’来夹紧下弦拉杆的同时，又因螺孔向下的位移，使联结板产生向下弦压紧的压力，最终使联结板与拉杆紧紧固结在一起。为了增加联结板与下弦拉杆间的摩阻力，联结板与下弦的接触面可以预先作成齿状。当下弦为二根钢筋时，联结板与下弦拉杆的固结方法如图21、22、23所示，工作原理基本相同。(5)逐块吊装叠层生产桁架式屋面大板，焊接联结板。对于倾斜平面桁架或倾斜扭曲面桁架，在两块屋面大板板缝之间两片桁架上部，焊接联结板。形成整体屋盖。本技术叠层生产桁架式屋面大板较之带拉杆的拱型屋面大板，提高了上弦钢筋混凝土板面的在平面稳定性，较之预应力单曲槽型拱板，避免了两侧实心混凝土腹板浇灌施工的难度。腹杆的作用是用来缩短上弦板肋的计算长度，增加上弦板面在平面的稳定性，使上弦板肋的高度只按使用功能所要求的尺寸来确定，达到使任何跨度的构件，其上弦截面的肋高都是一个固定的常数，便于生产模板的定型。另外，用预制腹杆来代替现浇的实心整体钢筋混凝土腹板，可以在保证大板构件整体刚度的同时，大量节省原材料，减轻结构自重。由于腹杆的支撑，上弦板面可以是弧形的，也可以是折线形的或三角形的，下弦可以是直线的，也可以是被腹杆压折的折线形的。采用先张拉下弦预应力，后安装腹杆的办法所形成的预应力叠层生产桁架式屋面大板结构，在正常使用条件下，腹杆基本上是无次应力的，因此，非常安全可靠。采用两侧倾斜平面桁架时，在屋面大板相互之间形成三角形空间桁架的上弦处，可以设置屋面采光窗口，丰富了建筑型式。以下结合附图及实施例，对本技术作进一步描述。图1是叠层生产桁架式屋面大板主视图。图中上弦钢筋混凝土板面1上面是保温层4，下弦2与上弦钢筋混凝土板面之间设有V型腹杆3。图2是当桁架为垂直平面桁架时，下弦2必须在腹杆3的外侧示意图。图3是当桁架为倾斜桁架时，下弦与腹杆在同一倾斜平面内，腹杆3的厚度≤上弦板面厚度h×桁架与垂直面的倾角。图4、5、6是叠层生产桁架式屋面大板的两片桁架为垂直平面桁架的整体示意图。图7是垂直平面桁架的叠层生产桁架式屋面大板接缝时形成的双肢平面桁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层生产桁架式屋面大板，由上弦钢筋混凝土板面和两个侧边的下弦组成，其特征是在上弦板面与下弦之间加设预制腹杆，构成两片预制拼装桁架，预制腹杆与下弦摩擦固结成整体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟莉，刘滨晨，
申请(专利权)人：钟莉，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]