用于民用建筑的大跨度钢-混凝土拱架结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于民用建筑的大跨度钢

【技术实现步骤摘要】
用于民用建筑的大跨度钢
‑
混凝土拱架结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及民用建筑的大跨度连接体结构，具体的说是一种用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]民用建筑中，存在在两幢建筑之间建设悬空连接体，例如连廊的建筑方案需求。现有技术中，对于该类建筑方案需求，存在大跨度悬空连接体难以实现、结构稳定性较差、成本较高的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构及其施工方法。
[0004]解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，包括：两个设置于地面上的支座筒体，以及连接在该两个支座筒体之间的悬空连接体；
[0006]其特征在于：
[0007]所述支座筒体面向所述悬空连接体的侧面设有至少两个拱脚节点，每一个拱脚节点均位于所述悬空连接体的底面标高处，且所述两个支座筒体相对的拱脚节点组成一对位于同一竖立面的拱脚节点对，各个拱脚节点对所在的竖立面相平行；
[0008]所述悬空连接体包括：至少两层楼盖，并且，每一对所述拱脚节点对之间均连接有一根拱形的拱肋和一根水平布置的拱底拉杆，且所述拱肋和拱底拉杆与所连接的拱脚节点对位于同一竖立面，其中，所述拱肋为钢管混凝土杆件，所述拱底拉杆为钢管，且拱肋和拱底拉杆优选采用矩形钢管，以便于与其他构件连接，但也可以采用圆形钢管，但与其他构件的连接处理难度会高一点；
[0009]所述楼盖由钢桁架和铺设在钢桁架上的楼板组成，每一层所述楼盖的钢桁架均水平布置并均与所述两个支座筒体和每一根拱肋连接，所述钢桁架由若干根横向钢梁和纵向钢梁连接组成，并可在横向钢梁和纵向钢梁的连接点之间连接钢斜撑来增强钢桁架的强度，并且，所述拱底拉杆作为位于底层的楼盖的其中一根横向钢梁，所述拱肋的顶部连接位于顶层的楼盖的钢桁架；
[0010]所述拱肋沿所述悬空连接体的跨度方向等间隔设有多个连接点；所述拱肋在每一个所述连接点处均通过一根竖向延伸的拱下吊杆连接位于该连接点下方的每一层楼盖的横向钢梁以及拱底拉杆；除了位于所述拱肋的顶部处的连接点，所述拱肋在其余连接点处均通过一根竖向延伸的拱上撑杆连接位于该连接点上方的每一层楼盖的横向钢梁。
[0011]从而，本专利技术用两个支座筒体作为整个结构的竖向承重体系以及抵抗风荷载、地震作用的水平抗侧力体系，并利用拱的受力原理，使各层楼盖既受到拱肋的竖向支承又反过来为拱肋提供侧向稳定的约束，且各层楼盖的钢桁架可以将其水平力有效传递至两端的
支座筒体，使各层楼盖的水平力(风、地震)均由本层楼盖自身传递给支座筒体而无需拱肋帮忙，使得拱肋基本只需负责竖向支承而不必负担各层楼盖的横向水平作用，由此再由拱上撑杆起到向上支承各层楼盖的作用，由拱下吊杆起到吊承下方各层楼盖的作用，因此，能够满足悬空连接体的大跨度需求，具有结构稳定性高、成本低的优点。
[0012]优选的：所述楼板为轻骨料混凝土楼板，以在保持强度的前提下减轻楼盖的自重，减轻大跨度的悬空连接体的自重负担。
[0013]作为本专利技术的优选实施方式：如图3所示，所述支座筒体为钢筋混凝土筒体，该钢筋混凝土筒体包括由厚壁剪力墙围合形成的剪力墙筒体，以及设置在剪力墙筒体内的多面起到空间分隔作用的薄壁剪力墙，以利用薄壁剪力墙将剪力墙筒体的内腔分隔出电梯间和楼梯间，所述剪力墙筒体的厚度大于所述薄壁剪力墙的厚度；并且，所述剪力墙筒体埋设有钢骨架，所述拱脚节点部分埋设在所述剪力墙筒体中并与所述钢骨架连接，以形成更为明确的传力路线，提高支座筒体作为唯一抗侧力体系的抗震延性。
[0014]优选的：所述两个支座筒体分别利用两幢建筑在平面端部因建筑功能需求而天然存在的楼电梯间设置。
[0015]作为本专利技术的优选实施方式：如图7所示，所述拱肋的顶部通过附加桁架连接位于顶层的楼盖的钢桁架，所述附加桁架包含三角形钢架，且该三角形钢架的三个角部分别连接在所述两个拱肋的顶部和位于顶层的楼盖的钢桁架上，以提高拱肋的整体稳定性。
[0016]作为本专利技术的优选实施方式：如图4所示，所述支座筒体对应每一个所述拱脚节点设有位于该拱脚节点两侧的牛腿，所述拱底拉杆的两侧分别设有一根沿所述悬空连接体的跨度方向延伸的体外预应力拉索，所述体外预应力拉索张拉在相对的两个所述牛腿之间；其中，相应的纵向钢梁和所述支座筒体上设有用于所述体外预应力拉索穿过的过孔。从而，利用四根体外预应力拉索，可平衡相当部分的拱肋底部的横向水平推力，以大大减轻支座筒体的负担，进而改善整个拱架结构的受力状态，减缓拱架结构的外鼓，也即减缓拱架结构的两个支座筒体中部向外凸出的现象。
[0017]作为本专利技术的优选实施方式：如图8所示，所述拱下吊杆和拱上撑杆均为圆钢管，且所述拱下吊杆内置有预应力拉索，该预应力拉索的上端固定在所述拱肋的上缘，该预应力拉索的下端作为张拉端固定在所述拱底拉杆的下缘。从而，预应力拉索配合拱下吊杆，能够减小拱下吊杆的受拉变形，还可作为吊承下方各层楼盖的二道防线。
[0018]作为本专利技术的优选实施方式：如图4和图5所示，所述楼盖在所述跨度方向的中部位置安装有质量调谐阻尼器，以改善大跨度楼盖的竖向振动舒适度。
[0019]作为本专利技术的优选实施方式：所述拱脚节点、拱肋和拱底拉杆之间的连接结构为：
[0020]所述拱脚节点包括：节点箱体，该节点箱体由箱体前面板、箱体后面板和八块侧板组成，所述八块侧板依次首尾相连并均垂直的焊接在所述箱体前面板与箱体后面板之间，所述八块侧板沿顺时针方向依次记为第一侧板至第八侧板；
[0021]并且，所述节点箱体的外部设有内端口与第二侧板相连的第一牛腿以及内端口与第三侧板相连的第二牛腿，所述第二牛腿的外端口为企口，以增加焊缝长度及错开连接口，提高与拱底拉杆的焊接可靠度；
[0022]所述节点箱体的内腔设有均垂直连接在所述箱体前面板与箱体后面板之间的第一内隔板至第五内隔板，第一内隔板和第二内隔板均连接在第二侧板与第六侧板之间，且
第一内隔板和第二内隔板分别与所述第一牛腿的上侧板和下侧板共面，第三内隔板连接在所述第一侧板与第一内隔板之间，第四内隔板连接在所述第一内隔板与第二内隔板之间，第五内隔板所述第二内隔板与所述节点箱体的第五侧板之间，且第三内隔板、第四内隔板和第五内隔板共面并均垂直于所述第一侧板和第五侧板；
[0023]所述节点箱体除第三侧板和第四侧板之外的每一块侧板均设有浇筑连通孔，所述节点箱体内部的每一块内隔板均设有浇筑连通孔；
[0024]所述支座筒体为内置有钢骨架的钢筋混凝土筒体，所述钢骨架包括多根竖向钢骨、多层水平钢骨组和若干根斜向钢骨，各层所述水平钢骨组沿竖直方向间隔布置，每一层所述水平钢骨组包含多根水平钢骨，每一根所述水平钢骨均连接在两根所述竖向钢骨之间，所述斜向钢骨连接在位于相邻两层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，包括：两个设置于地面上的支座筒体(1)，以及连接在该两个支座筒体(1)之间的悬空连接体；其特征在于：所述支座筒体(1)面向所述悬空连接体的侧面设有至少两个拱脚节点(2)，每一个拱脚节点(2)均位于所述悬空连接体的底面标高处，且所述两个支座筒体(1)相对的拱脚节点(2)组成一对位于同一竖立面的拱脚节点对，各个拱脚节点对所在的竖立面相平行；所述悬空连接体包括：至少两层楼盖(3)，并且，每一对所述拱脚节点对之间均连接有一根拱形的拱肋(4)和一根水平布置的拱底拉杆(5)，且所述拱肋(4)和拱底拉杆(5)与所连接的拱脚节点对位于同一竖立面，其中，所述拱肋(4)为钢管混凝土杆件，所述拱底拉杆(5)为钢管；所述楼盖(3)由钢桁架和铺设在钢桁架上的楼板组成，每一层所述楼盖(3)的钢桁架均水平布置并均与所述两个支座筒体(1)和每一根拱肋(4)连接，所述钢桁架由若干根横向钢梁(3
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1)和纵向钢梁(3
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2)连接组成，并且，所述拱底拉杆(5)作为位于底层的楼盖(3)的其中一根横向钢梁(3
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1)，所述拱肋(4)的顶部连接位于顶层的楼盖(3)的钢桁架；所述拱肋(4)沿所述悬空连接体的跨度方向(L)等间隔设有多个连接点；所述拱肋(4)在每一个所述连接点处均通过一根竖向延伸的拱下吊杆(6)连接位于该连接点下方的每一层楼盖(3)的横向钢梁(3
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1)以及拱底拉杆(5)；除了位于所述拱肋(4)的顶部处的连接点，所述拱肋(4)在其余连接点处均通过一根竖向延伸的拱上撑杆(7)连接位于该连接点上方的每一层楼盖(3)的横向钢梁(3
‑
1)。2.根据权利要求1所述用于民用建筑的大跨度钢
‑
混凝土拱架结构，其特征在于：所述支座筒体(1)为钢筋混凝土筒体，该钢筋混凝土筒体包括由厚壁剪力墙围合形成的剪力墙筒体(1
‑
1)，以及设置在剪力墙筒体(1
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1)内的多面薄壁剪力墙(1
‑
2)，所述剪力墙筒体(1
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1)的厚度大于所述薄壁剪力墙(1
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2)的厚度；并且，所述剪力墙筒体(1
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1)埋设有钢骨架(1
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3)，所述拱脚节点(2)部分埋设在所述剪力墙筒体(1
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1)中并与所述钢骨架(1
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3)连接。3.根据权利要求1或2所述用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，其特征在于：所述拱肋(4)的顶部通过附加桁架(3
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4)连接位于顶层的楼盖(3)的钢桁架，所述附加桁架(3
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4)包含三角形钢架，且该三角形钢架的三个角部分别连接在所述两个拱肋(4)的顶部和位于顶层的楼盖(3)的钢桁架上。4.根据权利要求1或2所述用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，其特征在于：所述支座筒体(1)对应每一个所述拱脚节点(2)设有位于该拱脚节点(2)两侧的牛腿(8)，所述拱底拉杆(5)的两侧分别设有一根沿所述悬空连接体的跨度方向(L)延伸的体外预应力拉索(9)，所述体外预应力拉索(9)张拉在相对的两个所述牛腿(8)之间；其中，相应的纵向钢梁(3
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2)和所述支座筒体(1)上设有用于所述体外预应力拉索(9)穿过的过孔。5.根据权利要求1或2所述用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，其特征在于：所述拱下吊杆(6)和拱上撑杆(7)均为圆钢管，且所述拱下吊杆(6)内置有预应力拉索(10)，该预应力拉索(10)的上端固定在所述拱肋(4)的上缘，该预应力拉索(10)的下端固定在所述拱底拉杆(5)的下缘。6.根据权利要求1或2所述用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，其特征在于：所述楼盖(3)在所述跨度方向(L)的中部位置安装有质量调谐阻尼器(11)。
7.根据权利要求1或2所述用于民用建筑的大跨度钢
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混凝土拱架结构，其特征在于：所述拱脚节点(2)、拱肋(4)和拱底拉杆(5)之间的连接结构为：所述拱脚节点(2)包括：节点箱体(A1)，该节点箱体(A1)由箱体前面板(A1
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10)、箱体后面板(A1
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9)和八块侧板组成，所述八块侧板依次首尾相连并均垂直的焊接在所述箱体前面板(A1
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10)与箱体后面板(A1
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9)之间，所述八块侧板沿顺时针方向依次记为第一侧板(A1
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1)至第八侧板(A1
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8)；并且，所述节点箱体(A1)的外部设有内端口与第二侧板(A1
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2)相连的第一牛腿(A2)以及内端口与第三侧板(A1
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3)相连的第二牛腿(A3)；所述节点箱体(A1)的内腔设有均垂直连接在所述箱体前面板(A1
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10)与箱体后面板(A1
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9)之间的第一内隔板(A4
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1)至第五内隔板(A4
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5)，第一内隔板(A4
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1)和第二内隔板(A4
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2)均连接在第二侧板(A1
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2)与第六侧板(A1
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6)之间，且第一内隔板(A4
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1)和第二内隔板(A4
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗赤宇，林景华，叶冬昭，周小溦，徐刚，张显裕，方晓彤，林铭潮，刘洋，李蔚，谢一可，邹洁明，黄林，林昭王，郑仰东，
申请(专利权)人：广东省建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：