一種大跨度、無次梁、高裝配化的工業化鋼結構體系的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼結構技術，特別涉及一種大跨度、無次梁、高裝配化的工業化鋼結構體系，可應用于多、高層的宿舍樓、醫院住院樓、酒店式公寓(旅館、飯店)、教學樓等橫向跨度較大、內部設走廊的建筑。
【背景技術】
[0002]目前采用鋼結構的多、高層建筑中，其結構形式多為鋼框架結構、鋼框架-支撐結構、鋼框架-鋼板剪力墻結構及鋼框架-核心筒結構等，這幾類鋼結構形式所存在的共同問題是結構用鋼量大，無法對混凝土結構形成有效競爭力。
[0003]鋼結構交錯桁架體系誕生于二十世紀六十年代，由美國麻省理工學院開發，目的是為多、高層旅館、公寓、辦公樓等高而窄的民用建筑提供更為經濟的結構形式。該結構形式由縱向外圍布置的柱子、橫向布置的平面桁架和樓板組成；柱在縱向由梁相連，桁架隔跨、錯層布置，其跨度等于建筑物的全寬；在相鄰桁架間，樓板一端支承在下一層平面桁架的上弦桿上，另一端支承在上一層桁架的下弦桿上。該結構形式在美國、加拿大、澳大利亞等國家已有大量的工程應用案例；我國對交錯桁架體系的研究起源于二十世紀九十年代末，目前尚無工程應用案例。采用該結構形式，戶型可實現兩倍柱距的空間；該結構若采用普通樓板，則樓面需要設置較多的次梁，這不僅增加了結構用鋼量，而且還降低了室內凈尚O
[0004]大跨度預應力空心板具有跨度大、強度高、施工方便、無需樓面次梁等特點，大跨度預應力空心板所具有的以上優點使其非常適合用于鋼結構交錯桁架體系；大跨度預應力空心板用作鋼結構交錯桁架的樓板，二者的優勢得到充分體現:室內實現兩倍柱距的空間，樓面無次梁，節約了結構用鋼量，增加了室內凈高，同時使原本高效經濟的鋼結構交錯桁架體系更為經濟，使組合后的結構體系性能達到最優。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種大跨度、無次梁、高裝配化的工業化鋼結構體系，其用鋼量經濟、構件標準化制作、施工方便快捷，便于工業化生產。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是:
[0007]—種大跨度、無次梁、高裝配化的工業化鋼結構體系，其包括，鋼結構交錯桁架，其為一至少雙跨、多層結構形式，包括若干框架柱、框架梁和平面桁架；所述框架柱和框架梁沿結構外圍縱向布置，形成框架結構；所述平面桁架沿框架柱高度方向上、下層交錯布置，且，相鄰框架柱上所述平面桁架也上、下層交錯布置；平面桁架兩端分別支承于兩側框架柱上；所述平面桁架主要由上弦桿、下弦桿、直腹桿和斜腹桿連接而成；若干預制大跨度預應力空心板，設置于所述鋼結構交錯桁架上，該預應力空心板的一端支承于平面桁架的上弦桿，另一端支承于相鄰平面桁架的下弦桿；混凝土疊合層，鋪設于所述預制大跨度預應力空心板上。
[0008]進一步，所述預制大跨度預應力空心板板端底面支承于平面桁架上、下弦桿上端面或下端面或腹板。
[0009]優選的，所述鋼結構交錯桁架沿結構外圍縱向設置框架抗側力構件，以增強結構縱向抗側剛度。
[0010]更進一步，所述預制大跨度預應力空心板板底端部預埋鐵件，將預制大跨度預應力空心板板端底面支承于平面桁架上、下弦桿上端面，通過焊接預埋鐵件與上、下弦桿上端面，將預制大跨度預應力空心板固定于平面桁架上、下弦桿上。
[0011]又，所述預制大跨度預應力空心板板底端部內預埋套筒，套筒與預應力空心板上、下端面垂直；所述平面桁架上、下弦桿上端面邊部垂直設置鐵桿，通過將所述套筒套入鐵桿的方式將預制大跨度預應力空心板固定于平面桁架上、下弦桿上端面。
[0012]優選的，所述平面桁架上、下弦桿的上端面均設置栓釘。
[0013]優選的，所述預制大跨度預應力空心板板端支承于平面桁架上、下弦桿上端面，對應兩側預應力空心板芯孔的兩端部上表面開設長條形槽，長條形槽內放置鋼筋，并在開槽處注漿填滿，將兩側的預制大跨度預應力空心板連接為一體結構。
[0014]優選的，所述平面桁架上、下弦桿采用H型鋼梁或工字鋼梁。
[0015]本發明的有益效果主要體現在:
[0016]1、本發明結構體系中的框架柱、框架梁、整榀桁架及預應力空心板在工廠預制，質量可控，可實現工廠化、標準化生產；現場組裝，裝配化程度高，省工省時，速度快；施工現場濕作業少，無建筑垃圾，環保節能。
[0017]2、室內實現兩倍柱距的空間，樓面無次梁，節約了結構用鋼量，增加了室內凈高，同時使原本高效經濟的鋼結構交錯桁架體系更為經濟，使組合后的結構體系性能達到最優。
[0018]3、通過對底層柱布置剛性斜撐的方式取代底層桁架實現底層超大空間，可滿足建筑大空間的功能需求。
[0019]4、衛生間、陽臺等區域的樓面做降板處理，其余區域樓面不降板，利用樓面降板后的高差，在降板區域布置管道，實現了同層排水的理念。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明大跨度、無次梁、高裝配化的工業化鋼結構體系的三維立體圖。
[0021]圖2是本發明鋼結構交錯桁架基本單元的結構示意圖。
[0022]圖3為本發明大跨度預應力空心板不降板連接構造方式I的結構示意圖。
[0023]圖4為本發明大跨度預應力空心板不降板連接構造方式2的結構示意圖。
[0024]圖5為本發明預制大跨度預應力空心板的開孔、開槽布置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]參照圖1?圖5，本發明的一種大跨度、無次梁、高裝配化的工業化鋼結構體系，其包括，鋼結構交錯桁架1，其為一至少雙跨、多層結構形式，包括若干框架柱11、框架梁12和平面桁架13、13’;所述框架柱11和框架梁12沿結構外圍縱向布置，形成框架結構；所述平面桁架13沿框架柱11高度方向上、下層交錯布置，且，相鄰框架柱上所述平面桁架也上、下層交錯布置；平面桁架13兩端分別支承于兩側框架柱11上；所述平面桁架13 (以平面桁架13為例，下同)主要由上弦桿131、下弦桿132、直腹桿13