[0001] 本发明涉及大跨度混凝土空腹夹层板楼盖技术领域，尤其涉及一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖及制作方法。

[0002] 钢筋混凝土空腹夹层板楼盖，从1997年第一个专利“混凝土剪力键式双向空心大板”(ZL97200102.6)，2006年提出U型钢—混凝土组合空腹夹层大板(ZL200610200188.X)。当楼盖平面形式为窄长矩形平面时，又提出混凝土大跨度正交斜放空腹夹层板楼盖，并先后在全国十几个省、市城市中的公共与工业建筑中应用，建筑面积达100多万平方米，混凝土空腹夹层板是一种具有抗剪刚度很大，但不同于其它抗剪刚度为无穷大的普通混凝土板，它是考虑结构剪切变形影响夹芯板(又称夹层板)，它由混凝土空腹梁正交正放或正交斜放组成，具有“板”的力学特性而自重仅是原实心平板25％～20％的空心板。如楼盖平面其长边尺寸为36m(Lx)，其短边即跨度(Ly)为18m，长短边之比Lx/Ly＝36/18＝2的单向板，普
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通混凝土板厚18000/30＝600，自重设计值q1＝1800kg/m ，采用正交斜放空腹夹层板后，夹层板仍为600厚，但其空心率达81％，自重设计值q2＝342kg/m2，仅是平板设计自重1/5.26，设计自重值下降1458kg/m2，空腹夹层板抗弯刚度比实心平板刚度下降(1/1.5～1/2)，楼盖刚度与荷载呈正比与抗弯刚度呈反比，相同跨度的混凝土空腹夹层板与普通混凝土平板的刚度比较，相对刚度下降反升，达到节约建材的功效。

[0003] 窄长形平面大跨度(Lx≥18m)混凝土结构的楼盖，其长边(Lx)与跨度短边(Ly)之比Lx/Ly≥1.5后，传统的办法是混凝土大梁或预应力混凝土大梁，此种传统的结构体系，既造成“肥梁胖柱”又增加工程造价，在申请号为201710050583.2的“多层大跨度正交斜放装配式混凝土空腹楼盖及制作方法”专利中，针对窄长形大跨度楼盖，其长边与跨度边支座间距均相等，即长边、短边支座间距有公约数，如支座间距3.6m，长边Lx＝36m＝10×3.6m＝36m，跨度边Ly＝21.6m＝6×3.6m，即整个正交斜放混凝土空腹网格楼盖，周边为直角等腰三角形网格，内部均为正方形网格，即空腹楼盖网格数量仅两种，当长边两端支座间距加大时，如由3.6m加大为4m，跨度边仍为Ly＝6×3.6m＝21.6m，长边Lx＝8×3.6m+2×4m＝36.8m，两者支座间距无公约数，在图1中，大跨度窄长形平面混凝土周边简支承楼盖简图，其长边Lx＝10×3.6m＝36m，跨度(短边Ly)Ly＝6×3.6m＝21.6m，长短边支座间距有公约数Lx/Ly＝36/21.6＝1.67＞1.5，为窄长形平面，在图2中，当图1窄长形平面楼盖的长、短边支座间距均相等时，采用正交斜放混凝土空腹夹层板楼盖，其周边为直角等腰三角形网格32个，内部正方形网格104个，即1#网格和2#网格，上述空腹楼盖网格数的种类少，为此本申请文件特提出“不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖”新型混凝土空腹夹层板楼盖结构体系。

[0004] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖及制作方法。

[0005] 本发明提出的一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖，包括混凝土钢空腹梁和安装在混凝土钢空腹梁内的网格结构，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数，所述网格结构包括正方形网格架、直角等腰三角形网格架、不规则四边形网格架、平行四边形网格架、非直角等腰三角形网格架。

[0006] 优选地，所述网格结构包括正方形网格架、位于正方形网格架周边的直角等腰三角形网格架、位于正方形网格架两端内部的不规则四边形网格架、位于正方形网格架两端内部的平行四边形网格架、位于正方形网格架两端周边的两个非直角等腰三角形网格架。

[0007] 优选地，所述大跨度混凝土空腹夹层板楼盖的结构厚度δ为1/25跨度Ly至1/30跨度Ly，楼盖空隙率u＝80％-85％。

[0008] 优选地，所述网格结构的各单元、单元与混凝土钢空腹梁之间通过螺栓连接。

[0009] 优选地，所述网格结构的各单元由上、下弦杆和混凝土剪力键正交或斜交构成，且网格结构的各单元通过上、下弦杆和混凝土剪力键焊接。

[0010] 本发明还提出了一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖的制作方法，包括混凝土钢空腹梁和安装在混凝土钢空腹梁内的网格结构，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数，所述混凝土钢空腹梁和网格结构在车间进行制作、组装，形成混凝土钢空腹梁成品和网格结构中需要的各单元，将各单元通过上、下弦杆和混凝土剪力键进行焊接，并将混凝土钢空腹梁成品和网格结构中需要的各单元运至施工现场进行组装即可。

[0011] 本发明中，当周边简支承混凝土空腹夹层板楼盖，其跨度边与长边支座间距无相同公约数，即长边两端支座间距偏大，其它均相等且偏小时，空腹楼盖网格数由两种发展为五种，形成“不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖”新结构体系，本发明在“节能减排”方面起到了促进作用。附图说明

[0012] 图1为大跨度窄长形平面混凝土周边简支承楼盖简图；

[0013] 图2为大跨度窄长形平面混凝土周边简支承楼盖的另外一种简图；

[0014] 图3为本发明提出的一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖的结构示意图；

[0015] 图4为图3中1/4平面的各类网格节点夹角分布图；

[0016] 图5为本发明提出的一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖及制作方法的空腹网格分布图；

[0017] 图6为本发明提出的平行四边形空腹网格、下弦网格节点夹角分布图与构造图；

[0018] 图7为本发明中4#网格混凝土空腹楼盖剖面构造图；

[0019] 图8为图3平面采用传统预应力混凝土大梁时结构布置图。

[0020] 下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

[0021] 实施例

[0022] 参照图1-8，本发明提出的一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖，包括混凝土钢空腹梁和安装在混凝土钢空腹梁内的网格结构，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数，所述网格结构包括正方形网格架、位于正方形网格架周边的直角等腰三角形网格架、位于正方形网格架两端内部的不规则四边形网格架、位于正方形网格架两端内部的平行四边形网格架、位于正方形网格架两端周边的两个非直角等腰三角形网格架。

[0023] 本发明还提出了一种不规则I型大跨度混凝土空腹夹层板楼盖的制作方法，包括混凝土钢空腹梁和安装在混凝土钢空腹梁内的网格结构，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx/跨度Ly＞1.5，构成单向受力板，所述混凝土钢空腹梁的长度Lx和跨度Ly之间没有公约数，所述混凝土钢空腹梁和网格结构在车间进行制作、组装，形成混凝土钢空腹梁成品和网格结构中需要的各单元，将各单元通过上、下弦杆和混凝土剪力键进行焊接，并将混凝土钢空腹梁成品和网格结构中需要的各单元运至施工现场进行组装即可。

[0024] 图1所示矩形平面，周边简支承楼盖，其长边Lx＝36m，短边(跨度)Ly＝21.6m，长短边之比Lx/Ly＝1.67＞1.5，属窄长形平面，其长、短边支座间距均相等，即有公约数1.8m、3.6m，如采用申请号为201710050583.2的“多层大跨度正交斜放装配式混凝土空腹楼盖及制作方法”专利技术，周边支座间距为a1＝3600时，楼盖周边均直角等腰三角形网格，内部均为边长a2＝a1sin45°＝3600×0.7071＝2545的正方形网格，整个楼盖由此两种网格组成。

[0025] 当图1窄长形平面楼盖的长、短边支座间距均相等时，采用正交斜放混凝土空腹夹层板楼盖，其周边为直角等腰三角形网格32个，内部正方形网格104个，即1#网格和2#网格，如图2所示正方形网格(2545×2545)104个，直角等腰三角形32个，共计136个网格。由于建筑功能原因，长边长度增大800为36800，跨度边仍为Ly＝21600，两边支座间距无公约数(3600)，如图3所示，其长边Lx＝8×3.6m+2×4m＝36.8m，跨度Ly＝6×3.6m＝21.6m，Lx/Ly＝36.8/21.6＝1.7＞1.5，为窄长形平面，其长、短边支座间距无统一的公约数(3.6m)，长边两端间距为4m，可形成不规则I型混凝土空腹夹层板楼盖。为了使混凝土空腹夹层板力学性能得到充分发挥，将图3平面长边两边支座间距加大为4000(增大400)，如图4所示，其长边支座间距为4000，相关的网格不再是直角等腰三角形和正方形，出现了非直角等腰三角形，如(2×42°+96°)＝180°称之为5#网格及(2×48°+84°)＝180°，称之为6#网格，内部四边形网格出现了平行四边形(2×96°+2×84°＝360°)称之为4#网格和不规则四边形(2×93°+84°+
90°＝360°)称之为3#网格，不规则I型空腹网格除了原两种外又增加了4种，共6种。但网格数量并未改变，如图5所示。正交斜放混凝土空腹夹层板楼盖，由长、短边支座间距不完全相等(长边两端偏大)导致网格类型增加，构造复杂，但施工时将正方形混凝土剪力键保持正交斜放位置(4×90°＝360°)不变，与之交汇的混凝土上、下弦杆件截面与剪力键面形成微小夹角(3°)，如图6所示的4#下弦网格，剪力键位置不变，下弦杆均偏移转夹角3°，即形成图
6平行四边形网格。在混凝土剪力键位置不变前提下，杆件偏转夹角即形成不规则I型周边简支承混凝土空腹夹层板楼盖，其面积36.8m×21.6m＝795m2，图7为此类新型周边简支承混凝土空腹楼盖剖面构造图，楼盖厚度加自动喷淋层(2340×290)仅850(L/25.4)，混凝土
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折算厚度12.5cm/m ，楼盖自重设计值为37.5kg/m ，当采用图8传统的预应力混凝土框架主、次梁结构，楼盖结构厚度1.5m，再加自动喷淋层0.2m，楼盖厚度达1.7m，层高比新结构增加
0.85m与此同时楼盖混凝土折算厚度32cm/m2，自重设计值960kg/m2，比新结构增加混凝土(32-12.5)cm/m2＝19.5cm/m2，自重设计值增加585kg/m2，传统结构用钢量自然增加，本发明在“节能减排”方面起到了促进作用。

[0026] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。