[实用新型]叠层生产折型拱壳板

说明书

本新型属于建筑工程的屋面构件。

拱的力学性能很明确，上弦受压、下弦受拉。在合理选用材料的情况下，拱结构的跨度可以作的很大，因此在大跨度建筑物中经常采用“板架合一”带拉杆的钢筋砼拱板作屋面构件，让钢筋砼的板面作为拱的上弦，承受拱的压应力；用钢拉杆作为拱的下弦，承受拱的拉应力，这样就充份发挥了砼和钢材各自的力学特性，能大量节省材料，减轻结构自重，带来显著的经济效益。但其缺点是因为有露明拉杆的存在，给结构的防火、防锈带来困难；同时，也因为有露明拉杆的存在，影响了建筑物的空间造型效果。因此，如何取消这种拱板屋面结构的拉杆，长期以来一直是一个公认的技术上的难题。

各种折板，单、双曲壳板是一些“板架合一”的薄壁壳体屋面构件，它们没有推力，不需要露明拉杆，由于构件呈空间工作状态，也能大量节省材料。但从宏观上看，它们仍然是一些“在平面受弯”的梁式构件，其力学性能远没有拱结构好，所以其跨度也一直不可能作的太大，只能在一些中、小型跨度的建筑物中采用。因此，如何改善其力学性能，扩大这些壳体结构的跨度，长期以来也一直是一个技术上的难题。

本新型的目的，就是要创造出一种新的“板架合一”的薄壁空间屋面结构构件，使其能综合吸收上述两种结构构件各自的优点，避免其各自的缺点，形成一种拱、壳性能兼容的“拱壳板”。也就是说本新型的“拱壳板”构件，既要具有壳体结构呈空间工作的力学性能，避免设置露明拉杆；又要具有拱结构的力学性能，使板面砼受压，但却不需设置平衡拱推力的露明拉杆，而是用端横梁来支撑拱壳板的板面，平衡其水平推力。这样就可以像拱板结构一样，在充份节省材料的情况下，把构件的跨度作的很大，而又不存在因露明拉杆影响结构防火、防锈能力和建筑造型效果的问题。另外，这种构件由于是“板架合一”的，跨度较大时体型很大，不宜于运输，因此还必须使这种“拱壳板”能在工程现场就地叠层生产，然后直接吊装使用，取消对体型庞大构件的运输工序，才更具有实用意义。或者是对于中、小跨度的“拱壳板”而言，即使是在构件工厂生产，然后运往工程现场使用，也可以因为能叠层生产而大量减少生产、堆放占地和提高运输效率，也是非常有意义的。

为达到上述目的，本发明必须解决如下关键技术问题：

一、在构件结构形状的设计时，如何解决这种具有拱的的力学特征的壳体构件，在没有拉杆的前提条件下，又能平衡其拱的推力。另外，还必须满足作为屋面构件在跨度方向所应具有的双坡排水功能。

二、在结构形状设计时，不仅要考虑结构的力学性能要求，还要同时满足叠层生产工艺的要求，和便于快速支模、拆模等施工技术问题的要求。

三、在采取叠层生产工艺时，为能简化和灵活布置叠层生产构件的台座，构件必须采用后张预应力配筋，这些后张预应力钢筋又如何能在已叠层生产完了的构件中进行配置的问题。

为此，本新型的“折型拱壳板”构件是由：1、中肋；2、中肋两侧的两块拱壳形翼板；3、两块翼板外边缘的两个拱形边肋；4、构件两端的两个水平端横梁；5、设置在中肋里而锚固在两端水平端横梁上的预应力钢筋，共五部份所构成。详见附图1、2、3、4、5所示。

其中：

1、中肋：是为满足结构的刚度和屋面双坡排水的要求，以及叠层生产工艺和集中直线张拉预应力钢筋的要求而设置的。中肋在跨度的纵长方向是一根曲梁，其曲率半径和截面高度应达到使中肋两个端部的顶面标高接近于中肋跨中的底部标高，使中肋内配置的预应力钢筋能从中肋两端的顶面经中肋跨中的底部形成一条直线，使预应力钢筋成直线张拉，(无论先张和后张均可，视构件的生产条件而定)。这样就可以在构件叠层生产完了以后，进行预应力钢筋张拉时不影响其它构件，又能达到使中肋的拱形曲线具有使屋面双坡排水的功能。中肋在水平面上可以是一根或并排二根矩形等截面梁(图8)，也可以是一根跨中窄，向两端逐步加宽的变截面梁(图9)，当构件板面很宽时，也可以作成X形交叉梁(图10)。中肋在跨度的纵长方向可以是一个园滑的曲线(图2)；但为了便于施工操作，也可以是一个折线形的曲线(图11)。