1.本发明涉及一种装配式空间网格盒式筒体结构及其制作方法，属于建筑结构技术领域。
背景技术：
2.随着我国经济建设的发展，钢铁产量大幅度增加，小高层及高层住宅建筑采用装配式钢结构已是大势所趋，传统的钢框架结构和钢框、剪结构体系有如下不足：其一，结构受“有墙必有梁”的制约，当每户净深(跨度)大时，每户户内还需设置钢柱，防止钢框架梁过高，使户型内房间不能自由划分，建筑功能受到制约；其二，用钢量偏大，它和钢筋混凝土结构比较，工程造价偏高。
技术实现要素：
3.针对现有技术的不足，本发明提出一种装配式空间网格盒式筒体结构及其制作方法，该结构不仅在户内无需设置钢柱，使户型内房间能够自由划分，而且充分发挥钢筋混凝土与t型钢的组合作用和力学效应，提高了整个建筑结构的强度和刚度。
4.本发明的技术方案：一种装配式空间网格盒式筒体结构，包括网格式框架和空腹夹层板楼盖，所述网格式框架设置有两层以上，每层网格式框架与空腹夹层板楼盖连接为一体，形成单层空间网格盒式结构，所述的单层空间网格盒式结构逐层叠合在一起，即可形成装配式空间网格盒式单筒体结构。
5.进一步，所述网格式框架包括沿建筑物周边设置的一组框架柱，且上下层之间的框架柱连接为一体；所述空腹夹层板楼盖包括布置在相邻框架柱之间以及呈矩阵布置在该组框架柱围蔽范围之内的方钢管剪力键，在相邻的方钢管剪力键之间以及方钢管剪力键与框架柱之间平行地固定连接有t型钢上弦和t型钢下弦，分别形成上弦层和下弦层，所述t型钢上弦的腹板朝上设置，在上弦层上形成一组呈矩阵布置并以t型钢上弦的腹板为边界的方形钢网格槽，在每个方形钢网格槽内嵌入有方形混凝土预制板，在方形混凝土预制板上浇筑有细石混凝土薄板。
6.更进一步，在相邻框架柱的上部和下部之间平行地固定连接有窗户底部层间梁和窗户顶部层间梁，所述的空腹夹层板楼盖设置在窗户底部层间梁和窗户顶部层间梁之间。
7.更进一步，所述细石混凝土薄板内设置有钢筋网片，且钢筋网片与t型钢上弦的腹板焊接固定。
8.同时，本发明还提供一种基于上述装配式空间网格盒式筒体结构的制作方法，首先将每层的网格式框架与空腹夹层板楼盖连接为一体，形成单层空间网格盒式结构，然后将单层空间网格盒式结构逐层叠合在一起，即可形成装配式空间网格盒式单筒体结构。
9.上述方法中，制作单层空间网格盒式结构时，首先沿建筑物周边设置一组框架柱，然后在相邻框架柱之间布置方钢管剪力键，同时在该组框架柱围蔽范围之内呈矩阵布置一组方钢管剪力键，再在相邻的方钢管剪力键之间以及方钢管剪力键与框架柱之间平行地固
定连接t型钢上弦和t型钢下弦，即可形成具有上弦层和下弦层的网格式框架，并使t型钢上弦的腹板朝上设置，这样便可在上弦层上形成一组呈矩阵布置并以t型钢上弦的腹板为边界的方形钢网格槽，然后在每个方形钢网格槽内嵌入有方形混凝土预制板，最后在方形混凝土预制板上浇筑细石混凝土薄板即可形成空腹夹层板楼盖。
10.上述方法中，所述的装配式空间网格盒式单筒体结构设置在核芯筒的左右两侧，并与之连接为一体，形成空间网格三筒组合结构。
11.上述方法中，所述的装配式空间网格盒式单筒体结构设置在核芯筒的后侧以及左右两侧，并与之连接为一体，形成空间网格四筒组合结构。
12.上述方法中，所述的装配式空间网格盒式单筒体结构设置在核芯筒的前后两侧以及左右两侧，并与之连接为一体，形成空间网格五筒组合结构。
13.由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：
14.其一：本发明将t型钢上弦的腹板朝上设置，在上弦层上形成一组呈矩阵布置并以t型钢上弦的腹板为边界的方形钢网格槽，这样便可将方形混凝土预制板嵌入方形钢网格槽内安装，进而使楼盖厚度下降20％；
15.其二：空腹夹层板楼盖中的方形混凝土预制板以及细石混凝土薄板与t型钢上弦有组合作用，提高楼盖的刚度和强度，当它与网格式框架连接为一体后，形成单层空间网格盒式结构，然后将单层空间网格盒式结构逐层叠合在一起，即可形成装配式空间网格盒式单筒体结构，即每一层均由横向(楼盖)网格与竖向(墙架)网格组成单层空间网格盒式结构，单层空间网格盒式结构一层又一层地叠合，即形成小高层(24m＜h＜50m)或高层(50m≤h≤100m)的装配式空间网格盒式单筒体结构，再将装配式空间网格盒式单筒体结构与由钢筋混凝土剪力墙组成的核心筒(楼、电梯及消防等公共建筑)连成一体，即形成技术经济指标优良的小高层与高层大开间式住宅建筑新型结构体系，这种结构体系不仅在户内无需设置钢柱，使户型内房间能够自由划分，而且充分发挥钢筋混凝土与t型钢的组合作用和力学效应，提高了整个建筑结构的强度和刚度。
附图说明
16.图1是本发明中装配式空间网格盒式单筒体结构的平面图；
17.图2是图1中β处立面图；
18.图3是六边形楼盖单元的结构示意图；
19.图4是方形楼盖单元的结构示意图；
20.图5是等边三角形楼盖单元的结构示意图；
21.图6是角柱框架单元的结构示意图；
22.图7是边柱框架单元的结构示意图；
23.图8是图3的ω向的立面结构示意图；
24.图9是图4的φ向的立面结构示意图；
25.图10是图3的δ-δ截面图；
26.图11是图10的θ处放大图；
27.图12是边柱框架单元的立面图；
28.图13是角柱框架单元的立面图；
29.图14是本发明中装配式空间网格盒式三筒体结构的平面图；
30.图15是本发明中装配式空间网格盒式四筒体结构的平面图；
31.图16是本发明中装配式空间网格盒式五筒体结构的平面图。
具体实施方式
32.为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
33.本发明的装配式空间网格盒式筒体结构的示意图如图1及图2所示，包括网格式框架1和空腹夹层板楼盖2，所述网格式框架1设置有两层以上，每层网格式框架1与空腹夹层板楼盖2连接为一体，形成单层空间网格盒式结构，所述的单层空间网格盒式结构逐层叠合在一起，即可形成装配式空间网格盒式单筒体结构。所述网格式框架1包括沿建筑物周边设置的一组框架柱3，且上下层之间的框架柱3连接为一体；所述空腹夹层板楼盖2包括布置在相邻框架柱3之间以及呈矩阵布置在该组框架柱3围蔽范围之内的方钢管剪力键5，在相邻的方钢管剪力键5之间以及方钢管剪力键5与框架柱3之间平行地固定连接有t型钢上弦6和t型钢下弦7，分别形成上弦层和下弦层，所述t型钢上弦6的腹板朝上设置，在上弦层上形成一组呈矩阵布置并以t型钢上弦6的腹板为边界的方形钢网格槽，在每个方形钢网格槽内嵌入有方形混凝土预制板10，在方形混凝土预制板10上浇筑有细石混凝土薄板11。在相邻框架柱3的上部和下部之间平行地固定连接有窗户底部层间梁8和窗户顶部层间梁9，所述的空腹夹层板楼盖2设置在窗户底部层间梁8和窗户顶部层间梁9之间。所述细石混凝土薄板11内设置有钢筋网片12，且钢筋网片12与t型钢上弦6的腹板焊接固定。
34.实施例1
35.本实施例对制作装配式空间网格盒式单筒体结构作详细说明。
36.制作装配式空间网格盒式单筒体结构时，首先将每层的网格式框架1与空腹夹层板楼盖2连接为一体，形成单层空间网格盒式结构，然后将单层空间网格盒式结构逐层叠合在一起，即可形成装配式空间网格盒式单筒体结构。制作单层空间网格盒式结构时，首先沿建筑物周边设置一组框架柱3，然后在相邻框架柱3之间布置方钢管剪力键5，同时在该组框架柱3围蔽范围之内呈矩阵布置一组方钢管剪力键5，再在相邻的方钢管剪力键5之间以及方钢管剪力键5与框架柱3之间平行地固定连接t型钢上弦6和t型钢下弦7，即可形成具有上弦层和下弦层的网格式框架1，并使t型钢上弦6的腹板朝上设置，这样便可在上弦层上形成一组呈矩阵布置并以t型钢上弦6的腹板为边界的方形钢网格槽，然后在每个方形钢网格槽内嵌入有方形混凝土预制板10，最后在方形混凝土预制板10上浇筑细石混凝土薄板11即可形成空腹夹层板楼盖2。
37.为了使装配式空间网格盒式单筒体结构便于在车间内制作和现场组装，将单层空间网格盒式结构分为六边形楼盖单元a、方形楼盖单元b、等边三角形楼盖单元c、边柱框架单元d、角柱框架单元e五个单元。装配式空间网格盒式单筒体结构的长边(ly)和短边(lx)尺寸由空腹夹层板楼盖2的网格数量决定，当单个网格的边长a＝1.5m时，相邻框架柱3的间距s＝2a＝2
×
1.5m＝3m，则长边lx＝8
×
1.5m＝12m，短边ly＝6a＝6
×
1.5m＝9m，楼盖面积108m2。
38.参见图3，六边形楼盖单元a包括两个方钢管剪力键5，两个方钢管剪力键5之间通
过t型钢上弦6和t型钢下弦7焊接固定连接，同时在每个方钢管剪力键5的另外三个侧面均焊接1/2长度的t型钢上弦6和t型钢下弦7；
39.参见图4，方形楼盖单元b包括一个方钢管剪力键5，在方钢管剪力键5的四个侧面均焊接有1/2长度的t型钢上弦6和t型钢下弦7；
40.参见图5，等边三角形楼盖单元c包括一个方钢管剪力键5，在方钢管剪力键5的三个侧面均焊接有1/2长度的t型钢上弦6和t型钢下弦7；
41.参见图6及图12，边柱框架单元d包括一根框架柱3，在框架柱3的三个侧面均焊接有1/2长度的t型钢上弦6、t型钢下弦7、窗户底部层间梁8和窗户顶部层间梁9
42.参见图7及图13，角柱框架单元e包括一根框架柱3，在框架柱3的两个相邻侧面均焊接有1/2长度的t型钢上弦6、t型钢下弦7、窗户底部层间梁8和窗户顶部层间梁9。
43.将制作好的六边形楼盖单元a、方形楼盖单元b、等边三角形楼盖单元c、边柱框架单元d、角柱框架单元e五个单元运送至施工现场，将角柱框架单元e布置在建筑物的四个转角处，边柱框架单元d沿建筑物周边布置，并在角柱框架单元e与边柱框架单元d之间布置等边三角形楼盖单元c，最后在建筑物范围内布置六边形楼盖单元a和方形楼盖单元b，各个单元的t型钢上弦6、t型钢下弦7、窗户底部层间梁8或窗户顶部层间梁9的端部设置有拼接点α，各个单元通过拼接点α焊接固定连接，这样便可将六边形楼盖单元a、方形楼盖单元b、等边三角形楼盖单元c、边柱框架单元d、角柱框架单元e五个单元连接成一体。由于所有的t型钢上弦6的腹板均朝上设置，这样便可在上弦层上形成一组呈矩阵布置并以t型钢上弦6的腹板为边界的方形钢网格槽，然后在每个方形钢网格槽内嵌入有方形混凝土预制板10，最后在方形混凝土预制板10上浇筑细石混凝土薄板11即可形成空腹夹层板楼盖2。而窗户底部层间梁8或窗户顶部层间梁9则可作为上层窗户的底梁和下层窗户的顶梁。
44.参见图9～11，在上浇筑细石混凝土薄板11前，将细石混凝土薄板11内的钢筋网片12与t型钢上弦6的腹板焊接固定，使细石混凝土薄板11与t型钢上弦6形成组合作用，不仅提高了装配式空间网格盒式单筒体结构的刚度和强度，而且使楼盖厚度下降20％。
45.将上述单层空间网格盒式结构逐层叠合在一起，即可形成装配式空间网格盒式单筒体结构，即每一层均由横向楼盖网格与竖向墙架网格组成单层空间网格盒式结构，单层空间网格盒式结构一层又一层地叠合，即形成小高层24m＜h＜50m或高层50m≤h≤100m的装配式空间网格盒式单筒体结构。
46.实施例2
47.参见图14，本实施例将装配式空间网格盒式单筒体结构设置在核芯筒3的左右两侧，并与之连接为一体，形成空间网格三筒组合结构。
48.实施例3
49.参见图15，本实施例将装配式空间网格盒式单筒体结构设置在核芯筒3的后侧以及左右两侧，并与之连接为一体，形成空间网格四筒组合结构。
50.实施例4
51.参见图16，本实施例将装配式空间网格盒式单筒体结构设置在核芯筒3的前后两侧以及左右两侧，并与之连接为一体，形成空间网格五筒组合结构。
52.由实施例3～4可知，将装配式空间网格盒式单筒体结构与由钢筋混凝土剪力墙组成的核心筒(楼、电梯及消防等公共建筑)连成一体，即形成技术经济指标优良的小高层与
高层大开间式住宅建筑新型结构体系，这种结构体系不仅在户内无需设置钢柱，使户型内房间能够自由划分，而且充分发挥钢筋混凝土与t型钢的组合作用和力学效应，提高了整个建筑结构的强度和刚度。