CN106759862B - 一种多级装配式格构框架建筑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多级装配式格构框架建筑结构，该建筑结构包括主结构以及设置主结构上的子结构，主结构为格构式门式框架结构，该格构式门式框架结构包括多个并列设置的竖直桁架组件以及设置在相邻的两个竖直桁架组件之间的水平桁架组件，相邻的两个竖直桁架组件通过水平桁架组件连接在一起，子结构为可拆卸式脚手架结构，子结构将重力荷载传递至主结构中。与现有技术相比，本发明将脚手架结构、门式框架结构与格构式结构结合在一起，通过合理的连接方式，组成装配式建筑结构，整个结构的受力清晰合理，主结构与子结构相互协作，既能够满足竖向承重体系的要求，也能满足风荷载下的侧向刚度要求，且方便拆卸，能够满足临时性建筑的要求。

Description

一种多级装配式格构框架建筑结构
技术领域
本发明属于建筑结构工程技术领域，涉及一种多级装配式格构框架建筑结构。
背景技术
近年来，随着我国建筑行业的发展，建筑结构也逐渐呈现多样化趋势。门式刚架为一种常见的建筑结构，主要包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。门式框架结构的房屋具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，因此多用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式框架结构具体应用在单层工建厂房、民建超级市场和展览馆、库房以及各种不同类型仓储式工业及民用建筑中，尤其是用于临时性展览馆等建筑时，由于其易搭建、临时性的特性，不需要像一般的工厂厂房等非临时性建筑一样设计施工，具有很高的便利性。
脚手架结构也是非常常见的一种建筑结构，该类结构应用广泛，可用于装修工程施工作业、砌筑和结构工程施工作业或应用于设备安装或检修悬挑作业。但脚手架结构的搭建需要有附着物作为基础，否则难以搭建。此外，由于脚手架结构、构件存在初始缺陷，如杆件的初弯曲、锈蚀，搭设尺寸误差、受荷偏心等均较大，使得脚手架结构的受力合理性较差，在用于某些临时性展览馆时存在建筑缺陷与结构缺陷。因此，若能使脚手架结构具有门式框架结构的受力合理性，将两者的优势综合起来，便能够提高脚手架的整体性能，进一步扩大脚手架的应用范围。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构稳固、受力合理且搭建容易的多级装配式格构框架建筑结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种多级装配式格构框架建筑结构，该建筑结构包括主结构以及设置主结构上的子结构，所述的主结构为格构式门式框架结构，该格构式门式框架结构包括多个并列设置的竖直桁架组件以及设置在相邻的两个竖直桁架组件之间的水平桁架组件，相邻的两个竖直桁架组件通过水平桁架组件连接在一起，所述的子结构为可拆卸式脚手架结构，所述的子结构将重力荷载传递至主结构中。
多个竖直桁架组件的高度可根据实际需要，设计为高低不同的竖直桁架组件，并根据相邻的两个竖直桁架组件之间的间距，确定水平桁架组件的尺寸，实现水平桁架组件的不同跨度要求。水平桁架组件同时具有转换梁的功能。由于多个竖直桁架组件的高度不同，子结构设置在主结构上，因此在同一水平面上，会同时存在着主结构与子结构，使主结构与子结构相互交错排列，形成互补，既能满足竖向承重体系的要求，也能满足风荷载下的侧向刚度要求，增加整体结构的受力合理性。
作为优选的技术方案，所述的子结构采用悬挂式或上承式固定设置在主结构上。
所述的竖直桁架组件包括沿水平方向设置的第一主结构水平格构柱以及一对沿竖直方向设置且分别位于第一主结构水平格构柱两端的主结构竖直格构柱。第一主结构水平格构柱及主结构竖直格构柱均为格构式，相比单个直管形式，具有更好的面外稳定性，同时，相比空腹桁架结构，格构式的竖直桁架组件提供的抗侧刚度更大。
所述的水平桁架组件包括一对沿水平方向设置且分别与第一主结构水平格构柱相垂直的第二主结构水平格构柱以及设置在一对第二主结构水平格构柱之间的第三主结构水平格构柱。
所述的第一主结构水平格构柱、第二主结构水平格构柱、第三主结构水平格构柱及主结构竖直格构柱均包括多个并列设置的第一主结构直管以及设置在相邻两第一主结构直管之间的第二主结构直管。多个第一主结构直管可以呈三点排列或四点排列，并通过第二主结构直管相连接，共同组成格构柱结构。
所述的第一主结构直管与第二主结构直管之间采用刚接形式连接。
作为优选的技术方案，所述的主结构中的各部件之间均采用刚接形式连接。
作为进一步优选的技术方案，所述的主结构中的各部件之间均采用带多条焊缝的刚接形式连接。
所述的子结构包括多个沿竖直方向设置在主结构上的子结构竖直格构柱以及设置在相邻的两个子结构竖直格构柱之间的子结构水平格构柱。子结构竖直格构柱与子结构水平格构柱组成可拆卸式脚手架结构。所述的子结构也可以由多个单杆纵横交错，组成可拆卸式脚手架结构。
所述的子结构竖直格构柱及子结构水平格构柱均包括多个并列设置的第一子结构直管以及设置在相邻的两个第一子结构直管之间的第二子结构直管。
所述的第一子结构直管与第二子结构直管之间采用铰接形式连接。
作为优选的技术方案，所述的第一子结构直管与第二子结构直管之间通过连接件铰接。采用连接件铰接方式，便于拆卸和装配。
作为进一步优选的技术方案，所述的主结构与子结构之间采用刚接形式连接。
所述的第一主结构直管、第二主结构直管、第一子结构直管及第二子结构直管均为空心圆管。
所述的主结构及子结构中均设有斜撑。主结构中的斜撑与主结构之间采用刚接形式连接，子结构中的斜撑与子结构之间采用铰接形式连接。斜撑能够提高结构侧向抗侧与竖向承重能力，可根据需要设置在相应的受力部位，并可以在满足受力要求的情况下改变布置形式，例如单斜撑、交叉斜撑、人字形斜撑或者跨多层的大斜撑布置。所述的主结构及子结构中还可添加其它常用的支撑，使整体结构具有更强的抗侧刚度和更强的竖向承重能力。
作为优选的技术方案，本建筑结构中，主结构与子结构在整个建筑结构中所占的比例大致相同，均为50％左右。
本发明中，主结构作为第一级，子结构作为第二级，主结构主要为整个建筑结构提供抗侧刚度与承载力需求，子结构作为附属结构，主要传递上部重力荷载，主结构和子结构形成多级受力体系。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明将脚手架结构、门式框架结构与格构式结构结合在一起，通过合理的连接方式，组成装配式建筑结构，整个结构的受力清晰合理，主结构与子结构相互协作，既能够满足竖向承重体系的要求，也能满足风荷载下的侧向刚度要求；
2)将子结构设置在主结构上，便于脚手架式的子结构的搭建，使得整个建筑结构不仅能够满足建筑形态要求，而且能够使结构体系更加合理；
3)子结构中各部件之间通过铰接形式连接，结构稳固，且方便拆卸，能够满足临时性建筑的要求。
附图说明
图1为实施例中建筑结构的竖直剖面结构示意图；
图2为实施例中主结构的右视结构示意图；
图3为实施例中竖直桁架组件的主视结构示意图；
图4为实施例中水平桁架组件的俯视结构示意图；
图5为实施例中格构柱的结构示意图；
图中标记说明：
1—主结构、2—子结构、3—第一主结构水平格构柱、4—主结构竖直格构柱、5—第二主结构水平格构柱、6—第三主结构水平格构柱、7—第一主结构直管、8—第二主结构直管、9—斜撑。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例：
如图1所示的一种多级装配式格构框架建筑结构，该建筑结构包括主结构1以及设置主结构1上的子结构2，主结构1为格构式门式框架结构，如图2所示，该格构式门式框架结构包括多个并列设置的竖直桁架组件以及设置在相邻的两个竖直桁架组件之间的水平桁架组件，相邻的两个竖直桁架组件通过水平桁架组件连接在一起，子结构2为可拆卸式脚手架结构，所述的子结构2将重力荷载传递至主结构1中。
如图3所示，竖直桁架组件包括沿水平方向设置的第一主结构水平格构柱3以及一对沿竖直方向设置且分别位于第一主结构水平格构柱3两端的主结构竖直格构柱4。
如图4所示，水平桁架组件包括一对沿水平方向设置且分别与第一主结构水平格构柱3相垂直的第二主结构水平格构柱5以及设置在一对第二主结构水平格构柱5之间的第三主结构水平格构柱6。
第一主结构水平格构柱3、第二主结构水平格构柱5、第三主结构水平格构柱6及主结构竖直格构柱4均包括多个并列设置的第一主结构直管7以及设置在相邻的两个第一主结构直管7之间的第二主结构直管8。第一主结构直管7与第二主结构直管8之间采用刚接形式连接。第一主结构直管7呈四点排列，并通过第二主结构直管8相连接，共同组成格构柱结构，格构柱结构如图5所示。
子结构2包括多个沿竖直方向设置在主结构1上的子结构竖直格构柱以及设置在相邻的两个子结构竖直格构柱之间的子结构水平格构柱。子结构竖直格构柱及子结构水平格构柱均包括多个并列设置的第一子结构直管以及设置在相邻的两个第一子结构直管之间的第二子结构直管。第一子结构直管与第二子结构直管之间采用铰接形式连接。
其中，第一主结构直管7、第二主结构直管8、第一子结构直管及第二子结构直管均为空心圆管。所述的主结构1及子结构2中均设有斜撑9。
本建筑结构中，主结构1作为第一级，子结构2作为第二级，主结构1主要为整个建筑结构提供抗侧刚度与承载力需求，子结构2作为附属结构，主要传递上部重力荷载，主结构1和子结构2形成多级受力体系。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，该建筑结构包括主结构（1）以及设置主结构（1）上的子结构（2），所述的主结构（1）为格构式门式框架结构，该格构式门式框架结构包括多个并列设置的竖直桁架组件以及设置在相邻的两个竖直桁架组件之间的水平桁架组件，相邻的两个竖直桁架组件通过水平桁架组件连接在一起，所述的子结构（2）为可拆卸式脚手架结构，所述的子结构（2）将重力荷载传递至主结构（1）中，主结构和子结构形成多级受力体系；
多个竖直桁架组件高低不同，通过水平桁架组件实现不同跨度的连接，水平桁架组件同时具有转换梁的功能，由于多个竖直桁架组件的高度不同，子结构设置在主结构上，因此在同一水平面上，会同时存在着主结构与子结构，使主结构与子结构相互交错排列，形成互补。
2.根据权利要求1所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的竖直桁架组件包括沿水平方向设置的第一主结构水平格构柱（3）以及一对沿竖直方向设置且分别位于第一主结构水平格构柱（3）两端的主结构竖直格构柱（4）。
3.根据权利要求2所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的水平桁架组件包括一对沿水平方向设置且分别与第一主结构水平格构柱（3）相垂直的第二主结构水平格构柱（5）以及设置在一对第二主结构水平格构柱（5）之间的第三主结构水平格构柱（6）。
4.根据权利要求3所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的第一主结构水平格构柱（3）、第二主结构水平格构柱（5）、第三主结构水平格构柱（6）及主结构竖直格构柱（4）均包括多个并列设置的第一主结构直管（7）以及设置在相邻两第一主结构直管（7）之间的第二主结构直管（8）。
5.根据权利要求4所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的第一主结构直管（7）与第二主结构直管（8）之间采用刚接形式连接。
6.根据权利要求5所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的子结构（2）包括多个沿竖直方向设置在主结构（1）上的子结构竖直格构柱以及设置在相邻的两个子结构竖直格构柱之间的子结构水平格构柱。
7.根据权利要求6所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的子结构竖直格构柱及子结构水平格构柱均包括多个并列设置的第一子结构直管以及设置在相邻的两个第一子结构直管之间的第二子结构直管。
8.根据权利要求7所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的第一子结构直管与第二子结构直管之间采用铰接形式连接。
9.根据权利要求8所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的第一主结构直管（7）、第二主结构直管（8）、第一子结构直管及第二子结构直管均为空心圆管。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种多级装配式格构框架建筑结构，其特征在于，所述的主结构（1）及子结构（2）中均设有斜撑（9）。
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