CN106930557A - 连体结构建筑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑结构工程技术领域，尤其是一种连体结构建筑。该连体结构建筑包括间隔设置的至少两主体结构，以及固接于主体结构之间的连接体桁架，连接体桁架包括上弦杆、下弦杆以及连接于上弦杆和下弦杆之间的腹杆，该连体结构建筑通过以下施工方法得到：将上弦杆两侧的端部分别与主体结构上的待连接部铰接，下弦杆两侧的端部分别与主体结构上的待连接部脱开；静置，连接体桁架在重力荷载作用下弯曲变形，上弦杆两侧的端部发生转动；将完成转动的上弦杆两侧的端部与主体结构的待连接部刚接，将下弦杆两侧的端部分别与主体结构的待连接部刚接。本发明的连体结构建筑具有优异的抗震性能，并且可充分利用桁架材料。

Description

连体结构建筑

技术领域

本发明涉及建筑结构工程技术领域，具体是连体结构建筑。

背景技术

在连体结构建筑中，用于连接两侧主体建筑的桁架通常采用钢桁架结构。为了有效抵御地震作用、增强连体结构建筑的抗震性能，钢桁架的上下弦杆端部与主体建筑之间直接采用刚接的连接形式。

当桁架跨高比较大时，桁架的端部节点既要承受来自重力荷载的竖向作用、又要承受地震和风荷载等因素带来的水平作用，从而导致应力情况复杂、应力水平高，故使得桁架端部节点的尺度需要大幅度增大、用钢量显著增加，以满足应力要求。然而，由于桁架端部与主体建筑之间为刚接形式，桁架属于受弯部件，在竖向荷载作用下，刚接的桁架其跨中弯矩较小、两端弯矩较大，此时桁架以端部承受竖向荷载为主、端部用钢量较大，桁架中部的受压腹杆应力水平较低，使得桁架材料并没有得到充分利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连体结构建筑，以解决现有技术中桁架端部与主体建筑之间的直接刚接导致桁架材料利用不充分、桁架腹杆的应力水平较低等问题。

第一个方面，本发明提供一种连体结构建筑，所述连体结构建筑包括间隔设置的至少两主体结构，以及固接于所述主体结构之间的连接体桁架，所述连接体桁架包括上弦杆、下弦杆以及连接于所述上弦杆和所述下弦杆的腹杆，所述连体结构建筑通过以下施工方法得到：

铰接：将所述上弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部铰接，所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部脱开；

静置：所述连接体桁架在重力荷载作用下弯曲变形，所述上弦杆两侧的端部发生转动；

刚接：将完成转动的所述上弦杆两侧的端部与所述主体结构的待连接部刚接，将所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构刚接。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述铰接步骤之前，分别施工形成所述主体结构、所述连接体桁架。

进一步地，所述连接体桁架为钢桁架，所述上弦杆的端部包括若干交叉刚接的横向钢板、竖向钢板和斜向钢板，所述上弦杆的端部的最外侧设有若干所述竖向钢板、且所述竖向钢板向下延伸暴露在所述上弦杆的端部外面以形成所述上弦杆的支撑部。

作为一种实施方式，在所述支撑部的下边缘固接有水平加强板。

进一步地，所述腹杆包括若干分别斜向、竖向设置在所述上弦杆与所述下弦杆之间的斜杆和竖杆，两相邻所述斜杆上侧的端部在所述上弦杆处相交形成第一相交点，两相邻所述斜杆下侧的端部与所述竖杆下侧的端部在所述下弦杆处相交形成第二相交点，使所述上弦杆、所述斜杆、所述竖杆、所述下弦杆连接形成若干三角形单元。

可选地，所述腹杆为槽钢、工字钢或者钢板。

进一步地，所述连接体桁架包括两组相对设置的第一连接体桁架和第二连接体桁架，其中，相对设置的所述上弦杆之间通过若干第一受力杆连接，相对设置的所述下弦杆之间通过若干第二受力杆连接。

进一步地，所述第一受力杆包括垂直于所述上弦杆长度方向的纵向第一受力杆以及平行于所述上弦杆长度方向的横向第一受力杆；所述纵向第一受力杆的两端分别与相对设置的所述上弦杆连接，连接处形成第三相交点，所述横向第一受力杆与所述纵向第一受力杆交叉连接，交叉连接处形成第四相交点；所述第二受力杆包括垂直于所述下弦杆长度方向的纵向第二受力杆以及平行于所述下弦杆的长度方向的横向第二受力杆，所述纵向第二受力杆的两端分别与相对设置的所述下弦杆连接，所述横向第二受力杆的两端分别与所述纵向第二受力杆的中间连接。

进一步地，在两相对设置的所述连接体桁架中，相对设置的所述上弦杆端部之间还设有副桁架，所述副桁架由若干钢管刚接形成，所述副桁架包括上部钢管、下部钢管以及连接于所述上部钢管和所述下部钢管之间的连接管。

进一步地，所述主体结构的待连接部设有支座牛腿，所述支座牛腿包括交叉刚接的横向平板和竖向平板，且所述横向平板向外延伸形成所述支座牛腿的平台，在所述平台上设有向上凸起的两限位条，两所述限位条平行且间隔设置以形成限位卡槽。

进一步地，所述限位条刚接在所述平台上，或者所述限位条与所述平台为一体化结构。

优选地，所述限位条为钢条。

进一步地，所述铰接步骤是：将所述支撑部设置在所述限位卡槽中，使所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿形成铰接，并在所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿之间形成预留空隙，所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部脱开。

优选地，所述预留空隙为S型空隙。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述铰接步骤之后、所述静置步骤之前，在所述连接体桁架上方施工形成上部结构。

进一步地，所述上部结构刚接在所述连接体桁架上方，且所述上部结构与所述主体结构分开设置。

进一步地，所述上部结构包括若干柱，所述柱分别通过所述第三相交点、所述第四相交点刚接在所述上弦杆上方。

可以理解的是，在本发明中，所述上部结构是指施工设置在所述连接体桁架上方的其他建筑结构，例如上部结构可以是住宅楼层或者景观平台。

进一步地，所述静置步骤是：在所述连接体桁架上方施工形成所述上部结构之后，静置，所述连接体桁架在自身和所述上部结构的重力荷载共同作用下弯曲变形，所述上弦杆两侧的端部发生转动。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述静置步骤之后，制作用于刚接所述上弦杆端部与所述待连接部的连接板。

进一步地，制作所述连接板的步骤是：在所述上弦杆两侧的端部完成转动后，所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿之间的所述预留空隙尺寸发生变化，量取变化后所述预留空隙的尺寸并制作相应尺寸的所述连接板。

进一步地，所述刚接步骤是：将所述连接板设置在变化后的所述预留空隙中，将所述连接板分别与所述上弦杆端部、支座牛腿焊接，以使所述上弦杆端部与所述支座牛腿刚接；再将所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构焊接。

进一步地，所述连接板为钢板，所述连接板包括依次刚接的上侧板、前侧板、下侧板、后侧板，其中所述前侧板与所述后侧板相对设置，且所述前侧板与所述后侧板为S型侧板。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述刚接步骤之后，在所述主体结构与所述上弦杆端部之间、所述第一相交点与所述第三相交点之间设置斜向的加固杆。优选地，所述加固杆为钢管。

第二个方面，本发明提供一种连体结构建筑的施工方法，所述连体结构建筑包括间隔设置的至少两主体结构，以及固接于所述主体结构之间的连接体桁架，所述连接体桁架包括上弦杆、下弦杆以及连接于所述上弦杆和所述下弦杆之间的腹杆，所述施工方法包括以下步骤：

铰接：将所述上弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部铰接，所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部脱开；

静置：所述连接体桁架在重力荷载作用下弯曲变形，所述上弦杆两侧的端部发生转动；

刚接：将完成转动的所述上弦杆两侧的端部与所述主体结构的待连接部刚接，将所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构的待连接部刚接。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述铰接步骤之前，分别施工形成所述主体结构、所述连接体桁架。

进一步地，所述连接体桁架为钢桁架，所述上弦杆的端部包括若干交叉刚接的横向钢板、竖向钢板和斜向钢板，所述上弦杆的端部的最外侧设有若干所述竖向钢板、且所述竖向钢板向下延伸暴露在所述上弦杆的端部外面以形成所述上弦杆的支撑部。

作为一种实施方式，在所述支撑部的下边缘固接有水平加强板。

进一步地，所述腹杆包括若干分别斜向、竖向设置在所述上弦杆与所述下弦杆之间的斜杆和竖杆，两相邻所述斜杆上侧的端部在所述上弦杆处相交形成第一相交点，两相邻所述斜杆下侧的端部与所述竖杆下侧的端部在所述下弦杆处相交形成第二相交点，使所述上弦杆、所述斜杆、所述竖杆、所述下弦杆连接形成若干三角形单元。

可选地，所述腹杆为槽钢、工字钢或者钢板。

进一步地，所述连接体桁架包括两组相对设置的第一连接体桁架和第二连接体桁架，其中，相对设置的所述上弦杆之间通过若干第一受力杆连接，相对设置的所述下弦杆之间通过若干第二受力杆连接。

进一步地，所述第一受力杆包括垂直于所述上弦杆长度方向的纵向第一受力杆以及平行于所述上弦杆长度方向的横向第一受力杆；所述纵向第一受力杆的两端分别与相对设置的所述上弦杆连接，连接处形成第三相交点，所述横向第一受力杆与所述纵向第一受力杆交叉连接，交叉连接处形成第四相交点；所述第二受力杆包括垂直于所述下弦杆长度方向的纵向第二受力杆以及平行于所述下弦杆的长度方向的横向第二受力杆，所述纵向第二受力杆的两端分别与相对设置的所述下弦杆连接，所述横向第二受力杆的两端分别与所述纵向第二受力杆的中间连接。

进一步地，在两相对设置的所述连接体桁架中，相对设置的所述上弦杆端部之间还设有副桁架，所述副桁架由若干钢管刚接形成，所述副桁架包括上部钢管、下部钢管以及连接于所述上部钢管和所述下部钢管之间的连接管。

进一步地，所述主体结构的待连接部设有支座牛腿，所述支座牛腿包括交叉刚接的横向平板和竖向平板，且所述横向平板向外延伸形成所述支座牛腿的平台，在所述平台上设有向上凸起的两限位条，两所述限位条平行且间隔设置以形成限位卡槽。

进一步地，所述限位条刚接在所述平台上，或者所述限位条与所述平台为一体化结构。

优选地，所述限位条为钢条。

进一步地，所述铰接步骤是：将所述支撑部搭设在所述限位卡槽中，使所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿形成铰接，并在所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿之间形成预留空隙，所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部脱开。

优选地，所述预留空隙为S型空隙。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述铰接步骤之后、所述静置步骤之前，在所述连接体桁架上方施工形成上部结构。

进一步地，所述上部结构刚接在所述上弦杆上方，且所述上部结构与所述主体结构分开设置。

进一步地，所述上部结构包括若干柱，所述柱分别通过所述第三相交点、所述第四相交点刚接在所述上弦杆上方。

可以理解的是，在本发明中，所述上部结构是指施工设置在所述连接体桁架上方的其他建筑结构，例如上部结构可以是住宅楼层或者景观平台。

进一步地，所述静置步骤是：在所述连接体桁架上方施工形成所述上部结构之后，静置，所述连接体桁架在自身和所述上部结构的重力荷载共同作用下弯曲变形，所述上弦杆两侧的端部发生转动。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述静置步骤之后，制作用于刚接所述上弦杆端部与所述待连接部的连接板。

进一步地，制作所述连接板的步骤是：在所述上弦杆两侧的端部完成转动后，所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿之间的所述预留空隙尺寸发生变化，量取变化后所述预留空隙的尺寸并制作相应尺寸的所述连接板。

进一步地，所述刚接步骤是：将所述连接板设置在变化后的所述预留空隙中，将所述连接板分别与所述上弦杆端部、支座牛腿焊接，以使所述上弦杆端部与所述支座牛腿刚接；再将所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构焊接。

进一步地，所述连接板为钢板，所述连接板包括依次刚接的上侧板、前侧板、下侧板、后侧板，其中所述前侧板与所述后侧板相对设置.

进一步地，所述前侧板与所述后侧板为S型侧板。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述刚接步骤之后，在所述主体结构与所述上弦杆端部之间、所述第三相交点与所述第四相交点之间设置斜向的加固杆。

优选地，所述加固杆为钢管。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，抗震性能优异、充分利用材料。在本发明中，连接体桁架与主体结构之间通过先铰接再刚接的方法施工连接，铰接后的连接体桁架在其自身及上部结构的重力荷载作用下产生弯曲变形，且铰接连接方式可保证连接体桁架端部能够发生转动位移，以消除大部分竖向荷载带来的负弯矩。由此可大幅提升连接体桁架在地震及风荷载等水平作用下的安全性能，使桁架材料得到充分利用。另外，在后期刚接过程中，采用S型连接板进行连接体桁架与主体结构之间的焊接，所形成的S型焊缝增加了焊接长度，也提高了连接体桁架上弦杆端部与主体结构连接处的连接强度。

第二，施工安全。本发明中在主体结构的支座牛腿上设置限位卡槽，能够在保证桁架端部的支撑部在桁架平面内转动的同时，防止该支撑部因发生转动位移而脱落，使支撑部与支座之间形成有效的铰接关系。另外，在相对设置的上弦杆端部之间增设副桁架，也能够保证桁架上弦杆端部与支座牛腿连接处的稳定性，防止上弦杆端部的支撑部在铰接转动时从支座牛腿中脱落，可提高施工安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一中形成主体结构的示意图；

图2是实施例一中铰接步骤的示意图；

图3是实施例一中刚接步骤的示意图；

图4是图2中A处结构的立体结构图；

图5是图4中B处结构的分解图(省略支座牛腿和上弦杆端部的外侧表面)；

图6是实施例一中副桁架的结构示意图；

图7是实施例一中铰接步骤后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图；

图8是实施例一中刚接步骤后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图；

图9是实施例一中连接板的立体图；

图10是实施例一中施工加固杆后的结构示意图；

图11是实施例二支座牛腿与上弦杆端部的分解图(省略支座牛腿和上弦杆端部的外侧表面)；

图12是实施例二铰接步骤后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图；

图13是实施例三中形成主体结构的示意图；

图14是实施例三中铰接步骤的示意图；

图15是实施例三中施工上部结构步骤的示意图；

图16是实施例三中刚接步骤的示意图；

图17是图14中C处结构的立体结构图；

图18是图17中D处结构的分解图(省略支座牛腿和上弦杆端部的外侧表面)；

图19是实施例三中副桁架的结构示意图；

图20是实施例三铰接步骤后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图；

图21是实施例三施工上方结构后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图；

图22是实施例三刚接步骤后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图；

图23是实施例三中连接板的立体图；

图24是实施例三中施工加固杆后的结构示意图；

图25是实施例四支座牛腿与上弦杆端部的立体分解图(省略支座牛腿和上弦杆端部的外侧表面)；

图26是实施例四铰接步骤后主体结构与连接体桁架连接处的结构示意图。

具体实施方式

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的部件或组成部分，并非用于表明或暗示所指示部件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

此外，本发明中的副桁架是相对于连接体桁架而言的。本发明中的连接体桁架固接于两主体结构之间，作为主要承担荷载的桁架，可看作是主桁架。副桁架固接在相对设置的两组连接体桁架的上弦杆端部处，为上弦杆端部提供侧向支撑力，是次要承担受力的桁架，故为副桁架。

下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

本实施例提供一种连体结构建筑，结合图1至图10所示，该连体结构建筑包括间隔设置的两主体结构1，以及固接于两主体结构1之间的连接体桁架2。如图2所示，连接体桁架2包括上弦杆21、下弦杆22、连接于上弦杆21和下弦杆22之间的腹杆23。结合图1至图3所示，该连体结构建筑通过以下施工方法施工得到：

分别施工形成主体结构1和连接体桁架2；

铰接：将连接体桁架2的上弦杆21两侧的端部(图2中左右两端)分别与主体结构1上的待连接部铰接，下弦杆22两侧的端部分别与主体结构1上的待连接部脱开；

静置：连接体桁架2在重力荷载作用下弯曲变形，上弦杆21两侧的端部发生转动；

刚接：将完成转动的上弦杆21两侧的端部与主体结构1的待连接部刚接，将下弦杆22两侧的端部分别与主体结构的待连接部刚接。

其中，结合图2、图4所示，连接体桁架2包括相对设置的两组结构相同的第一连接体桁架201、第二连接体桁架202，且二者均为钢桁架。由于第一连接体桁架201与第二连接体桁架202的结构相同，为方便叙述，以下仅对第一连接体桁架201的结构进行详细说明。具体地，结合图5所示，第一连接体桁架201的上弦杆21端部包括若干交叉刚接的横向钢板211、竖向钢板212和斜向钢板213，在上弦杆21端部的最外侧(即图5中的最左侧)设有两块竖向钢板212、且这两块竖向钢板212向下延伸暴露在上弦杆21端部外面以形成上弦杆21的支撑部24。另外，横向钢板211设于上弦杆21端部内部偏上侧的位置，且水平设置，斜向钢板213及其它竖向钢板分别与横向钢板211刚接，以保证上弦杆21端部的强度。

结合图2、图4所示，腹杆23包括若干分别斜向、竖向设置在上弦杆21与下弦杆22之间的斜杆231和竖杆232，且上弦杆21、斜杆231、竖杆232、下弦杆22相互连接形成若干三角形单元。具体地，腹杆23包括若干由相邻设置的第一斜杆2311、第二斜杆2312和竖杆232组成的重复单元，在一个重复单元中，相邻设置的第一斜杆2311上侧的端部与第二斜杆2312上侧的端部在上弦杆21处相交，形成第一相交点233，第二斜杆2312的下侧端点、与其相邻的另一第一斜杆的下侧端点、竖杆232的下侧端点在下弦杆22处相交，形成第二相交点234。这些相交点具有较强的承担荷载能力，用于支撑与分担上弦杆21、下弦杆22的荷载作用。

在本实施例中腹杆可以采用槽钢、工字钢或者钢板制成，优选采用槽钢或者工字钢，以提高腹杆的受力能力。

另外，由于第一连接体桁架201与第二连接体桁架202相对设置，故两组连接体桁架的上弦杆21也相对设置。结合图4所示，由于连接体桁架的上弦杆为受弯部件，因此相对设置的上弦杆21之间通过设置若干第一受力杆25连接，用于加固上弦杆21的结构、增强上弦杆承担荷载的能力。类似地，两组连接体桁架的下弦杆22也相对设置。由于连接体桁架的下弦杆为受拉部件，因此在相对设置的下弦杆22之间设有若干第二受力杆26，用于加固下弦杆21的结构、增强下弦杆承担拉力的能力。

具体地，第一受力杆25包括垂直于上弦杆21长度方向的纵向第一受力杆251以及平行于上弦杆21长度方向的横向第一受力杆252，纵向第一受力杆251的两端分别与相对设置的上弦杆连接，连接处形成为第三相交点253，横向第一受力杆252与纵向第一受力杆251交叉连接，交叉连接处形成第四相交点254。第三相交点253与第一相交点233大致位于上弦杆21的同一位置，使得该位置具有较强的承担荷载能力。

具体地，第二受力杆26包括垂直于下弦杆22长度方向的纵向第二受力杆261以及平行于下弦杆22长度方向的横向第二受力杆262，纵向第二受力杆261的两端分别与相对设置的下弦杆22连接，横向第二受力杆262的两端分别与纵向第二受力杆261的中间连接。其中横向第二受力杆262能够有效分担下弦杆22的受力。

作为一种优选方式，本实施例在相对设置的两组连接体桁架的上弦杆21端部之间还设有副桁架27，结合图4、图6所示，该副桁架27由若干钢管刚接形成，包括上部钢管271、下部钢管272以及连接于上部钢管271和下部钢管272之间的连接管273。在后续施工步骤中，由于上弦杆端部的支撑部不仅会铰接转动，还可能受到来自桁架侧向的风荷载等作用，为了防止支撑部因受到各方向的荷载作用而脱落，因此在本实施例中设置该副桁架27，以加强上弦杆端部的侧向支撑力，提高建筑施工过程的安全性。

其中，主体结构1的待连接部设有朝向上弦杆21端部方向延伸(图5中主体结构1朝右)的支座牛腿11，如图5所示，支座牛腿11包括交叉刚接的横向平板111和竖向平板112，且横向平板111朝向上弦杆21端部的方向水平延伸以形成支座牛腿11的平台12。在平台12上刚接有向上凸起的两限位条，两限位条平行且间隔设置以形成用于限定支撑部24的限位卡槽13。可以理解的是，两限位条也可与平台形成一体化结构。

铰接步骤具体为：结合图2至图7所示，将上弦杆21端部的支撑部24搭设在支座牛腿11的限位卡槽13中，使上弦杆21端部与支座牛腿11之间形成铰接，并且在上弦杆21端部与支座牛腿11之间形成近似S型的预留空隙3。由于上弦杆21端部与支座牛腿11之间为铰接，故上弦杆21端部的支撑部24能够发生转动。另外，由于限位卡槽13的限定，可保证支撑部24不会因发生转动而从限位卡槽13中脱出，由此保证施工安全。同时，相对设置的两组连接体桁架之间增设的副桁架26能够提供有效的侧向支撑力，这些结构保证上弦杆21端部的支撑部24不会因铰接转动发生脱落的情况，在实现铰接的同时提高施工过程中桁架平面的稳定性，保证施工安全性。

静置步骤具体为：静置一段时间，连接体桁架2在自身的重力荷载作用下弯曲变形，上弦杆21两侧的端部发生转动，直到上弦杆21端部不再转动为止。

静置步骤之后、刚接步骤之前，还需制作连接板，具体是：在上弦杆21端部完成转动后，支座牛腿11与上弦杆21端部之间的预留空隙3尺寸会发生变化，量取变化后的预留空隙3的尺寸并制作相应尺寸的连接板5。

刚接：结合图3、图8、图9所示，将连接板5匹配设置在变化后的预留空隙3中，将连接板5分别与上弦杆21端部焊接、支座牛腿11焊接，以使上弦杆21端部与支座牛腿11刚接；再施工将下弦杆22两侧的端部分别与主体结构1的待连接部焊接，从而实现主体结构1与连接体桁架2之间的刚接，以形成连体结构建筑。其中，如图9所示，连接板5为钢板，连接板5包括依次焊接连接的上侧板51、前侧板52、下侧板53、后侧板54，其中前侧板52与后侧板4相对设置，且前侧板52与后侧板54为S型侧板，以匹配S型的预留空隙3。

施工加固杆：如图10所示，在刚接步骤之后，在主体结构1与上弦杆21端部之间、第三相交点253与第四相交点254的对角线之间刚接若干斜向的加固杆6，这些加固杆6为钢管，通过在主体结构、上弦杆之间设置呈对角线的加固杆6能够进一步提高连接体桁架2的承担负载能力。

本实施例中，上弦杆端部与主体结构的待连接部之间首先施工铰接连接方式，使重力荷载作用于连接体桁架使其弯曲变形，并带动上弦杆端部发生转动，以释放弯矩。之后再将上弦杆端部与主体结构的待连接部刚接，由于铰接后连接体桁架的弯曲变形已经消除了大部分竖向荷载带来的负弯矩，由此可大幅提升桁架在地震及风荷载等水平作用下的安全性能，使桁架材料得到充分利用。另外，在刚接过程中，采用S型连接板进行连接体桁架与主体结构之间的焊接，所形成的S型焊缝增加了焊接长度，也提高了桁架与主体结构连接节点的连接强度。

可以理解的是，在本发明中，连体结构建筑既可以包括两主体结构，也可以包括三个、四个或更多个主体结构，并在间隔设置的不同主体结构之间通过本实施例的施工方法固接连接体桁架，以满足使用需求。因此本发明的连体结构建筑并不局限于仅包括两主体结构。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：如图11、图12所示，为加强上弦杆21端部的强度以及支撑部24的强度，本实施例中在支撑部24的下边缘处还固接有水平加强板241，该水平加强板241与最外侧的两块竖向钢板212共同形成支撑部24，以提高支撑部24的强度。在后续施工步骤中，当连接体桁架弯曲变形后，由于两块竖向钢板通过水平加强板连接，使得两块竖向钢板可以共同受力，防止出现连接体桁架变形后仅单块竖向钢板受力较多的情况。

为进一步增强上弦杆21端部的强度，本实施例中在上弦杆21端部的上侧和下侧分别设置两块横向钢板211，位于上侧的横向钢板水平设置，位于下侧的横向钢板211则呈折线形设置，具体是该横向钢板211从右向左依次水平延伸、然后斜向下弯折延伸、再水平延伸形成。斜向钢板213及其它竖向钢板分别两块与横向钢板211刚接，以保证上弦杆21端部的强度。

实施例三

本实施例提供一种连体结构建筑，结合图13至图24所示，该连体结构建筑包括间隔设置的两主体结构1，以及固接于两主体结构1之间的连接体桁架2。如图14所示，连接体桁架2包括上弦杆21、下弦杆22、连接于上弦杆21和下弦杆22之间的腹杆23。该连体结构建筑通过以下施工方法施工得到：

分别施工形成主体结构1和连接体桁架2；

铰接：如图14所示，将上弦杆21两侧的端部(即图14中左右两端)分别与主体结构1上的待连接部铰接，下弦杆22两侧的端部分别与主体结构1上的待连接部脱开；

施工上部结构：如图15所示，铰接后，在连接体桁架2上继续施工形成上部结构4；

静置：连接体桁架2在自身和上部结构4的重力荷载共同作用下弯曲变形，上弦杆21两侧的端部发生转动；

刚接：如图16所示，将完成转动的上弦杆21两侧的端部与主体结构1的待连接部刚接，将下弦杆22两侧的端部分别与主体结构的待连接部刚接。

其中，结合图17所示，连接体桁架2包括相对设置的两组结构相同的第一连接体桁架201、第二连接体桁架202，且二者均为钢桁架。由于第一连接体桁架201与第二连接体桁架202的结构相同，为方便叙述，以下仅对第一连接体桁架201的结构进行详细说明。具体地，结合18所示，第一连接体桁架201的上弦杆21端部包括若干交叉刚接的横向钢板211、竖向钢板212和斜向钢板213，在上弦杆21端部的最外侧(即图18中的最左侧)设有两块竖向钢板212、且这两块竖向钢板212向下延伸暴露在上弦杆21端部外面以形成上弦杆21的支撑部24。另外，横向钢板211大致设于上弦杆21端部内部偏上侧的位置，且水平设置，斜向钢板213及其它竖向钢板分别与横向钢板211刚接，以保证上弦杆21端部的强度。

结合图14、图17所示，腹杆23包括若干分别斜向、竖向设置在上弦杆21与下弦杆22之间的斜杆231和竖杆232，且上弦杆21、斜杆231、竖杆232、下弦杆22相互连接形成若干三角形单元。具体地，腹杆23包括若干由相邻设置的第一斜杆2311、第二斜杆2312和竖杆232组成的重复单元，在一个重复单元中，相邻设置的第一斜杆2311上侧的端部与第二斜杆2312上侧的端部在上弦杆21处相交，形成第一相交点233，相邻设置的第一斜杆2311的下侧端点、第二斜杆2312的下侧端点、竖杆232的下侧端点在下弦杆22处相交，形成第二相交点234。这些相交点具有较强的承担荷载能力，用于支撑与分担上弦杆21、下弦杆22的荷载作用。

在本实施例中腹杆可以是槽钢、工字钢或者钢板，优选采用槽钢或者工字钢，以提高腹杆的受力能力。

另外，由于第一连接体桁架201与第二连接体桁架202相对设置，故两组连接体桁架的上弦杆21也相对设置。结合图17所示，由于连接体桁架的上弦杆为受弯部件，因此相对设置的上弦杆21之间通过设置若干第一受力杆25连接，用于加固上弦杆21的结构、增强上弦杆承担荷载的能力。类似地，两组连接体桁架的下弦杆22也相对设置。由于连接体桁架的下弦杆为受拉部件，因此在相对设置的下弦杆22之间设有若干第二受力杆26，用于加固下弦杆21的结构、增强下弦杆承担拉力的能力。

具体地，第一受力杆25包括垂直于上弦杆21长度方向的纵向第一受力杆251以及平行于上弦杆21长度方向的横向第一受力杆252，纵向第一受力杆251的两端分别与相对设置的上弦杆连接，连接处形成为第三相交点253，横向第一受力杆252与纵向第一受力杆251交叉连接，交叉连接处形成第四相交点254。第三相交点253与第一相交点233大致位于上弦杆21的同一位置，使得该位置具有较强的承担荷载能力。

具体地，第二受力杆26包括垂直于下弦杆22长度方向的纵向第二受力杆261以及平行于下弦杆22长度方向的横向第二受力杆262，纵向第二受力杆261的两端分别与相对设置的下弦杆22连接，横向第二受力杆262的两端分别与纵向第二受力杆261的中间连接。其中横向第二受力杆262能够有效分担下弦杆22的受力。

作为一种优选方式，本实施例在相对设置的两组连接体桁架的上弦杆21端部之间还设有副桁架27，结合图17、图19所示，该副桁架27由若干钢管刚接形成，包括上部钢管271、下部钢管272以及连接于上部钢管271和下部钢管272之间的连接管273。在后续施工步骤中，由于上弦杆端部的支撑部不仅会铰接转动，还可能受到来自桁架侧向的风荷载等作用，为了防止支撑部因受到各方向的荷载作用而脱落，因此在本实施例中设置该副桁架27，以加强上弦杆端部的侧向支撑力，提高建筑施工过程的安全性。

其中，主体结构1的待连接部设有朝向上弦杆21端部方向延伸(图18中主体结构1朝右)的支座牛腿11，结合图18所示，支座牛腿11包括交叉刚接的横向平板111和竖向平板112，且横向平板111朝向上弦杆21端部的方向水平延伸以形成支座牛腿11的平台12。在平台12上刚接有向上凸起的两限位条，两限位条平行且间隔设置以形成用于限定支撑部24的限位卡槽13。可以理解的是，两限位条也可与平台形成一体化结构。

铰接步骤具体为：结合图14、图17至图20所示，将上弦杆21端部的支撑部24搭设在支座牛腿11的限位卡槽13中，使上弦杆21两侧的端部与支座牛腿11之间形成铰接，并且在上弦杆21端部与支座牛腿11之间形成近似S型的预留空隙3。由于上弦杆21端部与支座牛腿11之间为铰接，故上弦杆21端部的支撑部24能够发生转动。另外，由于限位卡槽13的限定，可保证支撑部24不会因发生转动而从限位卡槽13中脱出，由此保证施工安全。同时，相对设置的两组连接体桁架之间增设的副桁架26能够提供有效的侧向支撑力，这些结构保证上弦杆21端部的支撑部24不会因铰接转动发生脱落的情况，在实现铰接的同时提高施工过程中桁架平面的稳定性，保证施工安全性。

施工上部结构：结合图15、图21所示，铰接后，在连接体桁架2上继续施工形成上部结构4。该上部结构4刚接在上弦杆21上方，且该上部结构4与主体结构1分开设置。在本发明中，上部结构是指施工设置在桁架上方的其他建筑结构，例如上部结构可以是住宅楼层或者景观平台。具体在本实施例中，上部结构4为四层楼层的住宅，上部结构4包括若干柱41，钢结构柱41分别通过第三相交点253、第四相交点254刚接在上弦杆21上方，通过相交点来承担较大受力，使连接体桁架与上部结构的设计更加合理、坚固。

由于上部结构4独立于主体结构1设置，即上部结构4与主体结构1之间不存在任何连接关系，主体结构1不会承担上部结构4的荷载，这就使得上部结构4的荷载需要由连接体桁架2全部承担，因此本实施例中主体结构1与连接体桁架2之间的连接强度极为重要。

静置步骤具体为：在连接体桁架2上方施工形成上部结构4之后，静置一段时间，连接体桁架2在自身和上部结构4的重力荷载共同作用下弯曲变形，上弦杆21两侧的端部发生转动，直到上弦杆21端部不再转动为止。

静置步骤之后、刚接步骤之前，还需制作连接板，具体是：在上弦杆21端部完成转动后，支座牛腿11与上弦杆21端部之间的预留空隙3尺寸会发生变化，量取变化后的预留空隙3的尺寸并制作相应尺寸的连接板5。

刚接：结合图16、图22、图23所示，将连接板5匹配设置在变化后的预留空隙3中，将连接板5分别与上弦杆21端部焊接、支座牛腿11焊接，以使上弦杆21端部与支座牛腿11刚接；再施工将下弦杆22两侧的端部分别与主体结构1的待连接部焊接，从而实现主体结构1与连接体桁架2之间的刚接，以形成连体结构建筑。其中，如图23所示，连接板5为钢板，连接板5包括依次焊接连接的上侧板51、前侧板52、下侧板53、后侧板54，其中前侧板52与后侧板4相对设置，且前侧板52与后侧板54为S型侧板，以匹配S型的预留空隙3。

施工加固杆：如图24所示，在刚接步骤之后，在主体结构1与上弦杆21端部之间、第三相交点253与第四相交点254的对角线之间刚接若干斜向的加固杆6，这些加固杆6为钢管，通过在主体结构、上弦杆之间设置呈对角线的加固杆6能够进一步提高连接体桁架2的承担负载能力。

在本实施例中，上部结构4完全独立于主体结构1设置，即主体结构1并不承担上部结构4的任何荷载，上部结构4的荷载依靠其下方的连接体桁架2承担，因此本实施例中上弦杆21端部与主体结构1的支座牛腿11的连接处的施工方式对于上部结构4荷载的承担起着重要作用。采用传统方式，将上弦杆端部与主体结构之间直接刚接，上部结构所带来的荷载是上弦杆端部与主体结构的连接处难以承受的，极易造成连接处结构的不稳定，使连体结构建筑的抗震性能较弱，或者需要在连接处大量用钢以加固连接处的稳定性。而本实施例，上弦杆端部与主体结构的待连接部之间首先施工铰接连接方式，再施工上部结构，使上部结构的重力荷载作用于桁架使其弯曲变形，并带动上弦杆端部发生转动，以释放弯矩。之后再将上弦杆端部与主体结构的待连接部刚接，由于铰接后桁架的弯曲变形已经消除了大部分竖向荷载带来的负弯矩，由此可大幅提升桁架在地震及风荷载等水平作用下的安全性能，使桁架材料得到充分利用。另外，在刚接过程中，采用S型连接板进行桁架与主体结构之间的焊接，所形成的S型焊缝增加了焊接长度，也提高了桁架与主体结构连接节点的连接强度。

可以理解的是，在本发明中，连体结构建筑既可以包括两主体结构，也可以包括三个、四个或更多个主体结构，并在间隔设置的不同主体结构之间通过本实施例的施工方法固接连接体桁架，以满足使用需求。因此本发明的连体结构建筑并不局限于仅包括两主体结构。

实施例四

本实施例与实施例三的不同之处在于：如图25、26所示，为加强上弦杆21端部的的强度以及支撑部24的强度，本实施例中在支撑部24的下边缘处还固接有水平加强板241，该水平加强板241与最外侧的两块竖向钢板212共同形成支撑部24，以提高支撑部24的强度。在后续步骤中，当连接体桁架变形后，由于两块竖向钢板通过水平加强板连接，使得两块竖向钢板可以共同受力，防止出现连接体桁架变形后仅单块竖向钢板受力较多的情况。

为进一步增强上弦杆21端部的强度，本实施例中在上弦杆21端部的上侧和下侧分别设置两块横向钢板211，位于上侧的横向钢板水平设置，位于下侧的横向钢板211则呈折线形设置，具体是该横向钢板211从右向左依次水平延伸、然后斜向下弯折延伸、再水平延伸形成。斜向钢板213及其它竖向钢板分别两块与横向钢板211刚接，以保证上弦杆21端部的强度。

以上对本发明实施例公开的连体结构建筑及其施工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (17)

1.一种连体结构建筑，其特征在于：所述连体结构建筑包括间隔设置的至少两主体结构，以及固接于所述主体结构之间的连接体桁架，所述连接体桁架包括上弦杆、下弦杆以及连接于所述上弦杆和所述下弦杆之间的腹杆，所述连体结构建筑通过以下施工方法得到：

铰接：将所述上弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部铰接，所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部脱开；

静置：所述连接体桁架在重力荷载作用下弯曲变形，所述上弦杆两侧的端部发生转动；

刚接：将完成转动的所述上弦杆两侧的端部与所述主体结构的待连接部刚接，将所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构刚接。

2.根据权利要求1所述的连体结构建筑，其特征在于，所述施工方法还包括：在所述铰接步骤之前，分别施工形成所述主体结构、所述连接体桁架；所述连接体桁架为钢桁架，所述上弦杆的端部包括若干交叉刚接的横向钢板、竖向钢板和斜向钢板，所述上弦杆的端部的最外侧设有若干所述竖向钢板、且所述竖向钢板向下延伸暴露在所述上弦杆的端部外面以形成所述上弦杆的支撑部。

3.根据权利要求2所述的连体结构建筑，其特征在于：在所述支撑部的下边缘固接有水平加强板。

4.根据权利要求2所述的连体结构建筑，其特征在于；所述腹杆包括若干分别斜向、竖向设置在所述上弦杆与所述下弦杆之间的斜杆和竖杆，两相邻所述斜杆上侧的端部在所述上弦杆处相交形成第一相交点，两相邻所述斜杆下侧的端部与所述竖杆下侧的端部在所述下弦杆处相交形成第二相交点，使所述上弦杆、所述斜杆、所述竖杆、所述下弦杆连接形成若干三角形单元。

5.根据权利要求2所述的连体结构建筑，其特征在于：所述连接体桁架包括两组相对设置的第一连接体桁架和第二连接体桁架，其中相对设置的所述上弦杆之间通过若干第一受力杆连接，相对设置的所述下弦杆之间通过若干第二受力杆连接。

6.根据权利要求5所述的连体结构建筑，其特征在于：所述第一受力杆包括垂直于所述上弦杆长度方向的纵向第一受力杆以及平行于所述上弦杆长度方向的横向第一受力杆；所述纵向第一受力杆的两端分别与相对设置的所述上弦杆连接，连接处形成第三相交点，所述横向第一受力杆与所述纵向第一受力杆交叉连接，交叉连接处形成第四相交点；所述第二受力杆包括垂直于所述下弦杆长度方向的纵向第二受力杆以及平行于所述下弦杆的长度方向的横向第二受力杆，所述纵向第二受力杆的两端分别与相对设置的所述下弦杆连接，所述横向第二受力杆的两端分别与所述纵向第二受力杆的中间连接。

7.根据权利要求5所述的连体结构建筑，其特征在于：在两相对设置的所述连接体桁架中，相对设置的所述上弦杆端部之间还设有副桁架，所述副桁架由若干钢管刚接形成，所述副桁架包括上部钢管、下部钢管以及连接于所述上部钢管和所述下部钢管之间的连接管。

8.根据权利要求2所述的连体结构建筑，其特征在于：所述主体结构的待连接部设有支座牛腿，所述支座牛腿包括交叉刚接的横向平板和竖向平板，且所述横向平板向外延伸形成所述支座牛腿的平台，在所述平台上设有向上凸起的两限位条，两所述限位条平行且间隔设置以形成限位卡槽。

9.根据权利要求8所述的连体结构建筑，其特征在于，所述铰接步骤是：将所述支撑部搭设在所述限位卡槽中，使所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿形成铰接，并在所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿之间形成预留空隙，所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构上的待连接部脱开。

10.根据权利要求9所述的连体结构建筑，其特征在于：所述预留空隙为S型空隙。

11.根据权利要求9所述的连体结构建筑，其特征在于：所述施工方法还包括：在所述铰接步骤之后、所述静置步骤之前，在所述连接体桁架上方施工形成上部结构，所述上部结构刚接在所述上弦杆上方，且所述上部结构与所述主体结构分开设置。

12.根据权利要求11所述的连体结构建筑，其特征在于，所述静置步骤是：在所述连接体桁架上方施工形成所述上部结构之后，静置，所述连接体桁架在自身和所述上部结构的重力荷载共同作用下弯曲变形，所述上弦杆两侧的端部发生转动。

13.根据权利要求12所述的连体结构建筑，其特征在于：在所述静置步骤之后，制作用于刚接所述上弦杆端部与所述待连接部的连接板。

14.根据权利要求13所述的连体结构建筑，其特征在于，制作所述连接板的步骤是：在所述上弦杆两侧的端部完成转动后，所述上弦杆两侧的端部与所述支座牛腿之间的所述预留空隙尺寸发生变化，量取变化后所述预留空隙的尺寸并制作相应尺寸的所述连接板。

15.根据权利要求14所述的连体结构建筑，其特征在于，所述刚接步骤是：将所述连接板设置在变化后的所述预留空隙中，将所述连接板分别与所述上弦杆端部、支座牛腿焊接，以使所述上弦杆端部与所述支座牛腿刚接；再将所述下弦杆两侧的端部分别与所述主体结构焊接。

16.根据权利要求14所述的连体结构建筑，其特征在于：所述连接板为钢板，所述连接板包括依次刚接的上侧板、前侧板、下侧板、后侧板，其中所述前侧板与所述后侧板相对设置，且所述前侧板与所述后侧板为S型侧板。

17.根据权利要求6所述的连体结构建筑，其特征在于，所述施工方法还包括：在所述刚接步骤之后，在所述主体结构与所述上弦杆端部之间、所述第三相交点与所述第四相交点之间设置斜向的加固杆。