CN107338865B - 一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系，在交错桁架钢结构体系中，采用立柱在结构纵向两侧隔层、隔跨布设。本发明采用的技术方案增大结构的纵向刚度，实现两个方向刚度的相对均衡，从而解决结构整体扭转问题，使交错桁架钢结构体系得以大范围推广。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构技术领域，特别与一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系有关。
背景技术
交错桁架钢结构体系是一种新型的钢结构体系，其结构布置特征如图1所示，包括横向的桁架1以错层、隔跨交错的方式布置，桁架1的两端支承在框架柱2上，纵向用框架梁3连接各框架柱2。交错桁架钢结构体系能够提供两个柱距的大空间，使得建筑空间布局更加灵活。
由于桁架1能够提供很大的横向刚度，再加上楼面板4对桁架的弦杆产生的隔板效应，使得交错桁架体系的横向刚度比纵向要大很多。这样一来，就会使结构在地震或风荷载作用下产生比较大的扭转位移，影响结构安全和建筑物的正常使用。
传统的增大结构纵向刚度的办法有加支撑，加钢板剪力墙等，这些方法对建筑功能有较大的影响，而且在大柱距、大层高的结构中也很难实施。针对这一问题，提供一种提高交错桁架体系纵向刚度的解决方案，在对建筑功能影响极小的前提下增大结构的纵向刚度，使交错桁架结构在纵横向的刚度协调。
发明内容
本发明的目的是提供一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系，增大结构的纵向刚度，实现两个方向刚度的相对均衡，从而解决结构整体扭转问题，使交错桁架钢结构体系得以大范围推广。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系，在交错桁架钢结构体系中，采用立柱在结构纵向两侧框架梁上隔层、隔跨间隔布设。
所述的交错桁架钢结构体系，包括桁架、框架柱、框架梁；框架柱、框架梁沿结构外围布置，形成纵向框架结构；桁架沿结构高度方向隔层布置，沿结构纵向方向隔跨布置。
所述的交错桁架钢结构体系，分成前后两个朝向面，两个朝向面的立柱分布位置相同。
所述的交错桁架钢结构体系，分成前后两个朝向面，两个朝向面面的立柱分布位置不同。
所述的立柱，上下两端与框架梁采用焊接刚接而成。
所述的立柱位于交错桁架钢结构体系中纵向框架梁的跨中。
采用上述方案后，本发明的具有如下有益效果：
1、立柱将原来的纵向框架梁一分为二，使得纵向框架梁的线刚度增大到约为原来的2倍，进而提高了纵向框架梁与桁架连接节点的转动刚度，再加上立柱本身抗侧刚度的贡献，在不增大柱子截面的前提下极大地增大了结构各层的纵向抗侧刚度，使得交错桁架结构纵横向刚度接近。
2、加立柱以后结构各层的纵向刚度可以大幅提高，幅度在100%左右，整体结构周期比可控制到0.8左右，可以大大减小结构整体的扭转效应。
3、在大柱距、大层高的结构中，很难布置传统抗侧力构件如钢板剪力墙、支撑，此时采用本方案有明显的优势。
4、布局巧妙，外形美观，对建筑空间的影响极小，施加的立柱也可作为建筑中两片外墙的接缝处。
5、由于结构整体的扭转效应得到了控制，建筑物使用的舒适度有了较好的提升。
附图说明
图1为交错桁架钢结构体系的示意图；
图2为本发明较佳实施例中其中一个朝向的示意图；
图3为本发明较佳实施例中其中另一个朝向的示意图；
图4为本发明较佳实施例中立柱连接方式示意图。
具体实施方式
参见图1，对本发明较佳实施例做进一步阐述。
一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系，本发明主要的改进点就是在交错桁架钢结构体系中增设了立柱9，立柱9在纵向方向隔层、隔跨布设于纵向框架梁3的跨中，以弥补整个结构体系中的纵向刚度的不足。
交错桁架钢结构体系，主要包括的有桁架1、框架柱2、纵向框架梁3。桁架1是沿结构横向布设，框架梁3是沿结构纵向布设。
桁架1的高度与结构体系中单个房屋层高相同，长度与单个房屋宽度相同。桁架1的两端支承于框架柱2上，桁架1沿结构高度方向隔层布置，沿结构纵向隔跨布置。
桁架1的一个独立单元一般包括上弦5、下弦6，支撑在上弦5、下弦6之间的斜腹杆7和直腹杆8。
楼面板4一端支撑在下层桁架1的上弦5上，另一端支撑在相邻上层桁架1的下弦6上。本实施例中桁架1跨中可不设斜腹杆7（仅保留直腹杆8），做成矩形门孔，以便设置走道或连通相邻的房间。
本发明最大的创新点就是在纵向框架方向，立柱9隔层、隔跨交错布置于纵向框架梁3跨中位置。也就是说立柱9在结构高度方向是隔层分布，在结构纵向方向是隔跨分布，使得每一个有立柱9的单元面相邻的四个单元面是没有立柱9，而每一个没有立柱的单元面相邻的四个单元面是有立柱9。
由于房屋可以分成前后两个朝向面，前后两朝向面的立柱9可以是相同方式分布，两者均采用图2。或者两面也可以是相反的结构，一面是图2结构，一面为图3结构。不管是采用哪种，都是令整个结构体系纵向刚度增大到约为原来的2倍，使得交错桁架结构纵横向刚度接近，达到均衡。
立柱9上下两端与纵向框架梁3采用焊接刚接，如图4所示。
以上是本发明优选实施方式的一种，在本发明构思前提下所做出若干其他简单替换和改动，都应当视为属于本发明的保护范畴。
Claims (2)
1.一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系，其特征在于：在交错桁架钢结构体系中，采用立柱在结构纵向两侧面隔层、隔跨布设；所述的交错桁架钢结构体系，包括桁架、框架柱、框架梁；框架柱、框架梁沿结构外围布置，形成纵向框架结构；桁架沿结构横向布设，沿结构高度方向隔层布置，沿结构纵向方向隔跨布置；所述的交错桁架钢结构体系，分成前后两个朝向面，两个屋面的立柱分布位置相同或者不同；所述的立柱，上下两端与纵向框架梁采用焊接刚接而成。
2.如权利要求1所述的一种刚度均衡的交错桁架钢结构体系，其特征在于：所述的立柱位于交错桁架钢结构体系中纵向框架梁的跨中。
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