CN107795059A - 一种加肋网架结构体系 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加肋网架结构体系，其包括：网架结构；多排肋结构，连接在网架结构下方，多排肋结构间隔设置，每排肋结构沿所述网架结构的跨度方向延伸。本发明通过在网架结构下方沿跨度方向设置肋结构，不仅能扩大网架结构的经济跨度范围，还能降低用钢量，缩短施工周期，降低施工难度，并能提高结构刚度，尤其是提高跨度方向的竖向刚度。

Description

一种加肋网架结构体系

技术领域

本发明涉及空间钢结构体系，尤其是一种加肋网架结构体系。

背景技术

平板网架结构体系广泛应用于屋面结构等，支座处无水平推力，且可以利用上、下弦之间布置各种管道，从而降低层高，降低造价，获得良好的经济效益，如图1、图2所示，但现有的平板网架结构1经济跨度范围较小，一般为70m以下，70m～100m跨度的平板网架结构，网架厚度较厚，用钢很不经济。

70m～100m跨度常用结构形式为张弦结构形式，如图3、图4所示，张弦桁架结构2由三部分组成，分别为上部的管桁架结构、下部的预应力索及两者中间的撑杆，整体刚度贡献来自抗弯构件截面和与拉索形成的几何形体，是一种介于刚性结构和柔性结构之间的半刚性结构，结构轻巧，在适用跨度范围内用钢经济，被广泛应用于体育场馆等，从受力角度，张弦结构组成自平衡体系，对支承柱不产生水平推力，减小对下部结构抗侧性能的要求，并使支座受力明确，易于设计与制作。但张弦结构现场施工复杂，工期长，尤其是上部管桁架结构的现场焊接以及预应力索的张拉安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种加肋网架结构体系，其既能扩大网架结构的经济跨度范围，降低用钢量，又能缩短施工周期，降低施工难度。

为达到上述目的，本发明提出一种加肋网架结构体系，其包括：网架结构；多排肋结构，连接在所述网架结构下方，多排所述肋结构间隔设置，每排所述肋结构沿所述网架结构的跨度方向延伸。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，每排所述肋结构包括沿所述网架结构的跨度方向间隔排列的多个肋单元、以及沿所述网架结构的跨度方向延伸且依次连接多个所述肋单元的连杆，每个所述肋单元包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件的下端与所述第二杆件的下端相连接，并与所述连杆连接，所述第一杆件的上端和所述第二杆件的上端分别与所述网架结构连接。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述第一杆件的上端和所述第二杆件的上端分别与所述网架结构的下弦杆连接，并与所述网架结构的下弦杆围成倒三角形结构。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述第一杆件为一体式杆件，所述第二杆件为一体式杆件。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述第一杆件由两个第一分杆件连接构成，所述第二杆件由两个第二分杆件连接构成；每个所述肋单元还包括：第三杆件，位于所述第一杆件与所述第二杆件之间，且连接在两所述第一分杆件的连接节点与两所述第二分杆件的连接节点之间；第四杆件和第五杆件，位于所述第一杆件与所述第二杆件之间，所述第四杆件的上端和所述第五杆件的上端连接，并与所述网架结构连接，所述第四杆件的下端与两所述第一分杆件的连接节点连接，所述第五杆件的下端与两所述第二分杆件的连接节点连接。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述肋结构与所述网架结构之间通过螺栓球连接。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述加肋网架结构体系还包括用于支承所述网架结构的柱子，所述柱子的上端与所述肋结构连接。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述加肋网架结构体系还包括用于支承所述网架结构的柱子，所述柱子的上端与所述肋结构的连杆连接。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述柱子的上端与所述连杆、所述第一杆件和所述第二杆件的连接节点连接。

如上所述的加肋网架结构体系，其中，所述柱子为多个，多个所述柱子间隔排列在所述网架结构的四周，形成对所述网架结构的周边支承，或多个所述柱子间隔排列在所述网架结构的四周内侧，形成对所述网架结构的多点支承。

本发明的加肋网架结构体系的特点和优点是：

1、本发明的加肋网架结构体系，通过在网架结构下方沿跨度方向设置肋结构，不仅能扩大网架结构的经济跨度范围，还能减小网架结构厚度，降低用钢量；由于网架结构杆件可以在工厂预制，实现工厂化生产，且肋结构现场安装方便，从而能缩短施工周期，降低施工难度；通过设置肋结构，还能提高结构刚度，尤其是提高跨度方向的竖向刚度；

2、本发明的加肋网架结构体系，由于除肋部分的网架结构厚度较小，在用于房屋建造时，可减小檩条跨度，节约次要结构用钢量；

3、本发明的加肋网架结构体系是一种新型的结构体系，补充了70m～100m大跨度结构范围的结构体系种类。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是现有平板网架结构的立体示意图；

图2是图1中平板网架结构的侧视图；

图3是张弦桁架结构的立体示意图；

图4是图3中张弦桁架结构的侧视图；

图5是本发明的加肋网架结构体系的立体示意图；

图6是图5中加肋网架结构体系的A向侧视图；

图7是图5中加肋网架结构体系的B向侧视图；

图8是本发明中肋单元的一个实施例的示意图；

图9是本发明中肋单元的另一个实施例的示意图。

主要元件标号说明：

1平板网架结构

2张弦桁架结构

3网架结构 31下弦杆

4肋结构

41肋单元

411第一杆件 4111第一分杆件

412第二杆件 4121第二分杆件

413第三杆件

414第四杆件

415第五杆件

42连杆

5柱子

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“水平”和“竖直”、“上”和“下”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。

如图5所示，本发明提供一种加肋网架结构体系，其包括网架结构3和多排肋结构4，网架结构3较佳为平板网架结构，网架结构3可以为双层网架结构或多层网架结构，多排肋结构4连接在网架结构3下方，且多排肋结构4沿网架结构3的宽度方向间隔且平行设置，每排肋结构4沿网架结构3的跨度方向延伸，例如，跨度方向和宽度方向均为水平方向，且相互垂直。

本发明的加肋网架结构体系，通过在网架结构下方沿跨度方向设置肋结构，能提高结构刚度，尤其是提高跨度方向的竖向刚度；

另外，本发明与普通网架结构相比，通过局部加肋，不仅能扩大网架结构的经济跨度范围，至少可将经济跨度范围提高至70m～100m，还能减小网架结构厚度，降低用钢量；

此外，本发明与张弦结构相比，网架结构杆件可以在工厂预制，实现工厂化生产，且肋结构现场安装方便，从而能缩短施工周期，降低施工难度。

进一步，每排肋结构的长度等于网架结构的跨度，也就是肋结构沿跨度方向的通长布置，能起到梁的作用。

如图6、图7所示，在一个优选的实施例中，每排肋结构4包括沿网架结构3的跨度方向间隔排列的多个肋单元41、以及沿网架结构3的跨度方向延伸且依次连接多个肋单元41的连杆42，连杆42位于肋单元41下方，每个肋单元41包括第一杆件411和第二杆件412，第一杆件411的下端与第二杆件412的下端相连接，并与连杆42连接，第一杆件411的上端和第二杆件412的上端分别与网架结构3连接，连杆42可以是一体式杆件，也可以是由多个杆件依次连接构成的分体式杆件，连杆42水平设置。

具体是，第一杆件411的上端和第二杆件412的上端分别与网架结构3的下弦杆31连接，并与网架结构3的下弦杆31围成倒三角形结构，结构稳定性好，承载力强。

如图8所示，在第一个可行的技术方案中，第一杆件411为一体式杆件，第二杆件412为一体式杆件。此技术方案在较小跨度时比较适用。

如图9所示，在第二个可行的技术方案中，第一杆件411为分体式杆件，且第一杆件411由两个第一分杆件4111连接构成，第二杆件412为分体式杆件，且第二杆件412由两个第二分杆件4121连接构成；

每个肋单元41还包括位于第一杆件411与第二杆件412之间的第三杆件413、第四杆件414和第五杆件415，第三杆件413连接在两个第一分杆件4111的连接节点与两个第二分杆件4121的连接节点之间，第四杆件414的上端和第五杆件415的上端连接，并与网架结构3连接，第四杆件414的下端与两个第一分杆件4111的连接节点连接，第五杆件415的下端与两个第二分杆件4121的连接节点连接，也就是第三杆件413、第四杆件414和第五杆件415围成一个三角形结构，该三角形结构为正放的三角形结构，该正放的三角形结构位于第一杆件411、第二杆件412和网架结构3的下弦杆31围成的倒三角形结构的内部。较佳地，第三杆件413与网架结构3的下弦杆31平行，第四杆件414与第二杆件412平行，第五杆件415与第一杆件411平行。

第二个技术方案在较大跨度时比较适用，因为在较大跨度时，肋部分的高度也较大，若采用第一个技术方案，会导致肋结构4杆件(一体式的第一杆件411和第二杆件412)的长细比太大，造成用钢不经济，通过将第一杆件411和第二杆件412设置为分体式杆件，能减小单个杆件的长度，提高杆件稳定承载力，节约用钢，另外，通过在第一杆件411与第二杆件412之间再设置第三杆件413、第四杆件414和第五杆件415，能进一步提高肋结构4的结构稳定性和承载力。

在一个具体实施例中，肋结构4与网架结构3之间通过螺栓球连接，具体是，肋结构4的杆件与网架结构3的下弦杆31之间的连接节点为螺栓球节点。从施工角度，螺栓球节点可以在工厂预制，实现工厂化生产，综合经济指标好，缩短施工周期。

如图5所示，在另一个具体实施例中，加肋网架结构体系还包括用于支承网架结构3的柱子5，柱子5的上端与肋结构4连接。

如图7所示，具体是，柱子5的上端与肋结构4的连杆42连接，柱子5竖直设置。

再如图7所示，进一步，柱子5的上端与连杆42、第一杆件411和第二杆件412三者的连接节点连接。

进一步，柱子5为多个，多个柱子5间隔排列在网架结构3的四周，形成对网架结构3的周边支承，但本发明并不以此为限，多个柱子5也可间隔排列在网架结构3的四周内侧，形成对网架结构3的多点支承，当柱子5为四个时，形成对网架结构3的四点支承。例如相邻两柱子5之间的距离为10m。

其中，当多个柱子5间隔排列在网架结构3的四周时，沿网架结构3跨度方向排列的两排柱子5分别与两排肋结构4对应，且分别连接在这两排肋结构4的连杆42下方；沿网架结构3宽度方向排列的两列柱子5分别与各排肋结构4的两端对应，且分别连接在各排肋结构4的连杆42的两端下方。

本发明的加肋网架结构体系，通过沿网架结构的跨度方向设置肋结构，且肋结构沿跨度方向的通长布置，使得肋结构能起到梁的作用，提高结构刚度；

另外，通过局部加肋，在70m～100m跨度范围，与现有的网架结构形式和张弦结构形式相比，能降低主体用钢量，缩短施工周期，现场无焊接及预应力施工，带来比现有网架结构和张弦结构更好的经济效益；

此外，由于除肋部分的网架结构厚度较小，在用于房屋建造时，可减小檩条跨度，节约次要结构用钢量。

本发明的加肋网架结构体系是一种新型的结构体系，补充了大跨度(70m～100m)结构范围的结构体系种类。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种加肋网架结构体系，其特征在于，所述加肋网架结构体系包括：

网架结构；

多排肋结构，连接在所述网架结构下方，多排所述肋结构间隔设置，每排所述肋结构沿所述网架结构的跨度方向延伸。

2.如权利要求1所述的加肋网架结构体系，其特征在于，每排所述肋结构包括沿所述网架结构的跨度方向间隔排列的多个肋单元、以及沿所述网架结构的跨度方向延伸且依次连接多个所述肋单元的连杆，每个所述肋单元包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件的下端与所述第二杆件的下端相连接，并与所述连杆连接，所述第一杆件的上端和所述第二杆件的上端分别与所述网架结构连接。

3.如权利要求2所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述第一杆件的上端和所述第二杆件的上端分别与所述网架结构的下弦杆连接，并与所述网架结构的下弦杆围成倒三角形结构。

4.如权利要求2所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述第一杆件为一体式杆件，所述第二杆件为一体式杆件。

5.如权利要求2所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述第一杆件由两个第一分杆件连接构成，所述第二杆件由两个第二分杆件连接构成；

每个所述肋单元还包括：

第三杆件，位于所述第一杆件与所述第二杆件之间，且连接在两所述第一分杆件的连接节点与两所述第二分杆件的连接节点之间；

第四杆件和第五杆件，位于所述第一杆件与所述第二杆件之间，所述第四杆件的上端和所述第五杆件的上端连接，并与所述网架结构连接，所述第四杆件的下端与两所述第一分杆件的连接节点连接，所述第五杆件的下端与两所述第二分杆件的连接节点连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述肋结构与所述网架结构之间通过螺栓球连接。

7.如权利要求1至5任一项所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述加肋网架结构体系还包括用于支承所述网架结构的柱子，所述柱子的上端与所述肋结构连接。

8.如权利要求2所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述加肋网架结构体系还包括用于支承所述网架结构的柱子，所述柱子的上端与所述肋结构的连杆连接。

9.如权利要求8所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述柱子的上端与所述连杆、所述第一杆件和所述第二杆件的连接节点连接。

10.如权利要求8或9所述的加肋网架结构体系，其特征在于，所述柱子为多个，多个所述柱子间隔排列在所述网架结构的四周，形成对所述网架结构的周边支承，或多个所述柱子间隔排列在所述网架结构的四周内侧，形成对所述网架结构的多点支承。