CN107795060A - 一种管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，管桁架与网壳组合的结构体系包括：管桁架结构；网壳结构，罩设并连接在管桁架结构上方。房屋结构的屋盖结构为上述的管桁架与网壳组合的结构体系。本发明的管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，既能扩大网壳结构的经济适用跨度范围，又能弥补管桁架结构的整体性较差、抗连续倒塌能力较弱的缺陷。

Description

一种管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构
技术领域
本发明涉及空间钢结构体系，尤其是一种管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构。
背景技术
普通网壳结构体系的最大经济适用跨度为130m，在小于130m的跨度范围内，普通网壳结构用钢经济，且自身整体性好，抗连续倒塌能力强，但超出130m跨度范围后，普通网壳结构1’将逐渐变得用钢不经济，如图1所示，因为随着跨度的变大，此种结构形式需要较大的网壳厚度来维持结构刚度和稳定性；另外，随着跨度的增大结构节点受力也变大，导致网壳的螺栓球节点超出经济适用范围。
如图2所示，普通管桁架主体2’主要包括主拱架21’(又称为“主桁架”)、纵向联系桁架22’(又称为“次桁架”)、屋面支撑等，有明显的主次之分，传力明确，此种结构形式在跨度为140m左右时应用最多，也表现出了较好的经济性，但普通管桁架结构明显的主次之分、强弱之别导致结构的整体性不如普通网壳结构，抗连续倒塌能力较弱。
发明内容
本发明的目的是提供一种管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，其既能扩大网壳结构的经济适用跨度范围，又能弥补管桁架结构的整体性较差、抗连续倒塌能力较弱的缺陷。
为达到上述目的，本发明提出一种管桁架与网壳组合的结构体系，包括：管桁架结构；网壳结构，罩设并连接在所述管桁架结构上方。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架结构与所述网壳结构的连接节点为焊接球或螺栓球。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述网壳结构为单层网壳、双层网壳或三层网壳。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述网壳结构为双层网壳或三层网壳，所述管桁架结构的上弦杆为所述网壳结构的下弦杆。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架结构的腹杆、所述管桁架结构的上弦杆、以及所述网壳结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或螺栓球。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述网壳结构的上弦杆与所述网壳结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或螺栓球。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架结构的下弦杆与所述管桁架结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或相贯焊。
如上所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架与网壳组合的结构体系的跨度为130m以上。
本发明还提供一种房屋结构，所述房屋结构的屋盖结构为上述的管桁架与网壳组合的结构体系。
如上所述的房屋结构，其中，所述管桁架与网壳组合的结构体系的网壳结构的厚度为所述房屋结构的柱距的1/18～1/10，所述管桁架与网壳组合的结构体系的总厚度为所述管桁架与网壳组合的结构体系的跨度的1/50～1/30。
本发明的管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构的特点和优点是：
1、本发明的管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，既能扩大网壳结构的经济适用跨度范围，又能弥补管桁架结构的整体性较差、抗连续倒塌能力较弱的缺陷；
2、本发明的房屋结构，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合作为屋面结构，使得屋面檩条间距小，甚至能直接取消檩条覆盖屋面板，从而较大程度的降低结构用钢量，实现较好的经济效益。
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是普通网壳结构的示意图；
图2是普通管桁架主体的示意图；
图3是本发明的管桁架与网壳组合的结构体系的一个实施例的侧视图；
图4是本发明中管桁架结构与网壳结构的连接示意图。
主要元件标号说明：
1网壳结构
11上弦杆
12下弦杆
13腹杆
14网壳结构的节点
2管桁架结构
21下弦杆
22腹杆
23管桁架结构的节点
3连接节点
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。
如图3、图4所示，本发明提供一种管桁架与网壳组合的结构体系，其包括网壳结构1和管桁架结构2，网壳结构1罩设并连接在管桁架结构2上方，其中，管桁架结构2主要提供竖向刚度，网壳结构1主要提供纵向刚度和保证结构整体性。
本发明的管桁架与网壳组合的结构体系，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，既能扩大网壳结构的经济适用跨度范围，又能弥补管桁架结构的整体性较差、抗连续倒塌能力较弱的缺陷。
进一步，网壳结构1可以为单层网壳、双层网壳或三层网壳。
如图4所示，更进一步，网壳结构1为双层网壳或三层网壳，网壳结构1具有上弦杆11、下弦杆12以及连接在上弦杆11与下弦杆12之间的腹杆13，管桁架结构2也具有上弦杆、下弦杆21以及连接在上弦杆与下弦杆21之间的腹杆22，管桁架结构的上弦杆即为网壳结构的下弦杆12，或者说网壳结构的下弦杆12同时作为管桁架结构的上弦杆。
如图4所示，进一步，管桁架结构2与网壳结构1的连接节点3为焊接球或螺栓球，图4中填充黑色的圆圈代表管桁架结构2与网壳结构1的连接节点3。
如图4所示，具体是，管桁架结构2的腹杆22、管桁架结构2的上弦杆(也是网壳结构1的下弦杆12)、以及网壳结构1的腹杆13之间的连接节点3为焊接球或螺栓球。
如图4所示，进一步，网壳结构1的上弦杆11与网壳结构1的腹杆13之间的连接节点为焊接球或螺栓球，或者说网壳结构的节点14为焊接球或螺栓球，图4中的空心圆圈代表网壳结构的节点14。
如图4所示，进一步，管桁架结构2的下弦杆21与管桁架结构2的腹杆22之间的连接节点为焊接球或相贯焊，或者说管桁架结构的节点23为焊接球或相贯焊，图4中填充剖面线的圆圈代表管桁架结构的节点23。
进一步，管桁架与网壳组合的结构体系的跨度为130m以上，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，能将网壳结构的经济适用跨度范围扩大到130m以上，且无需增大网壳结构的厚度，甚至可以减小网壳结构的厚度，同时还能保证结构刚度和稳定性。
本发明还提供一种房屋结构，该房屋结构的屋盖结构为上述的管桁架与网壳组合的结构体系。
本发明的房屋结构，采用管桁架与网壳组合的结构体系作为屋盖结构，既能实现大跨度(大于130m)，又具有较好的整体性和较强的抗连续倒塌能力；
另外，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合作为屋面结构，使得屋面檩条间距小，甚至能直接取消檩条覆盖屋面板，从而较大程度的降低结构用钢量，实现较好的经济效益。
进一步，管桁架与网壳组合的结构体系的网壳结构的厚度为房屋结构的柱距的1/18～1/10。具体取值可参考《空间网格技术规程》。
进一步，管桁架与网壳组合的结构体系的总厚度为管桁架与网壳组合的结构体系的跨度的1/50～1/30。具体取值可参考《空间网格技术规程》。
本发明的管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，既突破了网壳结构经济适用跨度范围的限制，又弥补了管桁架结构整体性差的缺陷；
另外，通过将管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，使得组合结构中布置管桁架间距比普通管桁架大，网壳厚度比普通网壳结构小，这样既能使主体结构更加轻巧，又能减小屋面次要结构的跨度，较大程度的降低结构用钢量，实现较好的经济效益。
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)

1.一种管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述管桁架与网壳组合的结构体系包括：
管桁架结构；
网壳结构，罩设并连接在所述管桁架结构上方。
2.如权利要求1所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述管桁架结构与所述网壳结构的连接节点为焊接球或螺栓球。
3.如权利要求1所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述网壳结构为单层网壳、双层网壳或三层网壳。
4.如权利要求1所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述网壳结构为双层网壳或三层网壳，所述管桁架结构的上弦杆为所述网壳结构的下弦杆。
5.如权利要求4所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述管桁架结构的腹杆、所述管桁架结构的上弦杆、以及所述网壳结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或螺栓球。
6.如权利要求4所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述网壳结构的上弦杆与所述网壳结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或螺栓球。
7.如权利要求1至6任一项所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述管桁架结构的下弦杆与所述管桁架结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或相贯焊。
8.如权利要求1至6任一项所述的管桁架与网壳组合的结构体系，其特征在于，所述管桁架与网壳组合的结构体系的跨度为130m以上。
9.一种房屋结构，其特征在于，所述房屋结构的屋盖结构为权利要求1至8任一项所述的管桁架与网壳组合的结构体系。
10.如权利要求9所述的房屋结构，其特征在于，所述管桁架与网壳组合的结构体系的网壳结构的厚度为所述房屋结构的柱距的1/18～1/10，所述管桁架与网壳组合的结构体系的总厚度为所述管桁架与网壳组合的结构体系的跨度的1/50～1/30。
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