CN108868003A - 钢柱结构及其柱顶连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢柱结构及其柱顶连接结构，钢柱结构包括钢柱本体及柱顶连接组件，所述钢柱本体包括若干中空的钢柱单元，各所述钢柱单元沿所述钢柱本体的高度方向依次叠设连接，所述柱顶连接组件连接于位于最顶层的所述钢柱单元，且所述柱顶连接组件自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸。本发明实施例提供的钢柱结构，可通过该柱顶连接组件实现与网架的连接，连接方式简单便捷，有利于提高钢柱本体与网架的连接便捷性。此外，由于该钢柱本体由若干钢柱单元依次叠设连接形成，在实际施工时，可将若干钢柱单元分别运输至现场再进行叠设形成该钢柱本体，安装运输非常方便且便于加工及施工，可大大节省施工工期及降低施工难度。

Description

钢柱结构及其柱顶连接结构

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种钢柱结构及其柱顶连接结构。

背景技术

随着技术的发展，钢结构在建筑结构上的应用越来越广泛，尤其是对于某些大型建筑而言。钢结构因其在设计、施工、使用以及综合经济方面都具有造价低以及高质量的优势，因此，钢结构成为了许多建筑结构的首选结构材料及形式。

当前，大部分的钢结构(例如钢柱)的体积较大，质量较重，因此在生产、安装和运输方面都带来诸多不便；此外，大部分的钢柱在与网架连接时，通常需在钢柱上额外增加连接结构来实现，例如需要在钢柱上增加加劲肋板及锥形连接件来实现与网架的连接。这种连接方式不仅结构复杂，且连接组装方式复杂，不利于提高钢柱与网架的连接便捷性。

发明内容

本发明实施例公开了一种钢柱结构，不仅能够便于运输，同时还无需额外增加连接部件即可实现与网架的连接，有利于提高钢柱与网架的连接便捷性。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种钢柱结构，包括钢柱本体及柱顶连接组件，所述钢柱本体包括若干钢柱单元，各所述钢柱单元沿所述钢柱本体的高度方向依次叠设连接，所述柱顶连接组件连接于位于最顶层的所述钢柱单元，且所述柱顶连接组件自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸。

其中，该柱顶连接组件向上延伸的目的是为了与网架连接，且具体的，在实际连接时，该柱顶连接组件是用于与网架的下弦节点连接的。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述钢柱单元包括若干钢柱组件，每一个所述钢柱组件依次围合连接，以使所述钢柱单元形成环状结构。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述钢柱组件包括至少一个第一钢柱组件及若干第二钢柱组件，其中，第一个所述第二钢柱组件连接于所述第一钢柱组件的一侧，最后一个所述第二钢柱组件连接于所述第一钢柱组件的另一侧，以使所述钢柱单元形成环状结构。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一钢柱组件为一个，所述若干第二钢柱组件依次围合连接；或者

所述第一钢柱组件为若干个，相邻的两个所述第一钢柱组件间隔设置，相邻的两个所述第二钢柱组件间隔设置，且相邻的两个所述第一钢柱组件之间连接有所述第二钢柱组件。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一钢柱组件为第一平面结构，所述第二钢柱组件为第二平面结构，且所述第二平面结构为与所述第一平面结构相同或不同的结构。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一钢柱组件包括若干首尾相接形成所述第一平面结构的第一杆件，所述第二钢柱组件包括若干第二杆件，其中，所述第二钢柱组件与与其连接的所述第一钢柱组件共用至少一根所述第一杆件，以形成所述第二平面结构，相互连接的两个所述第二钢柱组件共用至少一根所述第二杆件，以形成所述第二平面结构。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一钢柱组件还包括若干第一球节点，所述第二钢柱组件还包括若干第二球节点，同一个所述第一钢柱组件的任意两根所述第一杆件之间通过所述第一球节点铰接，所述第二钢柱组件的至少一根所述第二杆件与与其连接的所述第一钢柱组件的至少一根所述第一杆件共用同一个所述第一球节点，相互连接的两个所述第二钢柱组件之间共用至少一个所述第二球节点。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述柱顶连接组件自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸并汇聚于同一点。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述柱顶连接组件包括第一连接节点及若干第一连接杆件，各所述第一连接杆件的一端均连接于位于最顶层的所述钢柱单元，且各所述第一连接杆件的另一端均汇聚连接于所述第一连接节点。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述柱顶连接组件包括第一延伸结构及第二延伸结构，所述第一延伸结构自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸，所述第二延伸结构自位于最顶层的所述钢柱单元的边缘向外延伸。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一延伸结构包括若干第二连接杆件及若干第二连接节点，所述第二延伸结构包括若干第三连接杆件及若干第三连接节点；

各所述第二连接杆件的一端连接于位于最顶层的所述钢柱单元，相邻的两根所述第二连接杆件的另一端汇聚连接至同一个所述第二连接节点；

各所述第三连接杆件的一端连接于位于最顶层的所述钢柱单元的边缘，各所述第三连接杆件的另一端自所述钢柱单元的边缘向外延伸，且各所述第三连接杆件的另一端的端部上均设有各所述第三连接节点。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，沿所述钢柱本体的高度方向上，相邻的两个层叠的所述钢柱单元共用同一个面。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，若干所述钢柱单元包括部分第一钢柱单元及另一部分第二钢柱单元，各所述第二钢柱单元分别叠设于间隔设置的两个所述第一钢柱单元之间，各所述第一钢柱单元及第二钢柱单元均为中空的环状结构；沿所述钢柱结构的高度方向上，各所述第一钢柱单元均包括第一上环面和第一下环面，各所述第二钢柱单元均包括第二上环面和第二下环面，所述第一上环面在所述第一下环面上的投影与所述第一下环面部分或完全重合，所述第二下环面与所述第一上环面共用同一个面，所述第二上环面与位于其上部的另一个第一下环面共用同一个面。

作为一种可选的实施方式，在本发明的实施例中，所述第一上环面、所述第一下环面、所述第二上环面及所述第二下环面均为多边形平面，且所述第一下环面的平面形状与所述第一上环面相同或不同，所述第二下环面的平面形状与所述第一上环面相同，所述第二上环面的平面形状与所述第一下环面相同。

第二方面，本发明公开了一种柱顶连接结构，包括网架及如上述第一方面的钢柱结构，所述钢柱结构的柱顶连接组件与所述网架连接。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的钢柱结构及其柱顶连接结构，该钢柱结构通过设置该钢柱本体由若干钢柱单元依次叠设连接形成，该柱顶连接组件连接在位于最顶层的钢柱单元，且该柱顶连接组件自位于该最顶层的钢柱单元向上延伸。采用这种方式，该钢柱本体可通过该柱顶连接组件实现与网架的连接，连接方式简单便捷，有利于提高钢柱本体与网架的连接便捷性。

此外，由于该钢柱本体由若干钢柱单元依次叠设连接形成，该钢柱本体的整体结构简单，在实际施工时，可将若干钢柱单元分别运输至现场再进行叠设形成该钢柱本体，安装运输非常方便且便于加工及施工，可大大节省施工工期及降低施工难度。

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是本发明实施例一提供的一种钢柱结构的结构示意图；

图2是图1的另一视角的示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明实施例一提供的一种柱顶连接组件的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的另一种柱顶连接组件的结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的另一种钢柱结构的结构示意图；

图7是图6的另一视角的示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是本发明实施例一提供的又一种钢柱结构的结构示意图；

图10是图9的另一视角的示意图；

图11是图9的俯视图；

图12是本发明实施例一提供的再一种钢柱结构的结构示意图；

图13是图12的另一视角的示意图；

图14是图13的俯视图；

图15是本发明实施例一提供的再一种钢柱结构的示意图；

图16是图15的另一视角的示意图；

图17是图16的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

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装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元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。

以下进行结合附图进行详细描述。

实施例一

请一并参见图1至图4，本发明实施例提供一种钢柱结构1，包括钢柱本体及柱顶连接组件，该钢柱本体包括若干中空的钢柱单元10，若干个钢柱单元10沿该钢柱本体的高度方向依次叠设连接，该柱顶连接组件连接于位于最顶层的钢柱单元10，且该柱顶连接组件自位于最顶层的钢柱单元10向上延伸。

其中，该钢柱单元10包括至少一个第一钢柱组件11及若干第二钢柱组件12，其中，第一个第二钢柱组件12连接于该第一钢柱组件11的一侧，最后一个第二钢柱组件12连接于该第一钢柱组件11的另一侧，以使该钢柱单元10形成环状结构。具体地，该第一钢柱组件11可为一个或多个，该第二钢柱组件12应为多个，且当该第一钢柱组件11为一个时，为了确保该钢柱单元10能够形成环状结构，该第二钢柱组件12的个数不宜太小，例如，该第二钢柱组件12的个数可大于或等于3。优选地，该第二钢柱组件12的个数可为5个或5个以上，以确保形成的钢柱单元10的中空截面不会太小。

结合图1、图6、图9及图12所示，作为其中一种实施方式，该第一钢柱组件11可为一个，该第二钢柱组件12为多个，其中，第一个第二钢柱组件12连接于该第一钢柱组件11的一侧，该最后一个第二钢柱组件12连接于该第一钢柱组件11的另一侧，且相邻的两个第二钢柱组件12之间互相连接，从而使得该第一钢柱组件11和该若干第二钢柱组件12依次围合连接形成环状结构。

如图15所示，作为另一种可选的实施方式，该第一钢柱组件11可为多个，任意两个第一钢柱组件11间隔设置，任意两个第二钢柱组件12间隔设置，且任意两个第一钢柱组件11之间连接有任意一个第二钢柱组件12。

应该得知的是，不论该第一钢柱组件11是一个还是多个，该第一钢柱组件11及该第二钢柱组件12均为多边形结构，其中，该第一钢柱组件11为第一平面结构，该第二钢柱组件12为第二平面结构，该第二平面结构可与该第一平面结构相同或不同。

其中，该第一平面结构及第二平面结构均为多边形结构，且该第一平面结构可为三角形、方形(即四边形)、五边形、六边形或八边形中的任意一种，同理，该第二平面结构可为三角形、方形(即四边形)、五边形、六边形或八边形中的任意一种，且该第二平面结构可为与该第一平面结构相同或不同的平面结构。

具体地，当该第一钢柱组件11为一个时，该第一钢柱组件11形成的第一平面结构与该第二钢柱组件12形成的第二平面结构为相同的平面结构，例如该第一平面结构及该第二平面结构均为三角形、四边形或六边形等。如图2、图7、图10及图13所示，该第一平面结构及第二平面结构均为三角形结构。

该第一平面结构及第二平面结构采用三角形的方式，可利用三角形具有的稳定特性保证该钢柱结构1的整体稳定性，进而确保其使用安全性。可以理解的是，在其他实施例中，该第一平面结构及第二平面结构还可为四边形、五边形或者其他的多边形等。

而当该第一钢柱组件11为多个时，该第一钢柱组件11形成的第一平面结构与该第二钢柱组件12形成的第二平面结构为不同的平面结构，例如该第一平面结构为三角形结构，该第二平面结构为四边形结构(如图15及图16所示)。

请再次参阅图1至图4，该第一钢柱组件11仅为一个，且该第一钢柱组件11可作为该钢柱单元10的基准，该若干个第二钢柱组件12应以该第一钢柱组件11基准，依次围合连接形成环状结构，此时，该钢柱单元10的内环形成该钢柱结构的中空部。

在本实施例中，该第一钢柱组件11包括若干依次首尾相接形成该第一平面结构的第一杆件11a，该第二钢柱组件12包括若干相连的第二杆件12a，其中，该第二钢柱组件12与与其连接的第一钢柱组件11共用至少一根第一杆件11a，相互连接的两个第二钢柱组件12共用至少一根第二杆件12a。具体地，如图1所示，由于该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12均为三角形结构，因此，该第一杆件11a为三根，第一个第二钢柱组件12与该第一钢柱组件11共用一根第一杆件11a，因此，第一个第二钢柱组件12的第二杆件12a为两根，而与该第一个第二钢柱组件12连接的第二个第二钢柱组件12与第一个第二钢柱组件12共用一根第二杆件12a，因此，第二个第二钢柱组件12的第二杆件12a可为三根，以此类推，最后一个第二钢柱组件12由于既与前一个第二钢柱组件12公共一根第二杆件12a，同时又与第一钢柱组件11共用一根第一杆件11a，因此，最后一个第二钢柱组件12的第二杆件12a为两根。

如图1所示，该第一个第二钢柱组件12的至少两根第二杆件12a与其中任意一根第一杆件11a连接形成该第二平面结构，最后一个第二钢柱组件12的至少两根第二杆件12a与其他另外两根第一杆件11a中的任意一根第一杆件11a连接，并形成该第二平面结构，而剩余的各个第二钢柱组件12的至少两根第二杆件12a分别与与其相邻的第二钢柱组件12中的任意一根第二杆件12a连接，并形成该第二平面结构。

其中，该第一平面结构及第二平面结构均为多边形结构，且该第一平面结构可为三角形、方形(即四边形)、五边形、六边形或八边形中的任意一种，同理，该第二平面结构可为三角形、方形(即四边形)、五边形、六边形或八边形中的任意一种，且该第二平面结构可为与该第一平面结构相同或不同的平面结构。优选地，如图1及图2所示，该第一平面结构以及该第二平面结构均为正三角形，也就是说，该第一钢柱组件11包括三根第一杆件11a，该三根第一杆件11a依次首尾相接形成正三角形，该第二钢柱组件12包括两根相连的第二杆件12a，第一个第二钢柱组件12的两根第二杆件12a与该第一钢柱组件11的其中一根第一杆件11a连接，以形成该正三角形结构，最后一个第二钢柱组件12的两根第二杆件12a与第一钢柱组件11的另外两根第一杆件11a中的一根连接，以形成该正三角形结构。同理，位于中间的第二钢柱组件12(即剩余的第二钢柱组件12)的两根第二杆件12a与与其相邻的第二钢柱组件12的两根第二杆件12a中的一根连接形成该正三角形结构。

该第一平面结构及第二平面结构采用三角形的方式，可利用三角形具有的稳定特性保证该钢柱结构1的整体稳定性，进而确保其使用安全性。可以理解的是，在其他实施例中，该第一平面结构及第二平面结构还可为四边形、五边形或者其他的多边形等。

进一步地，该第一钢柱组件11还包括若干第一球节点11c，该第二钢柱组件12还包括若干第二球节点12c，任意两根第一杆件11a之间通过该第一球节点11c铰接，第一个以及最后一个第二钢柱组件12分别与第一钢柱组件11共用至少两个第一球节点11c，相邻的两个第二钢柱组件12之间共用至少一个第二球节点12c。

具体地，如图1所示，该第一钢柱组件11包括三个第一球节点11c，第一个及最后一个第二钢柱组件12因分别连接于第一钢柱组件11的两侧，因此，第一个及最后一个第二钢柱组件12均包括一个第二球节点12c，且第一个及最后一个第二钢柱组件12的两根第二杆件12a分别铰接于第一钢柱组件11的任意两个第一球节点11c，而其余的第二钢柱组件12均包括三个第二球节点12c，且相邻的两个第二钢柱组件12至少共用同一个第二球节点12c，且该其余的第二钢柱组件12的第二杆件12a分别通过第二球节点12c铰接。

采用杆件与球节点铰接的方式，可以通过及时调节第一杆件11a与第一球节点11c的连接角度、以及第二杆件12a与第二球节点12c的连接角度，来组合得到各种不同的空间结构体型，从而使得该钢柱结构1可以适用于不同的柱顶连接结构，结构更加灵活，适用范围更广。

此外，该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12均采用杆件与球节点组合连接的方式，能够利用杆件以及球节点均具有重量轻、尺寸小的优点，从而使得运输方便快捷，且现场安装不需要大型机械，进而有利于提高其运输及安装的便捷性，并进一步降低安装成本。

在本实施例中，为了实现杆件与球节点之间的铰接，该第一球节点11c上设置有若干第一转动孔(未图示)，每一根第一杆件11a的端部分别转动连接于每一个第一转动孔内，以实现第一杆件11a的端部在第一转动孔内转动，从而可通过调节第一杆件11a的端部相对第一转动孔的角度来调节其形成的第一平面结构的平面图形。例如，当三根第一杆件11a的端部相对第一转动孔的转动角度为60°时，该第一平面结构为正三角形；当其中一根第一杆件11a的端部相对第一转动孔的转动角度为90°时，其他另外两根第一杆件11a的端部相对第一转动孔的转动角度应为45°，此时，该第一平面结构为直角三角形。同理，在该第二球节点12c上设置有若干第二转动孔(未图示)，每一根第二杆件12a的端部分别转动连接于每一个第二转动孔内。这样，可通过第二杆件12a的端部与第二转动孔的转动角度，来调节其形成的第二平面结构的平面图形。

进一步地，该第一转动孔内部可设有螺纹，该第一杆件11a的端部可通过螺栓转动连接于该第一转动孔内的螺纹，以实现所述第一杆件11a的端部在所述第一转动孔内转动。同理，该第二转动孔内部可设有螺纹，该第二杆件12a的端部可通过螺栓转动连接于该第二转动孔内的螺纹，以实现该第二杆件12a的端部在第二转动孔内转动。

请一并参阅图1及图4，作为一种可选的实施方式，该柱顶连接组件自位于最顶层的钢柱单元10向上延伸并汇聚于同一点。具体地，由于该钢柱单元10包括第一钢柱组件11及第二钢柱组件12，因此，该柱顶连接组件连接于第一钢柱组件11及第二钢柱组件12，且该柱顶连接组件自该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12向上延伸并汇聚于同一点，从而实现将钢柱本体与位于其上部的网架进行连接。

进一步地，该柱顶连接组件包括第一连接节点22及若干第一连接杆件21，其中，每一根第一连接杆件21的一端均连接于该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12，且该第一连接杆件21的另一端均汇聚连接于该第一连接节点22。具体地，如图4所示，部分第一连接杆件21的一端连接于该第一球节点11c，另一部分第一连接杆件21的一端连接于该第二球节点12c，每一根第一连接杆件21的另一端均汇聚连接于该第一连接节点22。也就是说，通过该若干第一连接杆件21与第一球节点11c及第二球节点12c的连接，从而可通过第一连接杆件21将第一杆件11a及第二杆件12a均汇聚起来，进而汇聚在第一连接节点22上，并最终通过第一连接节点22固定在上部的网架上，从而实现钢柱本体与上部网架的连接。

应该得知的是，每一根第一连接杆件21的另一端应与第一连接节点22固定连接(例如通过焊接或者是螺钉连接等方式)，从而确保第一连接杆件21与第一连接节点22之间的连接位置不再发生变化。

请一并参阅图1及图5，作为另一种可选的实施方式，该柱顶连接组件包括第一延伸结构及第二延伸结构，该第一延伸结构自位于最顶层的钢柱单元10向上延伸，该第二延伸结构自位于最顶层的钢柱单元10的边缘向外延伸。具体地，由于该钢柱单元10包括第一钢柱组件11及第二钢柱组件12，因此，该第一延伸结构与第一钢柱组件11的部分第一球节点11c连接，及与该第二钢柱组件12的部分第二球节点12c连接，且该第一延伸结构自该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12向上延伸，该第二延伸结构与第一钢柱组件11的另一部分第一球节点11c，及与该第二钢柱组件12的另一部分第二球节点12c连接，且该第二延伸结构自该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12的边缘向外延伸。采用第一延伸结构向上延伸，而第二延伸结构向外延伸的方式，能够增加钢柱本体与位于其上部的柱顶连接结构的连接面积，从而进一步确保钢柱本体与柱顶连接结构的连接可靠性。

具体地，该第一延伸结构包括若干第二连接杆件23及若干第二连接节点24，该第二延伸结构包括若干第三连接杆件25及若干第三连接节点26。每一根第二连接杆件23的一端连接于位于最顶层的钢柱单元10，相邻的两根第二连接杆件23的另一端汇聚连接至同一个第二连接节点24；每一根第三连接杆件25的一端连接于位于最顶层的钢柱单元10的边缘，且每一根第三连接杆件25的另一端自该钢柱单元10的边缘向外延伸，且每一根第三连接杆件25的另一端的端部上均设有每一个该第三连接节点26。其中任意两根第二连接杆件23的一端分别连接于相邻的两个第一球节点11c，且该任意两根第二连接杆件23与连接相邻的两个第一球节点11c的第一杆件11a形成第一三角形结构27；该任意两根第二连接杆件23的另一端汇聚连接于同一个第二连接节点24。其中另外的任意两根第二连接杆件23的一端分别连接于相邻的两个第一球节点11c及第二球节点12c，且其中另外的任意两根第二连接杆件23与连接相邻的第一球节点11c及第二球节点12c的第二杆件12a形成第二三角形结构28，且其中另外的任意两根第二连接杆件23的另一端连接于同一个第二连接节点24；其他的第二连接杆件23的一端连接于相邻的两个第二球节点12c，且其他的第二连接杆件23均与连接相邻的两个第二球节点12c的第二杆件12a形成第三三角形结构(未图示)，其他的第二连接杆件23的另一端汇聚连接于同一个第二连接节点24。其中，该第一三角形结构27、第二三角形结构28及各个第三三角形结构围合形成与该钢柱单元10的中空部相连通的内环。采用这样的方式，通过该第二连接杆件23可与第一杆件11a及第二杆件12a进行连接，从而实现该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12的向上延伸，进而当通过该柱顶结构连接于上部的网架时，可通过第二连接杆件23与网架的连接而实现该钢柱本体与网架的连接。

进一步地，其中一根第三连接杆件25的一端连接于其中一个与该第二连接杆件23连接的第一球节点11c，且该其中一根第三连接杆件25的另一端自该第一球节点11c的边缘向外延伸并连接有任意一个第三连接节点26；其他的第三连接杆件25的一端分别连接于其中一个与第二连接杆件23连接的第二球节点12c，且其他的第三连接杆件25的另一端分别连接有其他的任意一个第三连接节点26。也就是说，利用第三连接杆件25，可实现自该第一钢柱组件11及第二钢柱组件12的边缘向外延伸，进而固定于上部的网架上。

由此可知，不论是采用柱顶连接组件将第一钢柱组件11及第二钢柱组件12汇聚于同一点的方式，还是采用柱顶连接组件将第一钢柱组件11及第二钢柱组件12向上延伸，并自其边缘向外延伸的方式，均可灵活实现钢柱本体与上部网架的连接，从而有利于提高该钢柱结构的适用性。

请再次参阅图1、图6、图9及图12，在本实施例中，沿该钢柱结构1的高度方向上，相邻的两个层叠的钢柱单元10共用同一个面。具体地，该若干钢柱单元10可包括部分第一钢柱单元10a及另一部分第二钢柱单元10b，每一个第二钢柱单元10b分别叠设于间隔设置的两个第一钢柱单元10a之间。也就是说，每两个第一钢柱单元10a之间叠设有一个第二钢柱单元10b，这样，该第二钢柱单元10b与与其相邻的两个第一钢柱单元10a之间均共用同一个面。

进一步地，该第一钢柱单元10a及第二钢柱单元10b均为中空的环状结构，沿该钢柱结构1的高度方向上，每一个第一钢柱单元10a均包括第一上环面101和第一下环面102，每一个第二钢柱单元10b均包括第二上环面103和第二下环面104，该第一上环面101在第一下环面102上的投影与第一下环面102部分或完全重合，该第二下环面104与第一上环面101共用同一个面，该第二上环面103与位于其上部的另一个第一下环面102共用同一个面。具体地，该第一上环面101、第一下环面102、第二上环面103和第二下环面104均为多边形平面，且该第一下环面102的平面形状与第一上环面101相同或不同，由于该第二下环面104与第一上环面101共用同一个面，该第二上环面103与另一个与其相邻的第一下环面102共用同一个面，因此，该第二下环面104的平面形状与第一上环面101相同，该第二上环面103的平面形状与第一下环面102相同。

其中，由于该第一钢柱单元10a及第二钢柱单元10b均为中空的环状结构，因此，其叠设形成的钢柱结构1也为中空的环状结构，由此可知，该钢柱结构1整体质量较轻，可有效节省钢材，且便于运输。

优选地，该第一上环面101、第一下环面102、第二上环面103和第二下环面104均可为三角形平面、四边形平面、五边形平面及六边形平面等。如图3所示，该第一上环面101、第一下环面102、第二上环面103和第二下环面104均为三角形平面。如图8所示，该该第一上环面101、第一下环面102、第二上环面103和第二下环面104均为四边形平面；如图11所示，该第一上环面101、第一下环面102、第二上环面103和第二下环面104均为五边形平面；以及如图14所示，该第一上环面101、第一下环面102、第二上环面103和第二下环面104均为六边形平面。

作为一种可选的实施方式，该第一下环面102的平面形状与该第一上环面101的平面形状相同，且该第一上环面101在该第一下环面102上的投影与该第一下环面102完全重合，则此时，位于该第一上环面101的第一球节点11c在该第一下环面102上的投影与位于该第一下环面102上的第一球节点11c重合，位于该第一上环面101的每个第二球节点12c在该第一下环面102上的投影与位于该第一下环面102上的与其对应的第二球节点12c重合。也就是说，当第一上环面101在第一下环面102上的投影与第一下环面102完全重合时，则该第一钢柱单元10a与第二钢柱单元10b则为简单的拼接在一起，此时，第一平面结构及第二平面结构为直角三角形结构。

请一并结合图3、图8、图11及图14，作为另一种可选的实施方式，该第一下环面102的平面形状与该第一上环面101的平面形状相同，且该第一上环面101在该第一下环面102上的投影与该第一下环面102部分重合，本发明主要以这种情况为例说明如下。

具体地，沿该钢柱结构1的高度方向上，该第一钢柱单元10a的每一个第二钢柱组件12的任意一根第二杆件12a依次相连形成该第一下环面102，该第一钢柱单元10a的任意一根第一杆件11a与每一个第二钢柱组件12的任意一根第二杆件12a依次相连形成该第一上环面101，此时，连接相邻的两个第二杆件12a之间的第二球节点12c分别形成该第一下环面102的顶点，连接相邻的第一杆件11a11c与第二杆件12a的第一球节点11c及连接相邻的两个第二杆件12a之间的第二球节点12c分别形成该第一上环面101的顶点(如图1所示)。

进一步地，沿该钢柱结构1的高度方向上，该第二钢柱单元10b的任意一个第一球节点11c与与其相邻的第一钢柱单元10a的第一球节点11c共用同一个球节点，该第二钢柱单元10b的所有第二球节点12c与与其相邻的第一钢柱单元10a的所有第二球节点12c分别共用同一个球节点。也就是说，在实际施工安装中，当安装完位于最底下的第一个第一钢柱单元10a之后，可以该第一个第一钢柱单元10a作为基础，在安装位于其上的第二钢柱单元10b时，可将第一钢柱单元10a的第一球节点11c及第二球节点12c分别转动一个角度，从而使得第二钢柱单元10b的第一杆件11a及第二杆件12a可分别与第一钢柱单元10a的第一杆件11a及第二杆件12a共用一个球节点。具体地，在安装位于第一个第一钢柱单元10a上的第二钢柱单元10b时，将第一钢柱单元10a的第一球节点11c及第二球节点12c分别转动的角度可根据该钢柱结构1的内环形状来确定。

更进一步地，位于该第一上环面101的第一球节点11c在该第一下环面102上的投影位于形成该第一下环面102的其中一根第二杆件12a的中心处，位于该第一上环面101的每个第二球节点12c在第一下环面102上的投影位于形成该第一下环面102的与其对应的另外的第二杆件12a的中心处，此时，该第一平面结构及第二平面结构均为正三角形，该第一上环面101及第一下环面102的平面形状均为正三角形。

进一步地，对于同一个第一钢柱单元10a而言，每一根除了形成该第一上环面101及第一下环面102的其他杆件在该第一下环面102上的投影相连形成外环结构105，该外环结构105为多边形结构，且该外环结构105的边数为n₁，该第一上环面101及第一下环面102的多边形平面的边数均为n₂，其中，n₁＝2n₂。例如，当该第一上环面101和第一下环面102为三角形平面时，该外环结构105为六边形结构(如图3所示)；当该第一上环面101和第一下环面102为四边形平面时，该外环结构105为八边形结构(如图8所示)；当该第一上环面101和第一下环面102为五边形平面时，该外环结构105为十边形结构(如图11所示)；当该第一上环面101和第一下环面102为六边形平面时，该外环结构105为十二边形结构(如图14所示)。

请参阅图15至图17，作为又一种可选的实施方式，当该第一钢柱组件11为多个时，该第二平面结构为与该第一平面结构不相同的结构。优选地，该第一平面结构为三角形结构，该第二平面结构为四边形结构。

进一步地，该第一下环面102的平面形状与第一上环面101不同，该第二下环面104的平面形状与该第一上环面101相同，该第二上环面103的平面形状与该第一下环面102相同。具体地，为了确保该钢柱结构的整体结构稳定性及结构可靠性，该第一上环面101在第一下环面102上的投影位于该第一下环面102的内部，位于该第一上环面101的各个第一球节点11c在第一下环面102上的投影分别位于形成该第一下环面102的与第一球节点11c对应的第一杆件11a的中心处。具体地，如图17所示，由前述可知，该第一上环面101可为三角形平面，该第一下环面102可为六边形平面，该第一上环面101的各个第一球节点11c可作为该第一上环面101的顶点，该第一上环面101的各个顶点分别位于形成该第一下环面102的各个第一杆件11a的中心处。也就是说，该第一上环面101位于该第一下环面102的中部。

进一步地，对于同一个第一钢柱单元10a而言，每一根除了形成该第一上环面101和第一下环面102的其他杆件在第该第一下环面102上的投影相连形成外环结构，该外环结构为多边形结构，且该外环结构的边数与该第一下环面102的平面边数相等，该外环结构的边数为该第一上环面101的平面边数的两倍。例如，当该第一上环面101为三角形平面，且该第一下环面102为六边形平面时，该外环结构可为六边形结构；当该第一上环面101为四边形平面，且该第一下环面102为八边形平面时，该外环结构可为八边形结构，以此类推。

本发明实施例一提供的钢柱结构，通过设置该柱顶连接组件为汇聚连接至同一点或自位于最顶层的钢柱单元的边缘向外延伸设置，以及自最位于最顶层的钢柱单元的中心向上延伸设置的方式，能够实现钢柱本体与网架的便捷连接，同时也能满足不同的网架结构的连接要求，连接方式快捷方便，有利于施工。

实施例二

本发明实施例二提供了一种柱顶连接结构，该柱顶连接结构包括网架及如上述实施例一的钢柱结构，该网架与该钢柱结构的柱顶连接组件连接。

具体地，该网架包括下弦节点(未图示)，该钢柱结构的柱顶连接组件用于朝向该网架的下弦节点设置，并最终连接于该网架的下弦节点。

本发明实施例提供的钢柱结构及其柱顶连接结构，钢柱结构通过设置该钢柱本体由若干钢柱单元依次叠设连接形成，该柱顶连接组件连接在位于最顶层的钢柱单元，且该柱顶连接组件自位于该最顶层的钢柱单元向上延伸。采用这种方式，该钢柱本体可通过该柱顶连接组件实现与网架的连接，连接方式简单便捷，有利于提高钢柱本体与网架的连接便捷性。

此外，由于该钢柱本体由若干钢柱单元依次叠设连接形成，该钢柱本体的整体结构简单，在实际施工时，可将若干钢柱单元分别运输至现场再进行叠设形成该钢柱本体，安装运输非常方便且便于加工及施工，可大大节省施工工期及降低施工难度。

以上对本发明实施例公开的钢柱结构及其柱顶连接结构进行了详细介绍，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 (14)

1.一种钢柱结构，其特征在于，包括钢柱本体及柱顶连接组件，所述钢柱本体包括若干中空的钢柱单元，各所述钢柱单元沿所述钢柱本体的高度方向依次叠设连接，所述柱顶连接组件连接于位于最顶层的所述钢柱单元，且所述柱顶连接组件自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸。

2.根据权利要求1所述的钢柱结构，其特征在于，所述钢柱单元包括至少一个第一钢柱组件及若干第二钢柱组件，其中，第一个所述第二钢柱组件连接于所述第一钢柱组件的一侧，最后一个所述第二钢柱组件连接于所述第一钢柱组件的另一侧，以使所述钢柱单元形成环状结构。

3.根据权利要求2所述的钢柱结构，其特征在于，所述第一钢柱组件为一个，所述若干第二钢柱组件依次围合连接；或者

所述第一钢柱组件为若干个，相邻的两个所述第一钢柱组件间隔设置，相邻的两个所述第二钢柱组件间隔设置，且相邻的两个所述第一钢柱组件之间连接有所述第二钢柱组件。

4.根据权利要求2或3所述的钢柱结构，其特征在于，所述第一钢柱组件为第一平面结构，所述第二钢柱组件为第二平面结构，且所述第二平面结构为与所述第一平面结构相同或不同的结构。

5.根据权利要求4所述的钢柱结构，其特征在于，所述第一钢柱组件包括若干首尾相接形成所述第一平面结构的第一杆件，所述第二钢柱组件包括若干第二杆件，其中，所述第二钢柱组件与与其连接的所述第一钢柱组件共用至少一根所述第一杆件，相互连接的两个所述第二钢柱组件共用至少一根所述第二杆件。

6.根据权利要求5所述的钢柱结构，其特征在于，所述第一钢柱组件还包括若干第一球节点，所述第二钢柱组件还包括若干第二球节点，同一个所述第一钢柱组件的任意两根所述第一杆件之间通过所述第一球节点铰接，所述第二钢柱组件的至少一根所述第二杆件与与其连接的所述第一钢柱组件的至少一根所述第一杆件共用同一个所述第一球节点，相互连接的两个所述第二钢柱组件之间共用至少一个所述第二球节点。

7.根据权利要求1所述的一种钢柱结构，其特征在于，所述柱顶连接组件自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸并汇聚于同一点。

8.根据权利要求7所述的钢柱结构，其特征在于，所述柱顶连接组件包括第一连接节点及若干第一连接杆件，各所述第一连接杆件的一端均连接于位于最顶层的所述钢柱单元，且各所述第一连接杆件的另一端均汇聚连接于所述第一连接节点。

9.根据权利要求1所述的钢柱结构，其特征在于，所述柱顶连接组件包括第一延伸结构及第二延伸结构，所述第一延伸结构自位于最顶层的所述钢柱单元向上延伸，所述第二延伸结构自位于最顶层的所述钢柱单元的边缘向外延伸。

10.根据权利要求9所述的钢柱结构，其特征在于，所述第一延伸结构包括若干第二连接杆件及若干第二连接节点，所述第二延伸结构包括若干第三连接杆件及若干第三连接节点；

各所述第二连接杆件的一端连接于位于最顶层的所述钢柱单元，相邻的两根所述第二连接杆件的另一端汇聚连接至同一个所述第二连接节点；

各所述第三连接杆件的一端连接于位于最顶层的所述钢柱单元的边缘，各所述第三连接杆件的另一端自所述钢柱单元的边缘向外延伸，且各所述第三连接杆件的另一端的端部上均设有各所述第三连接节点。

11.根据权利要求1所述的钢柱结构，其特征在于，沿所述钢柱本体的高度方向上，相邻的两个层叠的所述钢柱单元共用同一个面。

12.根据权利要求11所述的钢柱结构，其特征在于，若干所述钢柱单元包括部分第一钢柱单元及另一部分第二钢柱单元，各所述第二钢柱单元分别叠设于间隔设置的两个所述第一钢柱单元之间，各所述第一钢柱单元及第二钢柱单元均为中空的环状结构；沿所述钢柱结构的高度方向上，各所述第一钢柱单元均包括第一上环面和第一下环面，各所述第二钢柱单元均包括第二上环面和第二下环面，所述第一上环面在所述第一下环面上的投影与所述第一下环面部分或完全重合，所述第二下环面与所述第一上环面共用同一个面，所述第二上环面与位于其上部的另一个第一下环面共用同一个面。

13.根据权利要求12所述的钢柱结构，其特征在于，所述第一上环面、所述第一下环面、所述第二上环面及所述第二下环面均为多边形平面，且所述第一下环面的平面形状与所述第一上环面相同或不同，所述第二下环面的平面形状与所述第一上环面相同，所述第二上环面的平面形状与所述第一下环面相同。

14.一种柱顶连接结构，包括网架及如权利要求1至13任意一项所述的钢柱结构，所述钢柱结构的柱顶连接组件与所述网架连接。