CN109610640B - 一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构，包括复合柱肢刚架柱、斜梁、刚架柱、竖向钢梁及水平钢梁；复合柱肢刚架柱包括“工”字型柱肢和“T”型柱肢，“T”型柱肢的腹板固定在“工”字型柱肢腹板上；端跨两个复合柱肢刚架柱顶端“工”字型柱肢通过斜梁固定连接，下端固定在地面，构成复合柱肢门式刚架；第一榀复合柱肢门式刚架上端“T”型柱肢的翼缘通过两个水平钢梁固定连接第二榀复合柱肢门式刚架“T”型柱肢的翼缘，同时两个水平钢梁之间通过竖向钢梁刚性连接，形成一个纵向刚性桁架；该连接结构由复合柱肢门式刚架、纵向刚性桁架和门式刚架纵向连接支撑形成。本发明能够避免采用柱间交叉支撑或刚性框架结构且节省钢材。

Description

一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构

技术领域

本发明涉及土木工程建筑结构技术领域，具体涉及一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构。

背景技术

门式刚架结构具有受力简单、传力路径明确，构件制作快捷、可实现模块化工厂制作、用钢量少、施工周期短、造价低等优点，广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中，是一种极具前途的装配式钢结构。现有大量的厂房、仓库、车库和一些临时建筑，大都采用门式刚架结构。常见门式刚架结构由横向门式刚架、柱间支撑、屋面支撑系统组成，在纵向柱列上，由于门式刚架“工”字型柱肢纵向是弱轴，受力性能较差，一般在刚架柱柱间设置交叉支撑1，如图1所示，以抵抗沿门式刚架结构纵向由风、地震引起的水平力，控制柱顶位移，满足使用要求。柱间支撑的间距根据门式刚架结构纵向柱距、受力情况和温度区段等条件确定。但实际工程中，由于建筑功能的要求，存在无法设置柱间支撑的情况，比如门式刚架结构形成墙面后，需要在墙面设置车库的进出口时，由于存在柱间支撑，则无法在每个柱间设置车库门；如图2所示，如果纵向柱列全部设计为焊接的刚性框架结构，虽可以满足使用要求，但用钢量增加，且连接采用焊接方式，施工难度增加，投入的施工辅助设施和劳动力资源多，增加施工成本，造价升高。并且在建筑使用周期结束后不便于拆卸，只能通过火焰切割等方式进行切割处理，造成资源浪费且不环保，不符合装配式钢结构的发展方向。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构，避免采用柱间交叉支撑或刚性框架结构且节省钢材。

本发明采取的技术方案如下：

一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构，所述连接结构由复合柱肢门式刚架和门式刚架纵向连接支撑形成，共n跨，n不小于1，为正整数，包括复合柱肢刚架柱、斜梁、刚架柱、竖向钢梁及水平钢梁；

所述复合柱肢刚架柱包括“工”字型柱肢和“T”型柱肢，“T”型柱肢的腹板固定在“工”字型柱肢腹板上；端跨两个复合柱肢刚架柱顶端“工”字型柱肢通过斜梁固定连接，下端固定在地面，构成复合柱肢门式刚架；

两个刚架柱顶端通过斜梁固定连接，下端固定在底面，构成门式刚架；

第一榀复合柱肢门式刚架和第二榀复合柱肢门式刚架连接构成第一跨，第一榀复合柱肢门式刚架上端“T”型柱肢的翼缘通过水平钢梁Ⅰ、水平钢梁Ⅱ固定连接第二榀复合柱肢门式刚架“T”型柱肢的翼缘，同时水平钢梁Ⅰ与水平钢梁Ⅱ之间通过竖向钢梁刚性连接，形成一个纵向刚性桁架；第n跨与第一跨结构一致；中间跨根据强度、变形控制要求设置复合柱肢门式刚架及纵向刚性桁架，所述强度、变形控制要求由门式刚架连接结构纵向柱距、受力情况和温度区段条件确定；其余跨均由两个门式刚架之间的刚架柱与一个水平钢梁Ⅲ构成，所述水平钢梁Ⅲ铰接在两个刚架柱之间，同时与水平钢梁Ⅰ共线。

进一步地，所述水平钢梁Ⅰ、水平钢梁Ⅱ分别焊接在两个复合柱肢复合柱肢“T”型柱肢的翼缘之间。

有益效果：

本发明的门式刚架增设桁架结构承受纵向水平力，并在设置桁架结构的门式刚架典型“工”字型柱肢侧向增加一个“T”型柱肢，形成

型复合柱肢，提高门式刚架结构纵向受力性能。门式刚架纵向在端跨采用刚性桁架与复合柱肢联合受力的构造做法，由它们完全承受纵向水平荷载，其余跨间钢梁设计成铰接的刚性系杆，仅起侧向支撑作用，既能满足门式刚架结构柱纵向承受水平力和变形要求，又能实现纵向每个柱间均可形成大跨空间，满足建筑使用功能要求，大幅降低用钢量和现场施工难度。以纵向长度为60m、柱距6m的门式刚架为例，与纵向全部设计成刚接钢横梁比较，柱间纵向钢梁用钢量可以减少20％，施工难度约为原来的1/5。

附图说明

图1是现有门式刚架设置纵向柱间支撑布置的立面示意图；

图2是现有门式刚架纵向柱列全部为刚性连接的立面示意图；

图3是本发明门式刚架纵向柱间不设置交叉支撑布置立面示意图；

图4是本发明门式刚架纵向柱间不设置交叉支撑布置的俯视图；

图5是复合柱肢的俯视图。

其中，1-交叉支撑、2-水平刚接钢梁Ⅰ、3-水平刚接钢梁Ⅱ、4-竖向钢梁、5-门式刚架柱、6-水平铰接钢梁Ⅲ、7-复合柱肢门式刚架柱、8-门式刚架斜梁。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构，如图3、图4所示，该连接结构由复合柱肢门式刚架和门式刚架纵向连接支撑形成，共七跨，包括复合柱肢门式刚架柱7、门式刚架斜梁8、门式刚架柱5、竖向钢梁4、水平刚接钢梁Ⅰ2、水平刚接钢梁Ⅱ3及水平铰接钢梁Ⅲ6。

如图5所示，复合柱肢门式刚架柱7包括“工”字型柱肢和“T”型柱肢，“T”型柱肢的腹板焊接在“工”字型柱肢腹板上。

端跨两个复合柱肢门式刚架柱7顶端“工”字型柱肢通过门式刚架斜梁8固定连接，下端固定在地面，构成复合柱肢门式刚架。

两个门式刚架柱5顶端通过门式刚架斜梁8固定连接，下端固定在底面，构成门式刚架。

第一榀复合柱肢门式刚架和第二榀复合柱肢门式刚架连接构成第一跨，第一榀复合柱肢门式刚架柱上端“T”型柱肢的翼缘通过水平刚接钢梁Ⅰ2、水平刚接钢梁Ⅱ3焊接在第二榀复合柱肢门式刚架柱“T”型柱肢的翼缘，同时水平刚接钢梁Ⅰ2与水平刚接钢梁Ⅱ3之间通过竖向钢梁4刚性连接，形成一个纵向刚性桁架。第一跨与第七跨结构一致。

根据门式刚架连接结构纵向柱距、受力情况和温度区段条件确定中间跨的强度、变形控制要求，从而确定本实施例中间跨无需设置复合柱肢门式刚架及纵向刚性桁架。因此，其余跨均由两个门式刚架之间的门式刚架柱5与一个水平铰接钢梁Ⅲ6构成，水平铰接钢梁Ⅲ6通过螺栓连接在两个门式刚架柱5之间，同时水平铰接钢梁Ⅲ6与水平刚接钢梁Ⅰ2共线。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于复合柱肢的门式刚架连接结构，其特征在于，所述连接结构由复合柱肢门式刚架和门式刚架纵向连接支撑形成，共n跨，n不小于1，为正整数，包括复合柱肢刚架柱、斜梁、刚架柱、竖向钢梁及水平钢梁；

所述复合柱肢刚架柱包括“工”字型柱肢和“T”型柱肢，“T”型柱肢的腹板固定在“工”字型柱肢腹板上；端跨两个复合柱肢刚架柱顶端“工”字型柱肢通过斜梁固定连接，下端固定在地面，构成复合柱肢门式刚架；

两个刚架柱顶端通过斜梁固定连接，下端固定在底面，构成门式刚架；

第一榀复合柱肢门式刚架和第二榀复合柱肢门式刚架连接构成第一跨，第一榀复合柱肢门式刚架上端“T”型柱肢的翼缘通过水平钢梁Ⅰ、水平钢梁Ⅱ固定连接第二榀复合柱肢门式刚架“T”型柱肢的翼缘，同时水平钢梁Ⅰ与水平钢梁Ⅱ之间通过竖向钢梁刚性连接，形成一个纵向刚性桁架；第n跨与第一跨结构一致；中间跨根据强度、变形控制要求确定是否设置复合柱肢门式刚架及纵向刚性桁架，所述强度、变形控制要求由门式刚架连接结构纵向柱距、受力情况和温度区段条件确定；除第一跨、中间跨及第n跨外的其余跨均由两个门式刚架之间的刚架柱与一个水平钢梁Ⅲ构成，所述水平钢梁Ⅲ铰接在两个刚架柱之间，同时与水平钢梁Ⅰ共线。

2.如权利要求1所述的基于复合柱肢的门式刚架连接结构，其特征在于，所述水平钢梁Ⅰ、水平钢梁Ⅱ分别焊接在两个复合柱肢门式刚架柱“T”型柱肢的翼缘之间。

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