CN111270767A - 一种薄壁型房屋结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种薄壁型房屋结构及其施工方法。现有房屋结构重量重且造价高，加工难度高且安装过程复杂。本发明包括主架体和支撑件，主架体包括两个横梁和两个立柱，两个横梁并列倾斜设置，两个横梁的高端相连接，两个横梁的低端各对应设置有一个立柱，每个立柱与其对应的横梁端部固定连接，横梁为等横截面横梁，立柱为等截面柱体，支撑件包括梁用加腋件和端角加腋件，梁用加腋件设置在两个横梁的高端处，每个横梁与其对应的立柱之间设置有端角加腋件。本发明属于建筑领域。

Description

一种薄壁型房屋结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种房屋结构及其施工方法，具体涉及一种薄壁型房屋结构及其施工方法。
背景技术：
现在的轻工业厂房、仓库类建筑普遍采用的结构形式为门式刚架结构，这种结构历史悠久，计算理论成熟可靠，深受各大设计公司和建设公司的认可，使用广泛。相对于冶金等重型工业厂房，这种结构形式被称之为轻钢结构，但是其核心构件仍然为热轧H型钢，钢板厚度均在8mm以上，重量并不轻，所谓轻钢、重钢仅是一个相对的概念。以国家标准图集为例，15米跨度的最轻门式刚架为977公斤，接近一吨，一栋普通仓库的主体结构算下来也要有数十吨之多。导致H型钢形成的门式刚架因重量重出现的一系列问题始终没能有效解决，主要问题为重量大导致加工过程中翻动不易，进而导致开孔等细微之处的加工精度会降低，还有超长超重运输，如安装必须吊车配合，如因精度不够而导致现场焊接给后期拆卸带来困难。此外，多年的实践证明，门式刚架结构的涂漆和防腐都是难以根除的顽疾，是影响建筑物寿命的最重要因素。再次，门式刚架结构的保温层都在主体结构外侧，由于外板和次结构的挤压导致局部保温材料膨松度不足，保温性能比设计预期相差很多。总之，上述问题均未能够得到有效解决。
发明内容：
为解决上述背景技术中提及的问题，本发明的目的在于提供一种薄壁型房屋结构及其施工方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种薄壁型房屋结构，包括主架体和支撑件，主架体包括两个横梁和两个立柱，两个横梁并列倾斜设置，两个横梁的高端相连接，两个横梁的低端各对应设置有一个立柱，每个立柱与其对应的横梁端部固定连接，横梁为等横截面横梁，立柱为等截面柱体，支撑件包括梁用加腋件和端角加腋件，梁用加腋件设置在两个横梁的高端处，每个横梁的低端与其对应的立柱之间设置有端角加腋件
一种根据具体实施方式一所述的一种薄壁型房屋结构实现的施工方法，主架体的安装操作：根据设计要求完成基础施工后，仅需两名工作人员将立柱搬运到指定位置后，将立柱与基础相连接，工作人员直接将横梁搬运到指定位置与立柱相搭接，形成主架体；
支撑件的安装操作：
在两个横梁之间安装梁用加腋件；
在立柱和横梁的连接处设置端角用加腋件，利用两个三叉式连接片将第一支撑杆的一端、第二支撑杆的一端和第三支撑杆的一端栓接完毕后，将第一支撑杆的第一倾斜端贴紧在立柱的外侧壁上，通过两个第一连接板将第一支撑杆和立柱栓接连接；
同理，将第二支撑杆的尖头端贴紧在横梁的一端和立柱顶端的交汇处，并利用两个第二连接板将第二支撑杆的尖头端、横梁和立柱栓接连接；将第三支撑杆的第二倾斜端贴紧在横梁的下端面上，通过两个第三连接板将第三支撑杆和横梁栓接连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
一、本发明中主架体、梁用加腋件和端角加腋件均为薄壁类构件，主架体、梁用加腋件和端角加腋件相配合形成重量轻的房屋结构。端角加腋件的位置设置对主架体弯矩最大部位起到稳定支撑作用。同样跨度情况下，本发明在符合相关规范设计的要求下能够确保使房屋结构的外壁为薄壁结构，从而整体结构重量减轻40％～50％，节约了大量钢材，有效减少加工、运输、安装的一系列工作量。
二、本发明中横梁为等横截面横梁，立柱为等截面柱体，横梁的横向截面形状和立柱的横向截面形状均为矩形，横梁和立柱组成的房屋结构易加工，即每榀屋架，采用的主材规格都是一样的，加工过程中只需利用同一规格的钢材，按照图纸的长度切割、钻孔即可，无需复杂的裁板、组立、焊接、除锈、喷涂或其他加工过程。
三、本发明的防腐及耐久性能稳定，由于本发明所采用的主材较轻，便于实现热浸镀锌处理，镀锌后无需涂装油漆，既环保，又避免了涂装厚度的可靠性问题，建造的房子没有锈蚀隐患，耐久性能持久稳定。
四、本发明的施工方法易于实现，安装过程操作难度低，方便，因为重量轻，构件规格少，所以安装便利，现场不需要使用吊车，无需焊接，两人即可抬起单个构件，穿拧螺栓即可完成安装。
五、本发明通过主架体和端角加腋件相配合的整体结构能够有效改善冷桥问题，由于横梁的横向截面形状和立柱的横向截面形状均为矩形，即为利用薄壁型钢形成闭口形式，如此结构形式能够在构件内灌填聚胺脂类材料，实现主结构内腔隔热。通过样品测试可知，本发明的结构冷桥通路能够降低至5％以下。
六、现有普通房屋结构普遍采用C型钢或90度的Z型钢作为次结构材料。本发明的结构能够根据屋面坡度不同，采用不同角度的Z型钢，保证其最大惯性矩的受力面是垂直的，可使其在最小的重量条件下，发挥最佳力学性能。同时，此种次结构安装较为方便。
七、本发明的结构能够在施工过程中有效降低对原有结构计算强度的损失，此外还能够降低多余节点，省去截面拼接的复杂工序，降低造价减少施工量，房屋结构跨度范围大，特别适用于大跨度房屋结构中，适于推广普及。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的第一主视结构示意图，图中梁用加腋件为拉杆，端角加腋件为端角用三叉支撑体；
图2为本发明的立体结构示意图；
图3为第一节点的第一立体结构示意图；
图4为第二节点的第一立体结构示意图；
图5为第三节点的第一立体结构示意图；
图6为第三节点的第二立体结构示意图；
图7为第四节点的第一立体结构示意图；
图8为第四节点的第二立体结构示意图；
图9为第五节点的第一立体结构示意图；
图10为屋面檩条的立体结构示意图；
图11为墙面檩条的立体结构示意图；
图12为本发明的另一主视结构示意图，图中梁用加腋件为拉杆，端角加腋件为端角用三叉支撑体；
图13为本发明的另一主视结构示意图，图中梁用加腋件为立式三叉支撑体，端角加腋件为压杆；
图14为本发明中带有支撑单体时的主视结构示意图，图中梁用加腋件为立式三叉支撑体，端角加腋件为压杆；
图15为多跨结构示意图；
图16为本发明在左风一条件下位移示意图；
图17为本发明在右风一条件下位移示意图。
图中：1-主架体；2-横梁；3-立柱；4-端角用三叉支撑体；4-1-第一支撑杆；4-2-第二支撑杆；4-3-第三支撑杆；4-4-三叉式连接片；5-第一连接板；5-1-第一连接孔；6-第二连接板；6-1-第二连接孔；7-第三连接板；7-1-第三连接孔；8-屋面檩条；9-墙面檩条；10-拉杆；11-压杆；12-立式三叉支撑体；12-1-第一支撑柱；12-2-第一斜杆；13-支撑单体；13-1-第二支撑柱；13-2-第二斜杆。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14说明本实施方式，本实施方式包括主架体1和支撑件，主架体1包括两个横梁2和两个立柱3，两个横梁2并列倾斜设置，两个横梁2的高端相连接，两个横梁2的低端各对应设置有一个立柱3，每个立柱3与其对应的横梁2端部固定连接，横梁2为等横截面横梁，立柱3为等截面柱体，支撑件包括梁用加腋件和端角加腋件，梁用加腋件设置在两个横梁2的高端处，每个横梁2与其对应的立柱3之间设置有端角加腋件。
本发明受力形式科学合理，由于支撑件辅助主架体1受弯矩，使整体受力性能全面达标且持久耐用。
具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，所述端角加腋件为端角用三叉支撑体4或压杆11，如图1和图2所示，当端角加腋件为端角用三叉支撑体4时，端角用三叉支撑体4包括第一支撑杆4-1、第二支撑杆4-2、第三支撑杆4-3和两个三叉式连接片4-4，第一支撑杆4-1的一端、第二支撑杆4-2的一端和第三支撑杆4-3的一端通过两个三叉式连接片4-4可拆卸连接，第一支撑杆4-1的另一端可拆卸连接在立柱3上，第二支撑杆4-2的另一端可拆卸连接在横梁2与立柱3之间，第三支撑杆4-3的另一端可拆卸连接在横梁2上。
本实施方式具有多个节点结构，如图3所示，第一支撑杆4-1的另一端可拆卸连接在立柱3上形成第一个节点结构。
如图4所示，横梁2、立柱3和第二支撑杆4-2之间可拆卸连接形成第二个节点结构。
如图5和图6所示，第一支撑杆4-1的一端、第二支撑杆4-2的一端和第三支撑杆4-3的一端通过两个三叉式连接片4-4可拆卸连接形成第三个节点结构。
如图7和图8所示，第三支撑杆4-3和横梁2之间可拆卸连接形成第四个节点结构。
如图9所示，两个横梁2和梁用加腋件之间可拆卸连接形成第五个节点结构。
本实施方式中三叉式连接片4-4包括三个端头，三个端头固定连接制为一体，三个端头交汇设置形成三叉结构，三个端头分别对应第一支撑杆4-1的一端、第二支撑杆4-2的一端和第三支撑杆4-3的一端设置。
进一步的，三个端头的结构和尺寸相同，每两个相邻的端头长度方向中心轴线之间的夹角为60°。
如图12、图13和图14所示，当端角加腋件为压杆11时，压杆11倾斜设置在横梁2与立柱3之间。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，所述梁用加腋件为拉杆10或立式三叉支撑体12，如图1、图2、图12和图15所示，当梁用加腋件为拉杆10时，拉杆10水平设置在两个横梁2之间。
如图13和图14所示，当梁用加腋件为立式三叉支撑体12时，立式三叉支撑体包括第一支撑柱12-1和两个第一斜杆12-2，第一支撑柱12-1竖直设置在两个横梁2的高端处，两个第一斜杆12-2分别倾斜设置在第一支撑柱12-1的两侧，每个第一斜杆12-2的一端与第一支撑柱12-1固定连接，每个第一斜杆12-2的另一端与其靠近的横梁2固定连接。
具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，横梁2的横向截面形状和立柱3的横向截面形状均为矩形。本实施方式中立柱3为等截面柱体，即为立柱3中各个部位的横向截面相等。横梁2为等横截面横梁，即为横梁2中各个部位的横向截面相等，有利于降低立柱3或横梁2的制造难度，易于加工，适于规模化生产制造。
具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，横梁2的壁厚取值范围为2～6mm，立柱3的壁厚取值范围为2～6mm，上述两个取值范围为横梁2和立柱3形成薄壁构件的最佳取值范围，如此壁厚的横梁2和立柱3能够形成优质薄壁型结构。此外在实际工程中，遇到特殊情况，根据具体设计要求，横梁2和立柱3的限定范围还可扩大为1～10mm，即为横梁2的壁厚取值范围为1～10mm，立柱3的壁厚取值范围为1～10mm，以形成仅次于优质薄壁型整体结构的薄壁型结构。
本实施方式中横梁2的壁厚取值根据具体设计要求而定，横梁2壁厚的取值范围和立柱3壁厚的取值范围为本发明的整体结构为薄壁型房屋结构提供有利条件，横梁2壁厚的取值范围和立柱3壁厚的取值范围是经过多次计算并通过样品实际验证的最佳取值范围，在确保房屋结构的基本使用性能的基础上将横梁2和立柱3的壁厚设置的足够薄，最大限度降低房屋结构的造价以及结构形状的复杂度。
具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四或五的进一步限定，当端角加腋件为端角用三叉支撑体4，梁用加腋件为拉杆10时，拉杆10与横梁2的连接处至横梁一端的距离为第一距离，端角用三叉支撑体4与横梁2的连接处至横梁另一端的距离为第二距离，第一距离和第二距离相等。
本实施方式中端角用三叉支撑体4和拉杆10的一种优选设置位置为：横梁2分为三个组成段，依次为第一组成段、第二组成段和第三组成段，第一组成段为拉杆10在一个横梁2上对应的部分，第一组成段对应的长度为第一距离，第三组成段为拉杆10在该横梁2上对应的部分，第三组成段对应的长度为第二距离，第一距离和第二距离相等，第二组成段的长度为横梁2长度的三分之一，第二组成段的长度、第一距离和第二距离相等，经过多次计算得出，上述位置设置关系能够确保端角用三叉支撑体4和拉杆10的设置位置符合并高出相关设计要求。
具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五或六的进一步限定，如图12所示，当端角加腋件为压杆11，梁用加腋件为拉杆10时，拉杆10与横梁2的连接处至横梁2一端的距离为第三距离，压杆11与横梁2的连接处至横梁2另一端的距离为第四距离，第三距离和第四距离相等。
本实施方式中压杆11和拉杆10的一种优选设置位置为：横梁2分为三个组成段，依次为第一组成段、第二组成段和第三组成段，第一组成段为拉杆10在一个横梁2上对应的部分，第一组成段对应的长度为第三距离，第三组成段为压杆11在该横梁2上对应的部分，第三组成段对应的长度为第四距离，第三距离和第四距离相等，第二组成段的长度为横梁2长度的五分之三，第二组成段的长度为第三距离或第四距离的三倍。
本实施方式中压杆11和拉杆10的另一种优选设置位置为：横梁2分为三个组成段，依次为第一组成段、第二组成段和第三组成段，第一组成段为拉杆10在一个横梁2上对应的部分，第一组成段对应的长度为第三距离，第三组成段为压杆11在该横梁2上对应的部分，第三组成段对应的长度为第四距离，第三距离和第四距离相等，第二组成段的长度为横梁2长度的二分之一，第二组成段的长度为第三距离或第四距离的二倍。
通过推导计算可知，第三距离的取值范围为横梁2长度的二分之一到横梁2长度的五分之三，该条件限定下的压杆11、拉杆10、横梁2和立柱3的连接效果稳定可靠，在自重最小的前提下具有优质的力学性能。
具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六或七的进一步限定，通过计算形成的模型得到以下比例关系：当端角加腋件为压杆11，梁用加腋件为立式三叉支撑体12时，压杆11和立式三叉支撑体12沿主架体1跨度方向上的水平投影距离比为1：2。该比例关系能够确保压杆11和立式三叉支撑体12的力学性能符合设计要求中相关力学指标。
具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八的进一步限定，压杆11和立式三叉支撑体12之间竖直设置有至少一个支撑单体13，支撑单体13的顶部与横梁2固定连接，支撑单体13包括第二支撑柱13-1和两个第二斜杆13-2，第二支撑柱13-1竖直设置且其顶端与横梁2固定连接，两个第二斜杆13-2分别倾斜设置在第二支撑柱13-1的两侧，每个第二斜杆13-2的一端与第二支撑柱13-1固定连接，每个第二斜杆13-2的另一端与横梁2固定连接。支撑单体13起到辅助支撑的效果，根据具体设计要求选择支撑单体13的设置个数即可，适用于跨度大的房屋结构中。
具体实施方式十：本实施方式为具体实施方式二的进一步限定，第一支撑杆4-1与立柱3相配合的一端为第一倾斜端，第一支撑杆4-1的第一倾斜端贴紧在立柱3的外侧壁上，第一支撑杆4-1的第一倾斜端和立柱3之间通过两个第一连接板5可拆卸连接。
本实施方式中第一倾斜端为倾斜式端角，其设置形状为了与立柱3紧密贴合，第一支撑杆4-1长度方向的中心轴线与立柱3长度方向的中心轴线之间形成有第一夹角，第一夹角的取值范围为5～45°，最佳取值为30°。
具体实施方式十一：本实施方式为具体实施方式二或十的进一步限定，如图3和图4所示，第一连接板5在实际使用时为倒置的梯形板，第一连接板5的使用个数为两个，分别夹持在第一支撑杆4-1与立柱3的两侧，每个第一连接板5沿其厚度方向加工多个第一连接孔5-1，用于配合螺栓实现第一支撑杆4-1与立柱3稳定连接。
进一步的，多个第一连接孔5-1优选设置个数为七个，立柱3上对应设置有四个，成矩形四个端角分布设置，第一支撑杆4-1上对应设置有三个，沿第一倾斜端的形状设置，第一倾斜端的每个端角处设置有一个第一连接孔5-1。
具体实施方式十二：本实施方式为具体实施方式十一的进一步限定，第二支撑杆4-2另一端为尖头端，第二支撑杆4-2的尖头端贴紧在横梁2的一端和立柱3顶端的交汇处，第二支撑杆4-2的尖头端、横梁2和立柱3之间通过两个第二连接板6可拆卸连接。
具体实施方式十三：本实施方式为具体实施方式十二的进一步限定，如图4所示，第二连接板6为箭头形板。
进一步的，第二连接板6的形状为箭头形，即该板体具有三个端头，三个端头制为一体形成箭头形布置结构，箭头形为三叉结构中的一种，该三叉结构中的两个端头分别沿横梁2和立柱3的长度方向设置，两个端头中的一个所述端头与横梁2贴紧配合，两个端头中的另一个所述端头与立柱3贴紧配合，两个端头长度方向的中心轴线之间的夹角小于90°，两个端头之间设置有配合第二支撑杆4-2的第三个端头。
进一步的，如图4所示，每个第二连接板6沿其厚度方向加工有多个第二连接孔6-1，用于配合螺栓实现第二支撑杆4-2、横梁2和立柱3的稳定连接。
进一步的，多个第二连接孔6-1优选设置个数为十个，其中每个端头上设置有两个第二连接孔6-1，三个端头的交汇区域设置有四个第二连接孔6-1。
进一步的，四个第二连接孔6-1呈矩形形状布置在三个端头的交汇区域处，每个第二连接孔6-1设置在矩形的一个端角处。
具体实施方式十四：本实施方式为具体实施方式二、十、十一、十二或十三的进一步限定，第三支撑杆4-3与立柱3相配合的一端为第二倾斜端，第三支撑杆4-3的第二倾斜端贴紧在横梁2的下端面上，第三支撑杆4-3的第二倾斜端和横梁2之间通过两个第三连接板7可拆卸连接。
具体实施方式十五：本实施方式为具体实施方式十四的进一步限定，第三连接板7为梯形板。
如图7和图8所示，第三支撑杆4-3和横梁2之间通过两个第三连接板7可拆卸连接形成第四个节点结构。
本实施方式中第二倾斜端为倾斜式端角，其设置形状为了与横梁2紧密贴合，第三支撑杆4-3长度方向的中心轴线与横梁2长度方向的中心轴线之间形成有第二夹角，第二夹角的取值范围为5～45°，最佳取值为30°。
第三连接板7在实际使用时为倒置的梯形板，第三连接板7的使用个数为两个，分别夹持在第三支撑杆4-3与横梁2的两侧，每个第三连接板7沿其厚度方向加工多个第三连接孔7-1，用于配合螺栓实现第三支撑杆4-3与横梁2稳定连接。
进一步的，多个第三连接孔7-1优选设置个数为九个，横梁2上对应设置有六个，成多行沿横梁2排列，第三支撑杆4-3上对应设置有三个，沿第二倾斜端的形状设置，第二倾斜端的每个端角处设置有一个第三连接孔7-1。
具体实施方式十六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四或十五的进一步限定，如图15所示，本实施方式中当将主架体1和支撑件相配合形成的结构作为单体结构时，将多个该单体结构并列设置形成多跨结构，以适用于更大跨度要求的房屋结构。
具体实施方式十七：结合图1～图15说明本实施方式，本实施方式中的施工方法，该施工方法包括如下内容：
主架体1的安装操作：根据设计要求完成基础施工后，两名工作人员将立柱3搬运到指定位置后，将立柱3与基础相连接，工作人员直接将横梁2搬运到指定位置与立柱3相搭接，形成主架体1；
支撑件的安装操作：
在两个横梁2之间安装梁用加腋件；
在立柱3和横梁2的连接处设置端角用加腋件，利用两个三叉式连接片4-4将第一支撑杆4-1的一端、第二支撑杆4-2的一端和第三支撑杆4-3的一端栓接完毕后，将第一支撑杆4-1的第一倾斜端贴紧在立柱3的外侧壁上，通过两个第一连接板5将第一支撑杆4-1和立柱3栓接连接；
同理，将第二支撑杆4-2的尖头端贴紧在横梁2的一端和立柱3顶端的交汇处，并利用两个第二连接板6将第二支撑杆4-2的尖头端、横梁2和立柱3栓接连接；将第三支撑杆4-3的第二倾斜端贴紧在横梁2的下端面上，通过两个第三连接板7将第三支撑杆4-3和横梁2栓接连接。
本实施方式中在两个横梁2之间安装梁用加腋件时优选的连接方式为栓接连接，安装过程与端角用加腋件的安装过程同理，将梁用加腋件的两端分别与两个横梁2栓接连接。
本实施方式中其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五或十六相同。
本实施方式中一种薄壁型房屋结构及其施工方法是符合相关规范要求进行设计并实现的结构整体和施工方法。
如图10和图11所示，本实施方式中多个薄壁型房屋结构的横梁2之间通过数个屋面檩条8相连接，多个薄壁型房屋结构的立柱3之间通过数个墙面檩条9相连接。
本实施方式中通过本发明的施工方法形成的薄壁型房屋结构的保温性得到极大提高。本发明的结构配合内嵌式保温层，内外双层板之间将形成较大的空腔，使保温材料始终处于自然膨松的状态，发挥其最佳保温性能。此外，保温层和外板之间的小空腔还将形成一道热辐射隔离，从热力学的角度上进一步增强结构的隔热能力。
本实施方式中通过主架体1和端角用三叉支撑体4相配合使整体结构的内外美观度大幅提升。普通房屋结构安装完成之后，主结构普遍外露，很难用装饰遮掩。而新型结构由于采用统一规格的型材和内嵌式的保温层，所以安装完毕后，房屋内外均是平整美观的板材，无论是观感还是使用，都具有不可比拟的优势。
结合本发明的有益效果以及图1至17说明以下实施例：
实施例一：本发明通过利用PKPM钢结构设计软件进行多次计算验证其使用性能，计算过程如下：
结构类型：薄壁型房屋结构
结构重要性系数：1.00
节点总数：13
柱数：10
梁数：7
支座约束数：2
标准截面总数：11
活荷载计算信息：虑活荷载不利布置
风荷载计算信息：计算风荷载
钢材：Q345(Q355)
梁柱自重计算信息：柱梁自重都计算
恒载作用下柱的轴向变形：考虑
梁柱自重计算增大系数：1.00
梁刚度增大系数：1.00
钢结构净截面面积与毛截面面积比：0.95
房屋结构梁平面内的整体稳定性：按压弯构件验算
钢梁(恒+活)容许挠跨比：l/180
柱顶容许水平位移/柱高：l/60
地震影响系数取值依据：10抗规
特征周期(s)：0.35
水平地震影响系数最大值αmax：0.04
地震作用计算：计算水平地震作用
计算振型数：3
地震烈度：6.00
场地土类别：Ⅱ类
附加重量节点数：0
设计地震分组：第一组
周期折减系数：0.80
地震力计算方法：振型分解法
结构阻尼比：0.050
按GB50011-2010地震效应增大系数：1.000
防火设计计算信息：不考虑防火设计
结构基本信息如下：
节点坐标列表
节点号 X Y 节点号 X Y
1 0.00 0.50 2 15.00 0.50
3 0.50 2.00 4 14.50 2.00
5 0.00 2.50 6 15.00 2.50
7 2.50 3.00 8 12.50 3.00
9 5.50 3.60 10 9.50 3.60
11 7.50 4.00 12 0.00 0.00
13 15.00 0.00
柱关联号列表
柱号 节点Ι 节点Π 柱号 节点Ι 节点Π
1 12 1 2 13 2
3 1 3 4 2 4
5 1 5 6 3 5
7 2 6 8 4 6
9 3 7 10 4 8
梁关联号列表
Figure BDA0002430118800000141
Figure BDA0002430118800000151
柱节点偏心列表(m)
节点号 柱偏心值 节点号 柱偏心值 节点号 柱偏心值
1 0.000 2 0.000 3 0.000
4 0.000 5 0.000 6 0.000
7 0.000 8 0.000 9 0.000
10 0.000 11 0.000 12 0.000
13 0.000
标准截面信息列表
Figure BDA0002430118800000152
Figure BDA0002430118800000161
柱布置截面号，约束信息，截面布置角度列表
柱号 标准截面号 约束信息 截面布置角度
1 7 I端铰接 0
2 7 I端铰接 0
3 6 两端铰接 0
4 6 两端铰接 0
5 7 两端刚接 0
6 6 两端铰接 0
7 7 两端刚接 0
8 6 两端铰接 0
9 6 两端铰接 0
10 6 两端铰接 0
梁布置截面号，约束信息列表
梁号 标准截面号 约束信息
1 9 I端铰接
2 9 两端刚接
3 9 II端铰接
4 9 II端铰接
5 8 两端铰接
6 9 两端刚接
7 9 I端铰接
截面特性列表一
Figure BDA0002430118800000171
Figure BDA0002430118800000181
截面特性列表二
截面号 ix(cm) iy(cm) W1x(cm3) W2x(cm3) W1y(cm3) W2y(cm3)
1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
6 5.6 4.1 65.1 65.1 52.4 52.4
7 7.3 4.3 100.6 100.6 68.7 68.7
8 0.8 0.8 2.7 2.7 2.7 2.7
9 7.9 4.3 142.5 142.5 91.4 91.4
10 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
11 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
内力计算结果
柱内力
Figure BDA0002430118800000191
Figure BDA0002430118800000201
Figure BDA0002430118800000211
梁内力
Figure BDA0002430118800000212
Figure BDA0002430118800000221
Figure BDA0002430118800000231
图16和17分别表示本发明在左风一和右风一作用下的位移图，图中各个数值表示各个节点处在受风力作用下的位移变化值，如图16所示，本发明在左风一的影响下，各个节点处均标注有水平位移值和竖直位移值，各个节点的位移值中最大位移值为16mm，符合相关规范，同理如图17所示，本发明在右风一的影响下，各个节点处均标注有水平位移值和竖直位移值，各个节点的位移值中最大位移值为16mm，符合相关规范，通过上述几个表格列出的内容可知，本发明通过计算得到的各个节点的位移变化值说明本发明能够有效抵抗风荷载，具有房屋结构优质的抗风性能。另外其他指标经过计算也符合相关规范和设计要求，适于普及推广。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种薄壁型房屋结构，其特征在于：包括主架体(1)和支撑件，主架体(1)包括两个横梁(2)和两个立柱(3)，两个横梁(2)并列倾斜设置，两个横梁(2)的高端相连接，两个横梁(2)的低端各对应设置有一个立柱(3)，每个立柱(3)与其对应的横梁(2)端部固定连接，横梁(2)为等横截面横梁，立柱(3)为等截面柱体，支撑件包括梁用加腋件和端角加腋件，梁用加腋件设置在两个横梁(2)的高端处，每个横梁(2)的低端与其对应的立柱(3)之间设置有端角加腋件。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：所述端角加腋件为端角用三叉支撑体(4)或压杆(11)，当端角加腋件为端角用三叉支撑体(4)时，端角用三叉支撑体(4)包括第一支撑杆(4-1)、第二支撑杆(4-2)、第三支撑杆(4-3)和两个三叉式连接片(4-4)，第一支撑杆(4-1)的一端、第二支撑杆(4-2)的一端和第三支撑杆(4-3)的一端通过两个三叉式连接片(4-4)可拆卸连接，第一支撑杆(4-1)的另一端可拆卸连接在立柱(3)上，第二支撑杆(4-2)的另一端可拆卸连接在横梁(2)与立柱(3)之间，第三支撑杆(4-3)的另一端可拆卸连接在横梁(2)上；当端角加腋件为压杆(11)时，压杆(11)倾斜设置在横梁(2)与立柱(3)之间。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：所述梁用加腋件为拉杆(10)或立式三叉支撑体(12)，当梁用加腋件为拉杆(10)时，拉杆(10)水平设置在两个横梁(2)之间；当梁用加腋件为立式三叉支撑体(12)时，立式三叉支撑体包括第一支撑柱(12-1)和两个第一斜杆(12-2)，第一支撑柱(12-1)竖直设置在两个横梁(2)的高端处，两个第一斜杆(12-2)分别倾斜设置在第一支撑柱(12-1)的两侧，每个第一斜杆(12-2)的一端与第一支撑柱(12-1)固定连接，每个第一斜杆(12-2)的另一端与其靠近的横梁(2)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：横梁(2)的横向截面形状和立柱(3)的横向截面形状均为矩形。
5.根据权利要求4所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：横梁(2)的壁厚取值范围为2～6mm，立柱(3)的壁厚取值范围为2～6mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：当端角加腋件为端角用三叉支撑体(4)，梁用加腋件为拉杆(10)时，拉杆(10)与横梁(2)的连接处至横梁一端的距离为第一距离，端角用三叉支撑体(4)与横梁(2)的连接处至横梁另一端的距离为第二距离，第一距离和第二距离相等。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：当端角加腋件为压杆(11)，梁用加腋件为拉杆(10)时，拉杆(10)与横梁(2)的连接处至横梁一端的距离为第三距离，压杆(11)与横梁(2)的连接处至横梁另一端的距离为第四距离，第三距离和第四距离相等。
8.根据权利要求7所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：当端角加腋件为压杆(11)，梁用加腋件为立式三叉支撑体(12)时，压杆(11)和立式三叉支撑体(12)沿主架体(1)跨度方向上的水平投影距离比为1：2。
9.根据权利要求8所述的一种薄壁型房屋结构，其特征在于：压杆(11)和立式三叉支撑体(12)之间竖直设置有至少一个支撑单体(13)，支撑单体(13)的顶部与横梁(2)固定连接，支撑单体(13)包括第二支撑柱(13-1)和两个第二斜杆(13-2)，第二支撑柱(13-1)竖直设置且其顶端与横梁(2)固定连接，两个第二斜杆(13-2)分别倾斜设置在第二支撑柱(13-1)的两侧，每个第二斜杆(13-2)的一端与第二支撑柱(13-1)固定连接，每个第二斜杆(13-2)的另一端与横梁(2)固定连接。
10.一种根据权利要求1所述的一种薄壁型房屋结构实现的施工方法，其特征在于：
主架体(1)的安装操作：根据设计要求完成基础施工后，仅需两名工作人员将立柱(3)搬运到指定位置后，将立柱(3)与基础相连接，工作人员直接将横梁(2)搬运到指定位置与立柱(3)相搭接，形成主架体(1)；
支撑件的安装操作：
在两个横梁(2)之间安装梁用加腋件；
在立柱(3)和横梁(2)的连接处设置端角用加腋件，利用两个三叉式连接片(4-4)将第一支撑杆(4-1)的一端、第二支撑杆(4-2)的一端和第三支撑杆(4-3)的一端栓接完毕后，将第一支撑杆(4-1)的第一倾斜端贴紧在立柱(3)的外侧壁上，通过两个第一连接板(5)将第一支撑杆(4-1)和立柱(3)栓接连接；
同理，将第二支撑杆(4-2)的尖头端贴紧在横梁(2)的一端和立柱(3)顶端的交汇处，并利用两个第二连接板(6)将第二支撑杆(4-2)的尖头端、横梁(2)和立柱(3)栓接连接；将第三支撑杆(4-3)的第二倾斜端贴紧在横梁(2)的下端面上，通过两个第三连接板(7)将第三支撑杆(4-3)和横梁(2)栓接连接。
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