CN111287375A - 一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗及施工方法，涉及土木工程领域，包括桁架，桁架具有相连接的第一侧部、中间部和第二侧部，第一侧部、中间部和第二侧部的顶侧均连接蒙皮，位于中间部的蒙皮高于位于第一侧部、第二侧部的蒙皮，第一侧部、第二侧部连接中间部的位置具有空隙。

Description

一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗及施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体的，涉及一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗及施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，《建筑防排烟统技术标准》第4.3.2条规定防烟分区内任一点与最近的自然排烟窗(口)之间的水平距离不应大于30m.当工业建筑采用自然排烟方式时，其水平距离尚不大于建筑内空间净高的2.8倍；当公共建筑空间净高大于或等于6m，且具有自然对流条件时，其水平距离不应大于37.5m。

发明人发现，当建筑物宽度较大时，建筑中间区域距外墙排烟窗(口)或屋脊排烟天窗的距离无法满足所要求的最大排烟距离。

为满足上述规定，传统做法为设计多个屋脊或横向天窗，以便在屋脊处设纵向排烟天窗或沿建筑物横向设置排烟天窗。发明人认为，现有的做法中，设计多个屋脊就需要设置内排水，由于增加天沟及排水系统会较大增加主体结构用钢量；降雪地区需考虑堆雪荷载，也较大增加主体结构用钢量。设置横向天窗会大大增加建筑物纵向风荷载，用钢量也会大大增加。

发明内容

针对现有技术需要增加用钢量的不足，本发明的目的在于提供一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗及施工方法，将大跨度空间结构网格局部调整，在需要设置通风排烟天窗处做高差突变处理，以在减少钢材使用量的同时仍然能够保持足够的强度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，包括桁架，桁架具有相连接的第一侧部、中间部和第二侧部，第一侧部、中间部和第二侧部的顶侧均连接蒙皮，位于中间部的蒙皮高于位于第一侧部、第二侧部的蒙皮，第一侧部、第二侧部连接中间部的位置具有空隙。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述第一侧部之上的蒙皮的边缘连接所述第一侧部的桁架，所述第二侧部之上的蒙皮的边缘连接所述第二侧部的桁架，所述中间部之上的蒙皮的边缘悬空。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述第一侧部和所述中间部之间的连接结构为三角形结构，所述第二侧部和所述中间部之间的连接结构为三角形桁架结构。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，所述第一侧部和所述中间部之间的连接结构为第一三角形结构，所述第二侧部和所述中间部之间的连接结构为第二三角形结构，所述第一三角形结构包括呈三角形连接的第一杆件、第二杆件和第三杆件，所述第二三角形结构包括呈三角形连接的第四杆件、第五杆件和第六杆件，所述第一杆件和所述第三杆件的连接点为第一连接点，所述第四杆件和所述第六杆件的连接点为第二连接点，所述第一连接点连接第一侧部之上的蒙皮的边缘，所述第二连接点连接第二侧部之上的蒙皮的边缘。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，，所述桁架呈拱形。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，，当所述空隙内安装通风窗口时，通风窗口和蒙皮之间设有密封条。

第二方面，本发明的实施例提供了一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗的施工方法，包括以下步骤：

铺设桁架；

在第一侧部和第二侧部的桁架之上铺设蒙皮，并将蒙皮的边缘连接于桁架；

在中间部的桁架之上铺设金属蒙皮，使中间部之上的蒙皮的边缘高于第一侧部、第二侧部的金属蒙皮。

与现有技术相比，本发明所提供的实施例取得了以下有益效果：

1)本发明提供的的实施例中，利用了拱形桁架的特性，将拱形桁架分为多个部分，多个部分的拱架之间具有高差，利用高差形成的空隙安装通风窗口，由于高差形成的通风窗口是垂直设置的，可以尽量避免雨水淋入，减少内排水的设置，进一步能够节约主体结构用钢量。

2)本发明提供的实施例中，采用拱形桁架，在降雪地区拱形桁架的设计可以提高钢结构的整体受力水平，节约主体结构用钢量，同时也避免设置横向天窗，保持了建筑物的纵向风荷载。

3)本发明提供的实施例中，将第一侧部和第二侧部之上的蒙皮的边缘连接桁架的连接点，保证了桁架结构的完整性使桁架的每个受力点均发挥作用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明根据一个或多个实施方式的侧面剖切视图，

图2为本发明根据一个或多个实施方式的连接点放大图，

图3为本发明根据一个或多个实施方式的俯视图。

图中，1、第一侧部，2、第二侧部，3、中间部，4、第一三角形结构，5、第一桁架结构，6、第二三角形结构，7、第二桁架结构，100、第一间隙，200、第二间隙，41、第一杆件，42、第二杆件，43、第三杆件。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，针对现有技术需要增加用钢量的不足，本发明的目的在于提供一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，将大跨度空间结构网格局部调整，在需要设置通风排烟天窗处做高差突变处理，以在减少钢材使用量的同时仍然能够保持足够的强度，现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

本实施例提供了一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，包括第一侧部1、第二侧部2和中间部3，第一侧部1、第二侧部2和中间部3的主体结构均为桁架，在一个固定的应用场所中，第一侧部1、中间部3和第二侧部2顺序连接，第一侧部1的边缘和第二侧部2的边缘均用于与墙体或其他支撑体连接；本实施例中的第一侧部1、第二侧部2和中间部3的主体结构均为桁架，第一侧部1和第二侧部2的顶侧覆盖连接一层或多层金属蒙皮，或者第一侧部1和第二侧部2的顶侧和底侧均覆盖连接一层或多层金属蒙皮；其中，第一侧部1的边缘与第二侧部2的边缘均低于中间部3的两个侧边。

本实施例中，第一侧部1和第二侧部2的顶面为平面，且第一侧部1和第二侧部2的垂直投影为矩形，在以下描述中，将安装完成后的第一侧部1、第二侧部2相对的边称为第一侧部1的第一侧边、第二侧部2的第一侧边。

本实施例中的桁架为三角形桁架，请参考图1和图2，以第一三角形结构4为例，在如图1和图2所示的竖直面上，第一三角形结构4由呈三角形连接的第一杆件41、第二杆件42和第三杆件43连接而成。连接第一侧部1和中间部3的结构为第一三角形结构4，第一三角形结构4包括呈三角形连接的第一杆件41、第二杆件42和第三杆件43，并且第一三角形结构4的第二杆件42的长度大于第一三角形结构4的第二杆件42的长度，以使得第一三角形结构4的第三杆件43形成倾角。

可以理解的是，位于第二侧部2和中间部3的第二三角形结构6与第一三角形结构4的结构相同，第二三角形结构6也包括呈三角形连接的三个杆件，为了将第二三角形结构6的杆件与第一三角形结构4的杆件区分，第二三角形结构6的三个杆件的命名分别为第四杆件、第五杆件和第六杆件，且第五杆件的长度大于第四杆件和第六杆件。

对于第一三角形结构4而言，由于第一三角形结构4的第三杆件43相对于水平面具有倾角，因此在第一三角形结构4的两侧的桁架形成高差，借助高差，第一侧部1和中间部3的金属蒙皮之间形成第一间隙100，第一间隙100可以设置通风窗口。

对于第一三角形结构4而言，其两侧的桁架也形成高差，借助高差，第二侧部2和中间部3的金属蒙皮之间形成第二间隙200，第二间隙200可以设置通风窗口。

本实施例中，第一间隙100和第二间隙200均安装通风窗口，本实施例中的通风窗口为百叶窗或电动可开启窗，以防止降雨时雨水进入室内。根据建筑物所处地点的气象资料，如需设置挡风板，也可在通风排烟窗外设置挡风板。

当通风窗口为百叶窗或电动可开启窗时，通风窗口的外侧边固定连接在桁架结构上，此处的固定连接可以通过螺栓、铆钉或焊接进行连接。

通风窗口的外框架与桁架接触处设有Ω型密封条。

当通风窗口为电动可开启窗时，电动推杆的固定端连接在桁架上，电动推杆的活动端铰接在窗扇的中部，窗扇在电动推杆的作用下绕外框架上铰链打开和关闭。

更为具体的，本实施例中的桁架整体上呈拱形，且为对称的拱形；请参考图1，虚线左侧的拱形桁架中，构成桁架的每个三角单元的矩形结构均不相同，以形成拱形。

需要注意的是，所述中间部3之上的蒙皮的边缘悬空。

实施例2

本实施例提供了一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，与实施例1不同的是，实施例2中，请参考图2，以第一三角形结构4为例，第一三角形结构4中，第一杆件41和第三杆件43的连接处为第一连接点，第一连接点同时还固定连接第一侧部1的蒙皮的边缘部分，以使整体结构更加稳定。

与第一三角形结构5相类似的是，第二三角形结构6中，第四杆件和第六杆件的连接处为第二连接点，第二连接点同时还固定连接第二侧部2的蒙皮的边缘部分。

实施例3

本实施例提供了一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗的施工方法，包括以下步骤：

1)铺设桁架；

2)在第一侧部1和第二侧部2的桁架之上铺设金属蒙皮，并将金属蒙皮的边缘连接于桁架；

3)在中间部3的桁架之上铺设金属蒙皮，并使中间部3之上的金属蒙皮的边缘与第一侧部1、第二侧部2的金属蒙皮保持一定的高差，也即，中间部3之上的金属蒙皮的边缘高于第一侧部1、第二侧部2的金属蒙皮。

可以理解的是，本实施例中，中间部3之上的金属蒙皮上的任意一点均高于第一侧部1、第二侧部2的金属蒙皮。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，包括桁架，桁架具有相连接的第一侧部、中间部和第二侧部，第一侧部、中间部和第二侧部的顶侧均连接蒙皮，位于中间部的蒙皮高于位于第一侧部、第二侧部的蒙皮，第一侧部、第二侧部连接中间部的位置具有空隙。

2.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述第一侧部和所述中间部之间的连接结构为三角形结构，所述第二侧部和所述中间部之间的连接结构为三角形桁架结构。

3.如权利要求2所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述第一侧部和所述中间部之间的连接结构为第一三角形结构，所述第二侧部和所述中间部之间的连接结构为第二三角形结构，所述第一三角形结构包括呈三角形连接的第一杆件、第二杆件和第三杆件，所述第二三角形结构包括呈三角形连接的第四杆件、第五杆件和第六杆件，所述第一杆件和所述第三杆件的连接点为第一连接点，所述第四杆件和所述第六杆件的连接点为第二连接点，所述第一连接点连接第一侧部之上的蒙皮的边缘，所述第二连接点连接第二侧部之上的蒙皮的边缘。

4.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述第一侧部之上的蒙皮的边缘连接所述第一侧部的桁架，所述第二侧部之上的蒙皮的边缘连接所述第二侧部的桁架，所述中间部之上的蒙皮的边缘悬空。

5.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述空隙安装通风窗口。

6.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述第一侧部和所述第二侧部关于所述第三侧部对称。

7.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述桁架呈拱形。

8.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，当所述空隙内安装通风窗口时，通风窗口和蒙皮之间设有密封条。

9.如权利要求1所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗，其特征在于，所述中间部之上的蒙皮开设通风窗口。

10.如权利要求1～9任意一项所述的适用于平板型大跨度空间结构的排烟天窗的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

铺设桁架；

在第一侧部和第二侧部的桁架之上铺设蒙皮，并将蒙皮的边缘连接于桁架；

在中间部的桁架之上铺设金属蒙皮，使中间部之上的蒙皮的边缘高于第一侧部、第二侧部的金属蒙皮。

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