CN113530059B - 一种开合屋盖的组合支承体系和建筑物 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种开合屋盖的组合支承体系和建筑物，其中，所述组合支承体系(100)包括用于支撑开合屋盖(200)的轨道梁的轨道框架(110)和设置在所述轨道框架(110)外围的落地桁架(120)，所述轨道框架(110)与所述落地桁架(120)通过钢结构连接，使得所述轨道框架(110)通过所述钢结构向所述落地桁架(120)传递载荷。轨道框架可以承受开合屋盖的竖向载荷，减小开合屋盖的轨道梁的挠度，增加抗侧刚度；落地桁架能够承受地震、风载荷等水平作用，并且能够通过钢结构承受轨道框架传递的水平载荷，使得本申请的组合支承体系形成多重抗侧力结构体系，为开合屋盖提供稳固的支承。

Description

一种开合屋盖的组合支承体系和建筑物
技术领域
本申请涉及建筑领域，更具体地说，涉及一种开合屋盖的组合支承体系和建筑物。
背景技术
在体育类建筑中，开合屋盖因其改善的观看调节和舒适性，近年来在体育场馆建筑中获得了越来越广泛的应用。为保证开合屋盖在全生命周期内施工及运营阶段安全可靠，需要确保开合屋盖的下部支承具有足够的承载力和刚度。现有技术中，通常采用混凝土结构作为下部支承，但对于各种标新立异的造型设计，可能无法满足造型要求。
因此，如何为开合屋盖提供足够的支承成为本领域需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种开合屋盖的组合支承体系，该组合支承体系能够为开合屋盖提供稳固的支承。
根据本申请，提出了一种开合屋盖的组合支承体系，其中，所述组合支承体系包括用于支撑开合屋盖的轨道梁的轨道框架和设置在所述轨道框架外围的落地桁架，所述轨道框架与所述落地桁架通过钢结构连接，使得所述轨道框架通过所述钢结构向所述落地桁架传递载荷。
可选的，所述轨道框架包括格构柱和通过所述格构柱支撑的钢桁架，所述钢结构连接所述钢桁架与所述落地桁架。
可选的，所述钢桁架具有箱型截面。
可选的，所述落地桁架包括围绕所述轨道框架设置的多个拱桁架和连接多个所述拱桁架的环桁架，所述环桁架通过所述钢结构连接所述轨道框架。
可选的，所述钢结构包括与所述轨道框架连接的环向桁架和连接所述环向桁架与所述环桁架的放射状延伸的连接桁架。
可选的，所述轨道框架围成矩形框架，所述环向桁架在所述矩形框架的角部与所述矩形框架连接。
可选的，所述轨道框架还通过交叉桁架与所述环向框架连接。
可选的，所述环向框架下方支撑有框架柱。
本申请还提供一种建筑物，其中，所述建筑物包括本申请的开合屋盖的组合支承体系和开合屋盖，所述开合屋盖的轨道梁支撑于所述轨道框架。
可选的，所述建筑物为体育馆。
根据本申请的技术方案，轨道框架可以承受开合屋盖的竖向载荷，减小开合屋盖的轨道梁的挠度，增加抗侧刚度；落地桁架能够承受地震、风载荷等水平作用，并且能够通过钢结构承受轨道框架传递的水平载荷，使得本申请的组合支承体系形成多重抗侧力结构体系，为开合屋盖提供稳固的支承。
本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：
图1为根据本申请优选实施方式的建筑物的示意图；
图2为图1中开合屋盖和组合支承体系的示意图；
图3为主要显示图2中轨道框架和落地桁架的示意图；
图4为图2的俯视图；
图5为图2的主视图；
图6为图1中建筑物的示意图，并显示为开合屋盖全开的状态；
图7为图6的建筑物，开合屋盖半开的状态；
图8为图6的建筑物，开合屋盖关闭的状态；
图9为图6的开合屋盖的主体和轨道梁的示意图；
图10为图7的开合屋盖的主体和轨道梁的示意图；
图11为图8的开合屋盖的主体和轨道梁的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。
根据本申请的一个方面，提供一种开合屋盖的组合支承体系，其中，所述组合支承体系100包括用于支撑开合屋盖200的轨道梁220的轨道框架110和设置在所述轨道框架110外围的落地桁架120，所述轨道框架110与所述落地桁架120通过钢结构连接，使得所述轨道框架110通过所述钢结构向所述落地桁架120传递载荷。
轨道框架110可以承受开合屋盖200的竖向载荷，减小开合屋盖200的轨道梁的挠度，增加抗侧刚度；落地桁架120能够承受地震、风载荷等水平作用，并且能够通过钢结构承受轨道框架110传递的水平载荷，使得本申请的组合支承体系100形成多重抗侧力结构体系，为开合屋盖200提供稳固的支承。
如上所述，轨道框架110用于承受开合屋盖200的竖向载荷，为此，可以将轨道框架110设置为具有足够强度的框架结构。如图1至图5所示，所述轨道框架110可以包括格构柱111和通过所述格构柱111支撑的钢桁架112，所述钢结构连接所述钢桁架112与所述落地桁架120。其中，钢桁架112形成平面框架主体，以用于直接支撑合屋盖200的轨道梁220。优选地，所述钢桁架112具有箱型截面，以增加钢桁架112的抗扭刚度。
本申请中，通过落地桁架120承受轨道框架110传来的水平载荷(例如驱动开合屋盖200的开合的装置产生的水平推力)，还能够承受地震、风载荷等水平作用。具体的，落地桁架120可以采用各种适当形式，以实现上述功能。优选地，如图2和图3所示，所述落地桁架120可以包括围绕所述轨道框架110设置的多个拱桁架121和连接多个所述拱桁架121的环桁架122，所述环桁架122通过所述钢结构连接所述轨道框架110。其中，拱桁架121的拱起高度与钢桁架112的高度相当，环桁架122可以设置在拱桁架121的顶部，以便连接钢结构。另外，各拱桁架121为相同的形式，拱桁架121的数量、具体参数(例如拱起高度、相对于地面的倾斜角度)可以根据需要设置。环桁架122为圆环形结构，以起到将拱桁架121环箍的作用并能够均匀接受钢结构传递的载荷。
如图3和图4所示，为便于连接轨道框架110，所述钢结构可以包括与所述轨道框架110连接的环向桁架130和连接所述环向桁架130与所述环桁架122的放射状延伸的连接桁架140。其中，连接桁架140基本上沿环桁架122所围的圆环的径向呈放射状设置，环向桁架130为围绕轨道框架110的封闭环状，例如可以为圆环或者图示的封闭多边形环状。根据轨道框架110的具体框架形状，可以相应设置轨道框架110与环向桁架130的连接位置。例如，在图3所示的实施方式中，所述轨道框架110围成矩形框架，所述环向桁架130在所述矩形框架的角部与所述矩形框架连接，从而能够将轨道框架110承受的水平载荷传递到环向桁架130并从环向桁架130的整个周向经由连接桁架140均匀向外传递。
另外，为增加水平刚度，所述轨道框架110还通过交叉桁架150与所述环向桁架130连接。由于开合屋盖200需要进行开合操作，为增加沿开合操作方向的水平刚度，优选将交叉桁架150垂直于开合方向设置在钢桁架112两侧，以确保开合的横向推力能够可靠地传递给落地桁架120，同时进一步增加组合支承体系100的整体稳定性。在钢桁架112的另外两侧，可以设置有辅助连接桁架170，以连接环桁架122和环向桁架130以及连接钢桁架112和环向桁架130。
优选地，为确保环向桁架130的稳定，所述环向桁架130下方支撑有框架柱160。具体的，可以沿环向桁架130间隔设置多个框架柱160。框架柱160一方面能够支撑环向桁架130，另一方面还能够分担交叉桁架150传递的水平载荷。
根据本申请的另一方面，提供一种建筑物，其中，所述建筑物包括本申请的开合屋盖的组合支承体系100和开合屋盖200，所述开合屋盖200的轨道梁220支撑于所述轨道框架110。
本申请的建筑物能够适应各种造型设计，组合支承体系100能够稳固支撑开合屋盖200，实现安装、运行开合屋盖200。
具体的，如图6和图9所示，开合屋盖200处于全开状态，开合屋盖200的主体210彼此间隔最远，建筑物内的人可以观赏建筑物外的天空。图7和图10所示为开合屋盖200处于半开的状态，图8和图11所示为开合屋盖200处于关闭的状态，开合屋盖200的主体210紧邻，用于在不需要开放屋顶(例如下雨)的情况。
本申请的建筑物可以为各种需要设置开合屋盖200的形式，例如，所述建筑物可以为体育馆。其中，如图1所示，体育馆包括下部看台300，组合支承体系100可以支撑在下部看台300上，具体的，拱桁架121、格构柱111和框架柱160均可以支撑在下部看台300上。
根据建筑物的具体形式、尺寸，以及开合屋盖200所需保持的状态(例如全开、半开、关闭)，可以相应设计组合支承体系100的各部分的使用参数。例如，在图示的实施方式中，落地桁架120包括8个拱桁架121，每个拱桁架121的跨度为33m，顶部高度为13m；轨道框架110形成矩形框架，矩形框架的长度(开合方向的尺寸)为54m。设计时，可以通过分析软件(例如有限元分析软件)根据上述尺寸参数等建立模型，以满足轨道桁架110的竖向挠跨在最不利运行状态(即全开状态、半开状态、关闭状态)下不小于1/800，水平挠跨比在最不利运行状态下不小于1/2000来设计相应的构件(例如各桁架的杆件)的尺寸和选材。
以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种开合屋盖的组合支承体系，其特征在于，所述组合支承体系(100)包括用于支撑开合屋盖(200)的轨道梁的轨道框架(110)和设置在所述轨道框架(110)外围的落地桁架(120)，所述轨道框架(110)与所述落地桁架(120)通过钢结构连接，使得所述轨道框架(110)通过所述钢结构向所述落地桁架(120)传递载荷，所述落地桁架(120)包括围绕所述轨道框架(110)设置的多个拱桁架(121)和连接多个所述拱桁架(121)的环桁架(122)，所述环桁架(122)通过所述钢结构连接所述轨道框架(110)，所述钢结构包括与所述轨道框架(110)连接的环向桁架(130)和连接所述环向桁架(130)与所述环桁架(122)的放射状延伸的连接桁架(140)。
2.根据权利要求1所述的开合屋盖的组合支承体系，其特征在于，所述轨道框架(110)包括格构柱(111)和通过所述格构柱(111)支撑的钢桁架(112)，所述钢结构连接所述钢桁架(112)与所述落地桁架(120)。
3.根据权利要求2所述的开合屋盖的组合支承体系，其特征在于，所述钢桁架(112)具有箱型截面。
4.根据权利要求1所述的开合屋盖的组合支承体系，其特征在于，所述轨道框架(110)围成矩形框架，所述环向桁架(130)在所述矩形框架的角部与所述矩形框架连接。
5.根据权利要求1所述的开合屋盖的组合支承体系，其特征在于，所述轨道框架(110)还通过交叉桁架(150)与所述环向桁架(130)连接。
6.根据权利要求4所述的开合屋盖的组合支承体系，其特征在于，所述环向桁架(130)下方支撑有框架柱(160)。
7.一种建筑物，其特征在于，所述建筑物包括权利要求1-6中任意一项所述的开合屋盖的组合支承体系(100)和开合屋盖(200)，所述开合屋盖(200)的轨道梁支撑于所述轨道框架(110)。
8.根据权利要求7所述的建筑物，其特征在于，所述建筑物为体育馆。
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