CN116856629B - 一种含悬挑的多截面降板天窗结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含悬挑的多截面降板天窗结构及其施工方法，天窗结构包含间隔设置且长度渐变的天窗主连梁、连接于天窗主连梁两端的天窗侧封梁、沿着天窗主连梁顺接连接且连接于天窗侧封梁外侧的天窗对接梁、连接于两侧的天窗对接梁外伸端的悬封梁、连接于悬封梁外侧的侧悬挑梁。本发明通过各梁体的联合设置，利于利用两侧悬挑搭设天窗结构、天窗侧封梁和悬封梁，保证了天窗的线型和连接整体性；通过承托梁柱、外侧的外附属梁单元和外悬挑单元的设置，利于天窗结构的整体受力；通过先施工两侧的承托梁柱，后施工天窗处连梁，可保证了两侧功能厅的安装和悬挑的支撑，利于合拢和收缩变形且通过梁体的变截面的设置，便捷施工和合理受力。

Description

一种含悬挑的多截面降板天窗结构及其施工方法

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，特别涉及一种含悬挑的多截面降板天窗结构及其施工方法。

背景技术

随着钢结构建筑的兴起，越来越多各式各样的钢结构被应用。钢结构的天窗也是钢结构整体设计中必不可少的部分。一般的天窗为吊挂式通过预留孔洞设置，还有通过桁架进行造型拼装设置，且天窗的样式多为拱形或圆弧形。如何在多种功能厅展厅内进行组合型天窗设计，且保证天窗的大跨度、而且符合多功能厅的曲率和线型的需求，需要针对性的进行天窗结构设计和施工安装。

发明内容

本发明提供了一种含悬挑的多截面降板天窗结构及其施工方法，用以解决天窗的大跨度、悬挑和支撑以及整体性安装施工等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含悬挑的多截面降板天窗结构，包含间隔设置且长度渐变的天窗主连梁、连接于天窗主连梁两端的天窗侧封梁、沿着天窗主连梁顺接连接且连接于天窗侧封梁外侧的天窗对接梁、连接于两侧的天窗对接梁外伸端的悬封梁、连接于悬封梁外侧的侧悬挑梁；

所述悬封梁呈八字形设置的且半包围天窗侧封梁，天窗侧封梁为八字形且其长度小于悬封梁的长度，悬封梁和天窗侧封梁两者八字形的大开口齐平设置且外联外附属梁单元和外悬挑单元；在悬封梁和天窗侧封梁两者八字形小开口处，悬封梁伸出天窗侧封梁端部且伸出段通过外主连梁连接；

所述侧悬挑梁和天窗对接梁处设置有降板，侧悬挑梁的顶面梁高大于天窗对接梁的顶面；天窗对接梁的梁高大于天窗主连梁的梁高且二者顶面齐平设置。

进一步的，所述天窗侧封梁在天窗对接梁处断开并通过对接板拼接连接，天窗侧封梁为工字型梁；天窗侧封梁顶部与天窗对接梁预留的连接段通过U形件对接连接；其中对接板的尺寸大于天窗对接梁的尺寸；

所述天窗侧封梁在长向间隔设置有加劲肋板，天窗侧封梁的八字形的大开口处敞口弧度小且对应外附属梁单元。

进一步的，所述天窗对接梁包含天窗对接主梁、间隔设置于天窗对接主梁长向的天窗对接加强板、与天窗主连梁连接一端设置的天窗对接横头板和天窗对接竖头板；其中，天窗对接横头板和天窗对接竖头板与工字型的天窗对接主梁合围呈田字形，田字形是上半部分对应连接天窗主连梁。

进一步的，在悬封梁的大转角处天窗对接主梁底部还设置有天窗对接底连板、以及连接于天窗对接主梁和天窗对接底连板之间的天窗对接底竖板；所述天窗对接底连板为折线板，其在天窗主连梁一端弯折闭合。

进一步的，所述悬封梁包含上悬封梁、与上悬封梁平行设置的下悬封梁、分别连接于上悬封梁和下悬封梁端部的悬封中连板、以及连接于上悬封梁或下悬封梁与侧悬挑梁之间的悬加劲板；

所述上悬封梁和下悬封梁为工字型梁，工字型梁的中部腹板处连接有水平设置的悬封中连板，悬封中连板与侧悬挑梁对应连接。

进一步的，侧悬挑梁包含侧悬顶板、侧悬底板、连接于侧悬顶板和侧悬底板之间的侧悬腹板、连接于侧悬腹板上的侧悬中板、以及连接于侧悬中板分别与侧悬顶板或侧悬底板之间的侧悬竖板；

所述侧悬中板垂直连接于侧悬腹板上且斜向布置，侧悬中板斜向低的一端设置于临近天窗主连梁一侧；侧悬底板的宽度大于侧悬顶板的宽度；

侧悬中板与上悬封梁或下悬封梁之间通过悬加劲板连接。

进一步的，侧悬挑梁外侧分别设置有单排的边支撑梁和双排的边第一承托梁及边第二承托梁，边支撑梁、边第一承托梁和边第二承托梁下均设置有承托立柱；第一承托梁和边第二承托梁之间还连接有边承托次梁，边承托次梁顺接侧悬挑梁设置。

进一步的，所述外附属梁单元包含呈渐扩形布置的外属主梁、连接于外属主梁外端的外属封梁、连接于外属主梁之间的外属连梁、铰接连接于外属主梁处的外属补强梁、以及设置于外属封梁上的外属梁立柱；

所述外属主梁对应天窗主连梁还设置有倒八字形，倒八字形内部分设置有天窗主连梁，部分设置有外属连梁。

进一步的，所述外悬挑单元包含沿外属主梁设置的外悬挑主梁、连接于外悬挑主梁外端的外悬挑封梁、连接于外悬挑主梁之间的外悬挑连梁、以及连接于外悬挑主梁之间的外悬挑补强梁；

外悬挑主梁与外属封梁处还设置有内设置有外悬挑封梁，内外两个外悬挑封梁与外悬挑主梁合围呈口字形；

中部的外悬挑主梁沿着呈倒八字形的外属主梁设置为三角形，三角形内部连接外悬挑连梁。

进一步的，含悬挑的多截面降板天窗结构的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、通过三维软件将天窗结构进行深化，重点明确天窗主连梁、天窗侧封梁、天窗对接梁、外主连梁、悬封梁和侧悬挑梁的位置、尺寸和编号；尤其对于天窗侧封梁和悬封梁的弧形设置需要明确其空间坐标，便于后期校核；

步骤二、现场施工时，先施工承托立柱和外属梁立柱，而后施工边第一承托梁、边第二承托梁、边承托次梁、和边支撑梁；

步骤三、形成了两侧的承托体系后续，再施工侧悬挑梁、悬封梁、天窗对接梁、天窗侧封梁，最后施工天窗主连梁和外主连梁；其中，对于外主连梁与承托体系之间处还设置有加固斜撑；

步骤四、完成天窗主连梁和外主连梁的施工后，再进行外附属梁单元和外悬挑单元的施工；由此最终形成悬挑的多截面降板天窗结构。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过天窗主连梁、天窗侧封梁、天窗对接梁、悬封梁、侧悬挑梁的联合设置，利于利用两侧悬挑搭设天窗结构，而且通过天窗侧封梁和悬封梁，保证了天窗的线型和连接整体性；

2）本发明通过两侧的承托梁柱、外侧的外附属梁单元和外悬挑单元的设置，利于天窗结构的整体受力，且进一步保证了钢结构的造型的可变和美观性；

3）本发明通过先施工两侧的承托梁柱，后施工天窗处连梁，可保证了两侧功能厅的安装和悬挑的支撑，天窗的连接利于两侧的合拢和收缩变形且通过梁体的变截面的设置，便捷施工和合理受力。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是含悬挑的多截面降板天窗结构立体示意图；

图2是含悬挑的多截面降板天窗结构俯视示意图；

图3是外主连梁及其连接结构示意图；

图4是天窗对接梁及其连接结构示意图；

图5是悬封梁及其连接结构示意图；

图6是侧悬挑梁及其连接结构示意图；

图7是天窗主连梁、天窗对接梁及侧悬挑梁连接俯视示意图；

图8是外附属梁单元和外悬挑单元连接结构俯视示意图。

附图标记：1-天窗主连梁、2-天窗侧封梁、3-天窗对接梁、31-天窗对接主梁、32-天窗对接加强板、33-天窗对接底连板、34-天窗对接底竖板、35-天窗对接横头板、36-天窗对接竖头板、4-外主连梁、5-悬封梁、51-上悬封梁、52-下悬封梁、53-悬封中连板、54-悬加劲板、6-侧悬挑梁、61-侧悬顶板、62-侧悬底板、63-侧悬腹板、64-侧悬中板、65-侧悬竖板、7-边第一承托梁、8-边第二承托梁、9-边承托次梁、10-承托立柱、11-边支撑梁、12-外附属梁单元、121-外属主梁、122-外属封梁、123-外属连梁、124-外属补强梁、13-外属梁立柱、14-外悬挑单元、141-外悬挑主梁、142-外悬挑封梁、143-外悬挑连梁、144-外悬挑补强梁、15-对接板、16-加固斜撑。

具体实施方式

以某永久会址为例，本工程钢结构为异形曲面钢框架结构，主要包括地下室部分和地上两大部分。地下两层，地上钢结构一层，局部夹层，设计有多个大空间区域，构件形式复杂多样，材质有Q355GJC和Q460GJC。根据结构布置和构件特点，划分为主会场钢梁、宴会厅钢梁、多功能厅钢梁等。在主会场钢梁和宴会厅钢梁之间设置有天窗结构。如图1至图8所示，一种含悬挑的多截面降板天窗结构，包含间隔设置且长度渐变的天窗主连梁1、连接于天窗主连梁1两端的天窗侧封梁2、沿着天窗主连梁1顺接连接且连接于天窗侧封梁2外侧的天窗对接梁3、连接于两侧的天窗对接梁3外伸端的悬封梁5、连接于悬封梁5外侧的侧悬挑梁6。

所述悬封梁5呈八字形设置的且半包围天窗侧封梁2，天窗侧封梁2为八字形且其长度小于悬封梁5的长度，悬封梁5和天窗侧封梁2两者八字形的大开口齐平设置且外联外附属梁单元12和外悬挑单元14；在悬封梁5和天窗侧封梁2两者八字形小开口处，悬封梁5伸出天窗侧封梁2端部且伸出段通过外主连梁4连接。

本实施例中，侧悬挑梁6和天窗对接梁3处设置有降板，侧悬挑梁6的顶面梁高大于天窗对接梁3的顶面；天窗对接梁3的梁高大于天窗主连梁1的梁高且二者顶面齐平设置。

本实施例中，天窗侧封梁2在天窗对接梁3处断开并通过对接板15拼接连接，天窗侧封梁2为工字型梁；天窗侧封梁2顶部与天窗对接梁3预留的连接段通过U形件对接连接；其中对接板15的尺寸大于天窗对接梁3的尺寸；天窗侧封梁2在长向间隔设置有加劲肋板，天窗侧封梁2的八字形的大开口处敞口弧度小且对应外附属梁单元12。

本实施例中，天窗对接梁3包含天窗对接主梁31、间隔设置于天窗对接主梁31长向的天窗对接加强板32、与天窗主连梁1连接一端设置的天窗对接横头板35和天窗对接竖头板36；其中，天窗对接横头板35和天窗对接竖头板36与工字型的天窗对接主梁31合围呈田字形，田字形是上半部分对应连接天窗主连梁1。

本实施例中，在悬封梁5的大转角处天窗对接主梁31底部还设置有天窗对接底连板33、以及连接于天窗对接主梁31和天窗对接底连板33之间的天窗对接底竖板34；所述天窗对接底连板33为折线板，其在天窗主连梁1一端弯折闭合。悬封梁5包含上悬封梁51、与上悬封梁51平行设置的下悬封梁52、分别连接于上悬封梁51和下悬封梁52端部的悬封中连板53、以及连接于上悬封梁51或下悬封梁52与侧悬挑梁6之间的悬加劲板54；上悬封梁51和下悬封梁52为工字型梁，工字型梁的中部腹板处连接有水平设置的悬封中连板53，悬封中连板53与侧悬挑梁6对应连接。

本实施例中，侧悬挑梁6包含侧悬顶板61、侧悬底板62、连接于侧悬顶板61和侧悬底板62之间的侧悬腹板63、连接于侧悬腹板63上的侧悬中板64、以及连接于侧悬中板64分别与侧悬顶板61或侧悬底板62之间的侧悬竖板65；侧悬中板64垂直连接于侧悬腹板63上且斜向布置，侧悬中板64斜向低的一端设置于临近天窗主连梁1一侧；侧悬底板62的宽度大于侧悬顶板61的宽度；侧悬中板64与上悬封梁51或下悬封梁52之间通过悬加劲板54连接。

本实施例中，侧悬挑梁6外侧分别设置有单排的边支撑梁11和双排的边第一承托梁7及边第二承托梁8，边支撑梁11、边第一承托梁7和边第二承托梁8下均设置有承托立柱10；第一承托梁和边第二承托梁8之间还连接有边承托次梁9，边承托次梁9顺接侧悬挑梁6设置。边第一承托梁7和边第二承托梁8对应主会场钢梁设置，边支撑梁11对应宴会厅钢梁钢梁设置。

本实施例中，外附属梁单元12包含呈渐扩形布置的外属主梁121、连接于外属主梁121外端的外属封梁122、连接于外属主梁121之间的外属连梁123、铰接连接于外属主梁121处的外属补强梁124、以及设置于外属封梁122上的外属梁立柱13；

外属主梁121对应天窗主连梁1还设置有倒八字形，倒八字形内部分设置有天窗主连梁1，部分设置有外属连梁123。

本实施例中，外悬挑单元14包含沿外属主梁121设置的外悬挑主梁141、连接于外悬挑主梁141外端的外悬挑封梁142、连接于外悬挑主梁141之间的外悬挑连梁143、以及连接于外悬挑主梁141之间的外悬挑补强梁144；外悬挑主梁141与外属封梁122处还设置有内设置有外悬挑封梁142，内外两个外悬挑封梁142与外悬挑主梁141合围呈口字形；中部的外悬挑主梁141沿着呈倒八字形的外属主梁121设置为三角形，三角形内部连接外悬挑连梁143。

结合图1至图8所示，进一步说明一种含悬挑的多截面降板天窗结构的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、通过三维软件将天窗结构进行深化，重点明确天窗主连梁1、天窗侧封梁2、天窗对接梁3、外主连梁4、悬封梁5和侧悬挑梁6的位置、尺寸和编号；尤其对于天窗侧封梁2和悬封梁5的弧形设置需要明确其空间坐标，便于后期校核。

步骤二、现场施工时，先施工承托立柱10和外属梁立柱13，而后施工边第一承托梁7、边第二承托梁8、边承托次梁9、和边支撑梁11。

步骤三、形成了两侧的承托体系后续，再施工侧悬挑梁6、悬封梁5、天窗对接梁3、天窗侧封梁2，最后施工天窗主连梁1和外主连梁4；其中，对于外主连梁4与承托体系之间处还设置有加固斜撑16。

步骤四、完成天窗主连梁1和外主连梁4的施工后，再进行外附属梁单元12和外悬挑单元14的施工；由此最终形成悬挑的多截面降板天窗结构。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，包含间隔设置且长度渐变的天窗主连梁（1）、连接于天窗主连梁（1）两端的天窗侧封梁（2）、沿着天窗主连梁（1）顺接连接且连接于天窗侧封梁（2）外侧的天窗对接梁（3）、连接于两侧的天窗对接梁（3）外伸端的悬封梁（5）、连接于悬封梁（5）外侧的侧悬挑梁（6）；

所述悬封梁（5）呈八字形设置的且半包围天窗侧封梁（2），天窗侧封梁（2）为八字形且其长度小于悬封梁（5）的长度，悬封梁（5）和天窗侧封梁（2）两者八字形的大开口齐平设置且外联外附属梁单元（12）和外悬挑单元（14）；在悬封梁（5）和天窗侧封梁（2）两者八字形小开口处，悬封梁（5）伸出天窗侧封梁（2）端部且伸出段通过外主连梁（4）连接；

所述天窗对接梁（3）包含天窗对接主梁（31）、间隔设置于天窗对接主梁（31）长向的天窗对接加强板（32）、与天窗主连梁（1）连接一端设置的天窗对接横头板（35）和天窗对接竖头板（36）；

所述侧悬挑梁（6）和天窗对接梁（3）处设置有降板，侧悬挑梁（6）的顶面梁高大于天窗对接梁（3）的顶面；天窗对接梁（3）的梁高大于天窗主连梁（1）的梁高且二者顶面齐平设置。

2.如权利要求1所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，所述天窗侧封梁（2）在天窗对接梁（3）处断开并通过对接板（15）拼接连接，天窗侧封梁（2）为工字型梁；天窗侧封梁（2）顶部与天窗对接梁（3）预留的连接段通过U形件对接连接；其中对接板（15）的尺寸大于天窗对接梁（3）的尺寸；

所述天窗侧封梁（2）在长向间隔设置有加劲肋板，天窗侧封梁（2）的八字形的大开口处敞口弧度小且对应外附属梁单元（12）。

3.如权利要求1所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，天窗对接横头板（35）和天窗对接竖头板（36）与工字型的天窗对接主梁（31）合围呈田字形，田字形是上半部分对应连接天窗主连梁（1）。

4.如权利要求3所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，在悬封梁（5）的大转角处天窗对接主梁（31）底部还设置有天窗对接底连板（33）、以及连接于天窗对接主梁（31）和天窗对接底连板（33）之间的天窗对接底竖板（34）；所述天窗对接底连板（33）为折线板，其在天窗主连梁（1）一端弯折闭合。

5.如权利要求1所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，所述悬封梁（5）包含上悬封梁（51）、与上悬封梁（51）平行设置的下悬封梁（52）、分别连接于上悬封梁（51）和下悬封梁（52）端部的悬封中连板（53）、以及连接于上悬封梁（51）或下悬封梁（52）与侧悬挑梁（6）之间的悬加劲板（54）；

所述上悬封梁（51）和下悬封梁（52）为工字型梁，工字型梁的中部腹板处连接有水平设置的悬封中连板（53），悬封中连板（53）与侧悬挑梁（6）对应连接。

6.如权利要求5所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，侧悬挑梁（6）包含侧悬顶板（61）、侧悬底板（62）、连接于侧悬顶板（61）和侧悬底板（62）之间的侧悬腹板（63）、连接于侧悬腹板（63）上的侧悬中板（64）、以及连接于侧悬中板（64）分别与侧悬顶板（61）或侧悬底板（62）之间的侧悬竖板（65）；

所述侧悬中板（64）垂直连接于侧悬腹板（63）上且斜向布置，侧悬中板（64）斜向低的一端设置于临近天窗主连梁（1）一侧；侧悬底板（62）的宽度大于侧悬顶板（61）的宽度；

侧悬中板（64）与上悬封梁（51）或下悬封梁（52）之间通过悬加劲板（54）连接。

7.如权利要求1所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，侧悬挑梁（6）外侧分别设置有单排的边支撑梁（11）和双排的边第一承托梁（7）及边第二承托梁（8），边支撑梁（11）、边第一承托梁（7）和边第二承托梁（8）下均设置有承托立柱（10）；第一承托梁和边第二承托梁（8）之间还连接有边承托次梁（9），边承托次梁（9）顺接侧悬挑梁（6）设置。

8.如权利要求1所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，所述外附属梁单元（12）包含呈渐扩形布置的外属主梁（121）、连接于外属主梁（121）外端的外属封梁（122）、连接于外属主梁（121）之间的外属连梁（123）、铰接连接于外属主梁（121）处的外属补强梁（124）、以及设置于外属封梁（122）上的外属梁立柱（13）；

所述外属主梁（121）对应天窗主连梁（1）还设置有倒八字形，倒八字形内部分设置有天窗主连梁（1），部分设置有外属连梁（123）。

9.如权利要求8所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构，其特征在于，所述外悬挑单元（14）包含沿外属主梁（121）设置的外悬挑主梁（141）、连接于外悬挑主梁（141）外端的外悬挑封梁（142）、连接于外悬挑主梁（141）之间的外悬挑连梁（143）、以及连接于外悬挑主梁（141）之间的外悬挑补强梁（144）；

外悬挑主梁（141）与外属封梁（122）处还设置有内设置有外悬挑封梁（142），内外两个外悬挑封梁（142）与外悬挑主梁（141）合围呈口字形；

中部的外悬挑主梁（141）沿着呈倒八字形的外属主梁（121）设置为三角形，三角形内部连接外悬挑连梁（143）。

10.一种如权利要求1至9任意一项所述的一种含悬挑的多截面降板天窗结构的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、通过三维软件将天窗结构进行深化，重点明确天窗主连梁（1）、天窗侧封梁（2）、天窗对接梁（3）、外主连梁（4）、悬封梁（5）和侧悬挑梁（6）的位置、尺寸和编号；对于天窗侧封梁（2）和悬封梁（5）的弧形设置需要明确其空间坐标，便于后期校核；

步骤二、现场施工时，先施工承托立柱（10）和外属梁立柱（13），而后施工边第一承托梁（7）、边第二承托梁（8）、边承托次梁（9）、和边支撑梁（11）；

步骤三、形成了两侧的承托体系后续，再施工侧悬挑梁（6）、悬封梁（5）、天窗对接梁（3）、天窗侧封梁（2），最后施工天窗主连梁（1）和外主连梁（4）；其中，对于外主连梁（4）与承托体系之间处还设置有加固斜撑（16）；

步骤四、完成天窗主连梁（1）和外主连梁（4）的施工后，再进行外附属梁单元（12）和外悬挑单元（14）的施工；由此最终形成悬挑的多截面降板天窗结构。