CN210597597U - 一种空间双向空腹桁架结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大跨度钢结构设计与建造技术领域，尤其涉及一种空间双向空腹桁架结构体系，包括梁柱框架结构及空腹桁架结构，梁柱框架结构包括地面层、楼面层及屋面层，楼面层位于地面层上方且固定连接于地面层，屋面层位于楼面层的上方且固定连接于楼面层，空腹桁架结构设于梁柱框架结构内，空腹桁架结构包括多根下弦杆、多根上弦杆及多根第一竖腹杆，各下弦杆设于楼面层，各上弦杆设于屋面层，各第一竖腹杆固定连接于各下弦杆及各上弦杆。采用本实用新型的结构，具有楼层刚度均匀、扩大建筑物使用空间等优点，从而有利于建筑内部空间和桁架材料均强度得到充分使用。此外，本实用新型的结构还可提高弦杆稳定性且桁架竖向变形小。

Description

一种空间双向空腹桁架结构体系

技术领域

本实用新型涉及大跨度钢结构设计与建造技术领域，尤其涉及一种空间双向空腹桁架结构体系。

背景技术

目前现有常用技术实现建筑的大跨度体系主要有以下几种形式：框架结构体系、空间结构体系、悬索斜拉结构体系。具体地，框架结构体系是指整个结构都是由梁、柱组成的框架来承受竖向荷载和侧向荷载的结构体系，且梁截面的尺寸一般较大。空间结构是指在大厅式平面组合中，高度及体积都很大的空间结构，例如剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅等，空间结构体系一般有单向桁架结构、网架结构或其他空间刚性结构形式。悬索斜拉结构体系包括悬索、斜拉索的结构形式，多用于桥梁。

上述提及的现有常用技术形式在实现建筑大跨度体系时存在以下不足：首先，大跨度结构构件一般需要较大的截面尺寸或较大的空间尺寸，建筑跨度越大，所使用的水平结构构件的截面或所占的空间尺寸也会越大，水平构件截面尺寸或空间尺寸的增大同时会引起竖向构件截面尺寸的增大、节点构造尺寸的加大，影响建筑的平面功能布置；其次，大跨度结构多设置于屋面，当适用于楼层时，需较大的结构构件的尺寸或在楼层位置设置空间结构的斜向杆件，影响建筑立面效果。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种空间双向空腹桁架结构体系，通过将空腹桁架结构设于梁柱框架结构内形成空间、多层建筑结构，能够有利于建筑内部空间的利用。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种空间双向空腹桁架结构体系，包括

梁柱框架结构，包括地面层、楼面层及屋面层，所述楼面层位于所述地面层上方且固定连接于所述地面层，所述屋面层位于所述楼面层上方且固定连接于所述楼面层；

空腹桁架结构，设于所述梁柱框架结构内，所述空腹桁架结构包括多根下弦杆、多根上弦杆及多根第一竖腹杆，各所述下弦杆设于所述楼面层，各所述上弦杆设于所述屋面层，各所述第一竖腹杆分别固定连接于各所述下弦杆及各所述上弦杆。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型实施例中，所述地面层包括多根间隔且围合设置在地面的地面支撑柱，所述楼面层包括多根楼面主梁以及多根楼面支撑柱，每一根所述楼面主梁固定连接于相邻两所述地面支撑柱之间，各所述楼面支撑柱分别固定连接于各所述地面支撑柱且自各所述地面支撑柱向上延伸，所述屋面层包括多根屋面主梁，每一根所述屋面主梁固定连接于相邻的两所述楼面支撑柱之间。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型实施例中，各所述下弦杆固定连接于两相对设置的所述地面支撑柱及所述楼面主梁之间，各所述上弦杆固定连接于两相对设置的所述楼面支撑柱及所述屋面主梁之间。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型实施例中，所述梁柱框架结构还包括楼面梁柱连接结构及屋面梁柱连接结构，所述地面支撑柱、所述楼面主梁及所述楼面支撑柱通过所述楼面梁柱连接结构固定连接，所述楼面支撑柱及所述屋面主梁通过屋面梁柱连接结构连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型实施例中，所述楼面层还包括多根楼面支柱，各所述楼面支柱的两端分别固定连接于所述楼面主梁和与所述楼面主梁相对的所述屋面主梁之间。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型实施例中，所述下弦杆及所述上弦杆上分别浇筑有混凝土以形成混凝土楼板。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型实施例中，所述楼面层为一层楼面层，或者

所述楼面层为间隔设置的多层楼面层，每层所述楼面层均对应设有所述下弦杆，两相邻的所述楼面层的所述下弦杆之间连接有第二竖腹杆。

本实用新型实施例提供了一种空间双向空腹桁架结构体系，具有以下有益效果：

(1)楼层刚度均匀：由于在楼层中设置双向空腹桁架结构，桁架的上弦杆和下弦杆分散了梁柱结构所需要承受的部分内力，故梁柱的截面无须使用较大尺寸，各楼层结构构件尺寸均匀合理，也使得整体楼层的刚度更均匀。

(2)建筑物使用空间灵活：双向空腹桁架无斜杆，对建筑使用功能区域无影响，有利于建筑物使用空间的灵活布置。

(3)有利于建筑内部空间和桁架材料强度均得到充分使用：双向空腹桁架弦杆截面尺寸较小，不会占据较多的建筑内部空间，使得建筑内部空间可充分利用；另外，双向空腹桁架的上弦杆主要受压，下弦杆主要受拉，通过设置结构楼层，提高构件的稳定性，使各弦杆的截面得以充分发挥材料强度应力，受力更为合理。

(4)提高弦杆稳定性：空腹桁架的上弦杆、下弦杆以及可能出现中间楼层的弦杆均浇筑混凝土形成混凝土楼板，可以有效地约束桁架弦杆，有利于提高弦杆稳定性，且充分发挥弦杆截面强度应力，同时整体桁架刚度大，桁架结构竖向变形小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例公开的空间双向空腹桁架结构体系的结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的梁柱框架结构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例公开的空腹桁架结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种空间双向空腹桁架结构体系，通过将空腹桁架结构设于梁柱框架结构内形成空间、多层建筑结构，能够有利于建筑内部空间的利用。

以下将结合实施例和附图进行详细描述。

请一并参阅图1至图3，本实施例提供了一种空间双向空腹桁架结构体系，包括梁柱框架结构1及空腹桁架结构2，梁柱框架结构1包括地面层11、楼面层12及屋面层13，楼面层12位于地面层11上方且固定连接于地面层11，屋面层13位于楼面层12上方且固定连接于楼面层12；空腹桁架结构2设于梁柱框架结构1内，空腹桁架结构2包括多根下弦杆21、多根上弦杆22及多根第一竖腹杆23，各下弦杆21设于楼面层12，各上弦杆22设于屋面层13，各第一竖腹杆23分别固定连接于各下弦杆21及各上弦杆22。

采用这样的方式，具有以下有益效果：一、由于在楼层中设置双向空腹桁架结构2，桁架的上弦杆22和下弦杆21分散了梁柱结构所需要承受的部分内力，故梁柱的截面无须使用较大尺寸，各楼层结构构件尺寸合理均匀，也使得整体楼层的刚度更均匀；二、双向空腹桁架无斜杆，对建筑使用功能区域无影响，有利于建筑物使用空间的灵活布置；三、双向空腹桁架弦杆截面尺寸较小，不会占据较多的建筑内部空间，使得建筑内部空间可充分利用；另外，双向空腹桁架的上弦杆22主要受压，下弦杆21主要受拉，通过设置结构楼层，提高构件的稳定性，使各弦杆的截面得以充分发挥材料强度应力，受力更为合理。

如图2所示，在本实施例中，地面层11包括多根间隔且围合设置的地面支撑柱111，楼面层12包括多根楼面主梁121及多根楼面支撑柱122，每一根楼面主梁121固定连接于相邻两地面支撑柱111之间，各楼面支撑柱122分别固定连接于各地面支撑柱111且自各地面支撑柱122向上延伸，屋面层13包括多根屋面主梁131，每一根屋面主梁131固定连接于相邻的两楼面支撑柱122之间。以及，地面支撑柱111的一端固设于地面，另一端分别固定连接于楼面主梁121及楼面支撑柱122的一端，屋面主梁131固定连接于楼面支撑柱122的另一端。具体地，各地面支撑柱111的一端固定连接于地面，另一端固定连接于两侧的楼面主梁121及上方的各楼面支撑柱122，每一根楼面支撑柱122的另一端固定连接于两侧的屋面主梁131。

进一步地，梁柱框架结构1还包括楼面梁柱连接结构(图未示)及屋面梁柱连接结构(图未示)，地面支撑柱111、楼面主梁121及楼面支撑柱122通过楼面梁柱连接结构固定连接，楼面支撑柱122及屋面主梁131通过屋面梁柱连接结构连接。具体地，由于各地面支撑柱111的一端固定连接于两侧的楼面主梁121及上方的楼面支撑柱122，各楼面支撑柱122的另一端固定连接于两侧的屋面主梁131，楼面梁柱连接结构设有四个连接口，分别连接于地面支撑柱111、两侧的楼面主梁121及楼面支撑柱122，屋面梁柱连接结构设有三个连接口，分别连接于楼面支撑柱122及两侧的屋面主梁131。

更进一步地，楼面层12还包括多根楼面支柱123，各楼面支柱123的两端分别固定连接于各楼面主梁121和与楼面主梁121相对的屋面主梁131之间，用于加固梁柱框架结构1。

在本实施例中，各下弦杆21固定连接于两相对设置的地面支撑柱111及楼面主梁121之间，各上弦杆22固定连接于两相对设置的楼面支撑住122及屋面主梁131之间。

进一步地，下弦杆21及上弦杆22上分别浇筑混凝土以形成混凝土楼板，空腹桁架的上弦杆22、下弦杆21以及可能出现中间楼层的弦杆均浇筑混凝土形成混凝土楼板，可以有效地约束桁架弦杆，有利于提高弦杆稳定性，且充分发挥弦杆截面强度应力，同时整体桁架刚度大，桁架结构竖向变形小。

在本实施例中，楼面层12可为一层楼面层12，或者楼面层12为间隔设置的多层楼面层12。当楼面层12为间隔设置的多层楼面层12时，每层楼面层12均对应设有多根下弦杆21，两相邻楼面层12的下弦杆21之间连接有第二竖腹杆，第二竖腹杆固定连接于两相邻楼面层12的下弦杆21，本实施例仅以楼面层12为两层的双向空腹桁架结构体系为例进行图示。

本实用新型实施例提供的一种空间双向空腹桁架结构体系，通过将空腹桁架结构设于梁柱框架结构内形成多层建筑结构，使得该建筑结构楼层刚度均匀，且该空腹桁架无斜杆，有利于建筑物使用空间的灵活布置，空腹桁架的上弦杆主要受压，下弦杆主要受拉，有利于建筑内部空间和桁架材料强度均得到充分使用、提高构件的稳定性，使各弦杆的截面得以充分发挥材料强度应力，受力更为合理。

以上对本实用新型实施例公开的一种空间双向空腹桁架结构体系进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种空间双向空腹桁架结构体系，其特征在于，包括

梁柱框架结构，包括地面层、楼面层及屋面层，所述楼面层位于所述地面层上方且固定连接于所述地面层，所述屋面层位于所述楼面层上方且固定连接于所述楼面层；

空腹桁架结构，设于所述梁柱框架结构内，所述空腹桁架结构包括多根下弦杆、多根上弦杆及多根第一竖腹杆，各所述下弦杆设于所述楼面层，各所述上弦杆设于所述屋面层，各所述第一竖腹杆分别固定连接于各所述下弦杆及各所述上弦杆。

2.根据权利要求1所述的空腹桁架结构体系，其特征在于，所述地面层包括多根间隔且围合设置在地面的地面支撑柱，所述楼面层包括多根楼面主梁以及多根楼面支撑柱，每一根所述楼面主梁固定连接于相邻两所述地面支撑柱之间，各所述楼面支撑柱分别固定连接于各所述地面支撑柱且自各所述地面支撑柱向上延伸，所述屋面层包括多根屋面主梁，每一根所述屋面主梁固定连接于相邻的两所述楼面支撑柱之间。

3.根据权利要求2所述的空腹桁架结构体系，其特征在于，各所述下弦杆固定连接于两相对设置的所述地面支撑柱及所述楼面主梁之间，各所述上弦杆固定连接于两相对设置的所述楼面支撑柱及所述屋面主梁之间。

4.根据权利要求2或3所述的空腹桁架结构体系，其特征在于，所述梁柱框架结构还包括楼面梁柱连接结构及屋面梁柱连接结构，所述地面支撑柱、所述楼面主梁及所述楼面支撑柱通过所述楼面梁柱连接结构固定连接，所述楼面支撑柱及所述屋面主梁通过屋面梁柱连接结构连接。

5.根据权利要求2或3所述的空腹桁架结构体系，其特征在于，所述楼面层还包括多根楼面支柱，各所述楼面支柱的两端分别固定连接于所述楼面主梁和与所述楼面主梁相对的所述屋面主梁之间。

6.根据权利要求1至3任一所述的空腹桁架结构体系，其特征在于，所述下弦杆及所述上弦杆上分别浇筑混凝土以形成混凝土楼板。

7.根据权利要求1至3任一所述的空腹桁架结构体系，其特征在于，所述楼面层为一层楼面层，或者

所述楼面层为间隔设置的多层楼面层，每层所述楼面层均设有所述下弦杆，两相邻的所述楼面层的所述下弦杆之间连接有第二竖腹杆。

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