CN218622581U - 一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及设计施工技术领域，具体涉及一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，包括：刚性架，至少包括两根承受载荷的竖直部；若干抗风桁架，水平且间隔设置于相邻的两竖直部间，并与竖直部刚性连接；若干抗风柱，竖直且间隔设置于相邻的两抗风桁架间，并与抗风桁架刚性连接。本实用新型通过将抗风桁架、抗风柱组合，风载荷的传播途径依次是抗风柱、抗衡桁架、轻钢结构钢柱、基础。采用本实用新型的方案既可有效抵抗轻钢结构的风荷载，又满足建设施工、工艺生产的使用要求；同时降低了抗风所需的耗材，整体上节省了刚才的用量；也减少了抗风结构对厂房室内的空间占据，避免了对室内生产的影响。

Description

一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构

技术领域

本实用新型涉及设计施工技术领域，具体涉及一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构。

背景技术

轻钢结构作为一种年轻而极具生命力的新型钢结构体系，近年来用户的需求不断向超高和大跨度的方向发展，由此对轻钢结构设计中至关重要的“抵抗风荷载问题”提出了更高要求。目前，行业内为抵抗风荷载(表现为风吸力或风压力)产生的侧向力，通常在建筑山墙侧设置抗风柱，单纯靠抗风柱来抵抗山墙处的风荷载，存在以下弊端：

1)应用于超高型(大于18米)轻钢结构时抗风柱截面大，用钢量多，影响使用，且抗风柱截面会随高度、跨度、基本风压等条件的增加而不断加大。钢柱截面增加，不仅增加了钢材的耗费，占用更多室内使用面积，阻碍人员通行，亦给门窗洞口的开设带来不便。

2)应用于有高低跨转换的超高型(大于18米)轻钢结构时，高跨的抗风柱需在地面生根，阻挡厂房内的通道，如抗风柱不落地，则相应结构无法有效抵抗此处的侧向风荷载。

3)应用于大跨度(大于24米)轻钢结构时，墙面体系(包括墙梁、系杆等)的型材截面大，用钢量多，施工难度大。

上述存在的技术问题，导致了当前的抗风结构耗费成本高，影响厂房内部实用空间，也不利于进行大跨度施工，故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

至少为克服其中一种上述内容提到的缺陷，本实用新型提出一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，通过设置与抗风柱配合的桁架结构增加整体抗风性能，同时可减小抗风柱的用材消耗，适应超高型的轻钢结构施工，也能够实现大跨度的轻钢结构施工。

为了实现上述目的，本实用新型公开的安装结构可采用如下提出的技术方案：

一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，包括：

刚性架，至少包括两根承受载荷的竖直部；

若干抗风桁架，水平且间隔设置于相邻的两竖直部间，并与竖直部刚性连接；

若干抗风柱，竖直且间隔设置于相邻的两抗风桁架间，并与抗风桁架刚性连接。

上述公开的安装结构，通过刚性架作为承载的基础，对抗风桁架和抗风柱进行承重。在厂房山墙的一侧设置好刚性架和抗风桁架、抗风柱，根据厂房的高度计算并设置抗风桁架和抗风柱的数量，连续设置后可满足超高高度情况下的抗风需求。当厂房内可以设置抗风柱时，最下部的抗风柱底端可落地，因此抗风柱为抗风桁架提供支点，可减少抗风桁架的跨度，同时由于抗风桁架的分担作用，抗风柱的受风面积减小，风荷载效应减弱，相应截面亦可减小。当厂房内不能设置抗风柱时，例如在高低跨的交接处抗风柱无法落地，此时可设置抗风桁架为抗风柱提供支点，将抗风柱设置于抗风桁架顶部，上下端以铰接形式与抗风桁架或轻钢结构钢梁连接，使抗风桁架与抗风柱得以共同作用，有效抵抗风荷载的同时减小抗风柱、抗风桁架的型材截面。

进一步的，本实用新型中可采用多种结构的抗风桁架，其结构能够满满足跨度需求，以及与抗风柱连接配合，提高整体的抗风性即可。具体的，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的抗风桁架包括水平设置的若干弦杆，和若干连接相邻两根弦杆的腹杆，沿抗风桁架长度方向延伸的侧面中至少包括一平行于竖直部的竖直面，一垂直于竖直部的水平面和连接竖直面与水平面的斜面。采用如此方案时，所述的弦杆横向设置满足跨度的需求，腹杆设置于弦杆之间增加整体性，提高抗风桁架的整体强度，能够与抗风柱配合实现高抗风需求。

再进一步，弦杆和腹杆的具体结构并不唯一进行限定，其能够满足强度和刚度需求即可，例如，在一些技术方案中，所述的弦杆和腹杆采用圆钢管、方钢、角钢、槽钢或H型钢制成。采用如此方案时，弦杆和腹杆可采用相同结构的材料，也可采用不同的结构的材料。

进一步的，在本实用新型中，腹杆短而密集，其设置方式并不唯一限定，例如在一些方案中可采用相互平行设置，在一些方案中采用交叉设置，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的腹杆与连接的两根弦杆形成夹角，两根弦杆之间的相邻两腹杆有一端相接。采用如此方案时，相邻的腹杆与弦杆配合设置后形成三角形稳定结构，极大的满足了强度的需求。

再进一步，弦杆与腹杆的配合设置方式也不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的弦杆与腹杆通过焊接固定。采用如此方案时，弦杆与腹杆的刚性连接稳定可靠，形成的抗风桁架整体强度更好。

进一步的，在设置抗风桁架时，其斜面可起到斜撑的目的，为了提高斜撑的效果，此处对斜面的设置倾角进行优化改进，举出如下一种可行的选择：所述的斜面与水平面之间的夹角为45°～75°。采用如此方案时，抗风桁架的三个面的面积可设置为不相等，即设置水平面的宽度与竖直面的高度不相等，在调整水平面宽度和竖直面高度的同时，斜面的倾角也随之变动。

进一步的，在本实用新型中，抗风柱的与抗风桁架的连接方式并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的抗风柱通过铰接的方式与抗风桁架的弦杆连接。采用如此方案时，方便抗风柱和抗风桁架的灵活连接设定，可根据实际情况调整连接位置，提高了整体结构的使用灵活性。

进一步的，在本实用新型中，抗风柱的结构也并不唯一限定，其可采用多种结构制成，例如在一些方案中，所述的抗风柱采用圆钢管、方钢、角钢、槽钢或H型钢制成。采用如此方案时，根据实际的连接结构可灵活选择抗风柱的结构形式。

进一步的，在本实用新型中，刚性架用于整体的支撑和承载，其结构并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的刚性架包括门式结构架，门式结构架竖直的两侧部为竖直部，竖直部的顶端通过横梁结构连接。采用如此方案时，顶部的横梁可采用平直梁，也可采用拱形梁、三角梁等结构。

再进一步，在本实用新型中，位于最上部的抗风柱的顶端与横梁结构连接，且底端与抗风桁架连接。采用如此方案时，抗风柱可通过铰接的方式与横梁结构连接，也可通过焊接的方式固定连接。

与现有技术相比，本实用新型公开技术方案的部分有益效果包括：

本实用新型通过将抗风桁架、抗风柱有机组合，形成一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的新型结构形式，采用本方案时，风载荷的传播途径依次是抗风柱、抗衡桁架、轻钢结构钢柱、基础。采用本实用新型的方案既可有效抵抗轻钢结构的风荷载，又满足建设施工、工艺生产的使用要求；同时降低了抗风所需的耗材，整体上节省了刚才的用量；也减少了抗风结构对厂房室内的空间占据，避免了对室内生产的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为抗风柱可落地时安装结构的组成示意图。

图2为抗风柱不可落地时安装结构的组成示意图。

图3为抗风桁架的一种结构示意图。

上述附图中，各个标记的含义为：

1、横梁结构；2、竖直部；3、抗风桁架；301、弦杆；302、腹杆；4、抗风柱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

针对现有技术中抵抗风载荷的结构存在耗费材料、占据厂房内部空间导致影响生产的情况，以及在超高型抗风结构中的可靠性较低和大跨度的抗风结构中可靠性较低的情况，本实施例对技术方案进行优化以解决现有技术存在的问题。

实施例

如图1、图2所示，本实施例提供一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，用以实现上述需求，其结构之一包括：

用于承载整体结构的刚性架，至少包括两根承受载荷的竖直部2。

优选的，刚性架可采用钢材制成并与轻钢结构刚性连接，也可直接选用轻钢结构本身的立柱作为其竖直部2。

在本实施例中，刚性架用于整体的支撑和承载，其结构并不唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的刚性架包括门式结构架，门式结构架竖直的两侧部为竖直部2，竖直部2的顶端通过横梁结构1连接。采用如此方案时，顶部的横梁可采用平直梁，也可采用拱形梁、三角梁等结构。

在本实施例中，位于最上部的抗风柱4的顶端与横梁结构1连接，且底端与抗风桁架3连接。采用如此方案时，抗风柱4可通过铰接的方式与横梁结构1连接，也可通过焊接的方式固定连接。

优选的，本实施例中横梁设置为三角梁结构，横梁结构1与竖直部2通过卡合定位，并通过铰接后焊接定位，同时将抗风柱4与横梁铰接连接。

如图3所示，作为本实施例提供的安装结构，其结构之二包括：

若干抗风桁架3，水平且间隔设置于相邻的两竖直部2间，并与竖直部2刚性连接。

本实施例中可采用多种结构的抗风桁架3，其结构能够满满足跨度需求，以及与抗风柱4连接配合，提高整体的抗风性即可。具体的，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的抗风桁架3包括水平设置的若干弦杆301，和若干连接相邻两根弦杆301的腹杆302，沿抗风桁架3长度方向延伸的侧面中至少包括一平行于竖直部2的竖直面，一垂直于竖直部2的水平面和连接竖直面与水平面的斜面。采用如此方案时，所述的弦杆301横向设置满足跨度的需求，腹杆302设置于弦杆301之间增加整体性，提高抗风桁架3的整体强度，能够与抗风柱4配合实现高抗风需求。

优选的，在本实施例中将抗风桁架3设置成空间三棱柱体结构，水平延伸并连接两根竖直部2。

弦杆301和腹杆302的具体结构并不唯一进行限定，其能够满足强度和刚度需求即可，例如，在一些技术方案中，所述的弦杆301和腹杆302采用圆钢管、方钢、角钢、槽钢或H型钢制成。采用如此方案时，弦杆301和腹杆302可采用相同结构的材料，也可采用不同的结构的材料。在本实施例中，弦杆301采用方钢制成，腹杆302采用角钢制成。

在本实施例中，腹杆302短而密集，其设置方式并不唯一限定，例如在一些方案中可采用相互平行设置，在一些方案中采用交叉设置，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的腹杆302与连接的两根弦杆301形成夹角，两根弦杆301之间的相邻两腹杆302有一端相接。采用如此方案时，相邻的腹杆302与弦杆301配合设置后形成三角形稳定结构，极大的满足了强度的需求。

弦杆301与腹杆302的配合设置方式也不唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的弦杆301与腹杆302通过焊接固定。采用如此方案时，弦杆301与腹杆302的刚性连接稳定可靠，形成的抗风桁架3整体强度更好。

在设置抗风桁架3时，其斜面可起到斜撑的目的，为了提高斜撑的效果，此处对斜面的设置倾角进行优化改进，举出如下一种可行的选择：所述的斜面与水平面之间的夹角为45°～75°。采用如此方案时，抗风桁架3的三个面的面积可设置为不相等，即设置水平面的宽度与竖直面的高度不相等，在调整水平面宽度和竖直面高度的同时，斜面的倾角也随之变动。

优选的，本实施例中设置水平面与竖直面的面积相同，即水平面的宽度和竖直面的高度相等，则此时斜面与水平面之间的夹角为45°。

作为本实施例公开的安装结构，其结构之三包括：

若干抗风柱4，竖直且间隔设置于相邻的两抗风桁架3间，并与抗风桁架3刚性连接。

在本实施例中，抗风柱4的与抗风桁架3的连接方式并不唯一限定，本实施例进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的抗风柱4通过铰接的方式与抗风桁架3的弦杆301连接。采用如此方案时，方便抗风柱4和抗风桁架3的灵活连接设定，可根据实际情况调整连接位置，提高了整体结构的使用灵活性。

在本实施例中，抗风柱4的结构也并不唯一限定，其可采用多种结构制成，例如在一些方案中，所述的抗风柱4采用圆钢管、方钢、角钢、槽钢或H型钢制成。采用如此方案时，根据实际的连接结构可灵活选择抗风柱4的结构形式。

优选的，本实施例中，抗风柱4采用方钢制成。

上述公开的安装结构，通过刚性架作为承载的基础，对抗风桁架3和抗风柱4进行承重。在厂房山墙的一侧设置好刚性架和抗风桁架3、抗风柱4，根据厂房的高度计算并设置抗风桁架3和抗风柱4的数量，连续设置后可满足超高高度情况下的抗风需求。如图1所示，当厂房内可以设置抗风柱4时，最下部的抗风柱4底端可落地，因此抗风柱4为抗风桁架3提供支点，可减少抗风桁架3的跨度，同时由于抗风桁架3的分担作用，抗风柱4的受风面积减小，风荷载效应减弱，相应截面亦可减小。如图2所示，当厂房内不能设置抗风柱4时，例如在高低跨的交接处抗风柱4无法落地，此时可设置抗风桁架3为抗风柱4提供支点，将抗风柱4设置于抗风桁架3顶部，上下端以铰接形式与抗风桁架3或轻钢结构钢梁连接，使抗风桁架3与抗风柱4得以共同作用，有效抵抗风荷载的同时减小抗风柱4、抗风桁架3的型材截面。

上述内容公开描述和解释了安装结构，本实施例还列举一具体的案例，现对案例和实效进行说明。

某厂房：设计高度40米，横向跨度24米，基本风压0.35kN/m²，地面粗糙度类别B类。若在跨中(12米处)设置一根抗风柱，按相关规范计算，此时的抗风柱截面需达到WH1400×450×16×25。如采用两道抗风桁架(抗风桁架腹杆选择为角钢，上下弦杆为H型钢)，此时抗风柱截面可减小为WH700×300×10×14，仅为原用钢量的46.8％，且相应的节点，基础，柱脚尺寸等均可减小，相关的材料费、运杂费、施工措施费均可降低。而随着高度，跨度继续增大，风荷载作用继续增加时，本方案——一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的新型结构形式的抗风效果更佳，经济效益更加明显。

以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准。

Claims (10)

1.一种适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于，包括：

刚性架，至少包括两根承受载荷的竖直部(2)；

若干抗风桁架(3)，水平且间隔设置于相邻的两竖直部(2)间，并与竖直部(2)刚性连接；

若干抗风柱(4)，竖直且间隔设置于相邻的两抗风桁架(3)间，并与抗风桁架(3)刚性连接。

2.根据权利要求1所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的抗风桁架(3)包括水平设置的若干弦杆(301)，和若干连接相邻两根弦杆(301)的腹杆(302)，沿抗风桁架(3)长度方向延伸的侧面中至少包括一平行于竖直部(2)的竖直面，一垂直于竖直部(2)的水平面和连接竖直面与水平面的斜面。

3.根据权利要求2所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的弦杆(301)和腹杆(302)采用圆钢管、方钢、角钢、槽钢或H型钢制成。

4.根据权利要求2或3所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的腹杆(302)与连接的两根弦杆(301)形成夹角，两根弦杆(301)之间的相邻两腹杆(302)有一端相接。

5.根据权利要求2或3所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的弦杆(301)与腹杆(302)通过焊接固定。

6.根据权利要求2所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的斜面与水平面之间的夹角为45°～75°。

7.根据权利要求2所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的抗风柱(4)通过铰接的方式与抗风桁架(3)的弦杆(301)连接。

8.根据权利要求1或7所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的抗风柱(4)采用圆钢管、方钢、角钢、槽钢或H型钢制成。

9.根据权利要求1所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：所述的刚性架包括门式结构架，门式结构架竖直的两侧部为竖直部(2)，竖直部(2)的顶端通过横梁结构(1)连接。

10.根据权利要求9所述的适用于轻钢结构抵抗风荷载的安装结构，其特征在于：位于最上部的抗风柱(4)的顶端与横梁结构(1)连接，且底端与抗风桁架(3)连接。

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