一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，包括：多榀管桁架，在相鄰兩榀管桁架之間設置多榀橫向張弦梁，管桁架和橫向張弦梁的頂部和底部分別設置能夠連接在同一平面上的第一支撐點和第二支撐點，管桁架的中部設置第三支撐點；還包括：多榀著力連接在管桁架上的縱向張弦梁和多根連桿，縱向張弦梁或連桿與管桁架或橫向張弦梁分別在水平面上的投影交角范圍在70°-75°之間。本發明的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，不但能承受反向荷載的作用，而且可使結構體量保持在較低水平；縱向張弦梁輔助橫向張弦梁共同受力，使張弦梁的受力更加平衡，增強了結構的剛度及受力能力；結構新穎獨特，易于加工、運輸及施工簡捷方便。
【專利說明】一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及工程領域，尤其涉及一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構。

【背景技術】
[0002]張弦梁因體系簡單高效，結構形式多樣，受力直接明確等優點被廣泛的應用，但現有的張弦梁也存在如下的技術缺陷:無法承受反向荷載的作用。現有設計大跨度的張弦結構往往都應用在輕質屋面，一旦有反向的風荷載作用，就會使大跨度的張弦結構便得很脆弱。因此，一般的張弦結構都配有抗風拉索或配重，這一方面增加了建筑物的施工難度，另一方面造成結構的使用空間受限或造價增加。
[0003]傳統的管桁架具有造型美觀大方、簡潔明快的特點，但相比于管桁架而言，其存在結構體量大、影響使用空間等問題。 申請人:將傳統的張弦梁和管桁架進行結構改良，充分發揮各自結構的優勢，可使建筑結構在造型、使用空間、造價、施工難度、制造及運輸中達到平衡。


【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題在于，提供一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，不但能承受反向荷載的作用，而且可使結構體量保持在較低水平；增強了結構的剛度及受力能力；結構新穎獨特，易于加工、運輸及施工簡捷方便。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，包括:多榀用以承受豎向壓力及反向風壓力的管桁架，在相鄰兩榀管桁架之間設置用以承受豎向壓力的多榀橫向張弦梁，管桁架和橫向張弦梁的頂部和底部分別設置能夠連接在同一平面上的第一支撐點和第二支撐點，管桁架的中部設置第三支撐點；還包括:多榀著力連接在管桁架上的縱向張弦梁和多根連桿，縱向張弦梁或連桿與管桁架或橫向張弦梁分別在水平面上的投影交角范圍在70° -75。之間；管桁架、橫向張弦梁、縱向張弦梁以及連桿中的任意兩構件之間設置用以對其間進行穩固的交叉拉桿。
[0006]其中，管桁架和橫向張弦梁之間，及任意兩榀橫向張弦梁之間設置單根鋼管；管桁架、橫向張弦梁及單根鋼管接連的整體為一呈弓狀的曲面。
[0007]其中，縱向張弦梁包括:分別與多榀管桁架和多榀橫向張弦梁交叉連接的用以輔助橫向張弦梁共同受力的第一縱向張弦梁、第二縱向張弦梁以及第三縱向張弦梁。
[0008]其中，第三支撐點中的至少一個支撐點著力連接在第一縱向張弦梁、第二縱向張弦梁或第三縱向張弦梁上。
[0009]其中，多根連桿分別設為相互平行的多根鋼管。
[0010]其中，交叉拉桿通過錨件連接在管桁架、橫向張弦梁、縱向張弦梁以及連桿中的任意兩構件上，錨件具有至少一個連接節點。
[0011]其中，橫向張弦梁包括:第一受壓鋼管；連接在第一受壓鋼管上的第一撐桿；以及連接在第一撐桿之間及第一受壓鋼管和第一撐桿之間的第一受拉鋼絞線。
[0012]其中，縱向張弦梁包括:第二受壓鋼管；連接在第二受壓鋼管上的第二撐桿；以及連接在第二撐桿之間及第二受壓鋼管和第二撐桿之間的第二受拉鋼絞線。
[0013]其中，管桁架自其中部向其兩側的截面尺寸漸縮收窄。
[0014]其中，縱向張弦梁或連桿與管桁架或橫向張弦梁分別在水平面上的投影交角為73。。
[0015]本發明所提供的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，由于在管桁架之間設置用以承受豎向壓力的多榀橫向張弦梁，縱向張弦梁與橫向張弦梁橫縱交錯布置并輔助其共同受力，減小了橫向張弦梁構件的截面和撐桿的高度，增加建筑內使用空間的面積；通過設置縱向張弦梁與橫向張弦梁在水平面上的投影交角，使橫縱張弦梁之間的影響更趨平衡，受力更加明確，增強結構的剛度及受力能力；所設置的較少數量的管桁架(橫向受力構件的三分之一)可以承受豎向壓力及反向風壓力，增強結構反向荷載的作用，并可使結構體量保持在較低水平，建筑造型更加輕盈靈巧；結構新穎獨特，易于加工、運輸及施工簡捷方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發明實施例大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構的整體結構示意圖。
[0018]圖2是本發明實施例一的結構示意圖。
[0019]圖3是本發明實施例一的橫縱張弦梁的結構示意圖。
[0020]圖4是本發明實施例一的管桁架的截面結構示意圖。
[0021]圖5是本發明實施例一的橫向張弦梁的截面結構示意圖。
[0022]圖6是本發明實施例一的縱向張弦梁的截面結構示意圖。
[0023]圖7是本發明實施例二第一視角的結構示意圖。
[0024]圖8是本發明實施例二第二視角的結構示意圖。
[0025]圖9是本發明實施例二中錨件的結構示意圖。
[0026]圖10是本發明實施例如圖9所示A-A方向的截面示意圖。
[0027]圖11是本發明實施例如圖9所示B-B方向的截面示意圖。

【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0029]結合參見圖1-圖6，為本發明大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構的實施例一。
[0030]如圖1所示，本實施例中的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，包括:多榀管桁架1，本實施例中管桁架1設為6榀，其之間通過多個支撐點等距排列，管桁架1的作用是用以承受豎向壓力及反向風壓力。
[0031]在相鄰兩榀管桁架1之間設置多榀橫向張弦梁2，本實施例中，相鄰兩榀管桁架1之間分別設有2榀橫向張弦梁2，整體設為10榀。兩榀管桁架1間包含兩榀橫向張弦梁2在內的四橫向構件兩兩距離設置相等，形成穩定的用以承受豎向壓力的結構件。
[0032]進一步的，管桁架1和橫向張弦梁2的頂部和底部分別設置能夠連接在同一平面上的第一支撐點T1和第二支撐點T2，管桁架1的中部設置第三支撐點T3 ;通過對第一支撐點T1、第二支撐點T2以及第三支撐點T3的緊固支撐，使多榀管桁架1和多榀橫向張弦梁2間呈現弓狀的曲面，形成獨特外凸曲面造型。具體實施時，管桁架1可以使用多根呈弓狀的鋼管搭接而成，兩端的第一支撐點T1、第二支撐點T2可以使用支座的結構形式，第三支撐點T3可以使用支撐柱的結構形式。管桁架1和橫向張弦梁2形成該曲面框架的橫向結構，且管桁架1所設置的數量僅為橫向受力構件的三分之一，使結構體量保持在較低水平，建筑造型更加輕盈靈巧。
[0033]請進一步參見圖2，本實施例大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構還包括:多榀著力連接在管桁架1上的縱向張弦梁3和多根連桿4，本實施例中的縱向張弦梁3設為3亂依次緊固在管桁架1設置第三支撐點T3的附近，每榀縱向張弦梁3都與多榀橫向張弦梁2形成橫縱布置的預應力結構。連桿4排布在縱向張弦梁3的周圍及管桁架1的底部，連桿4與縱向張弦梁3形成該曲面框架的縱向結構。
[0034]本實施例中，縱向張弦梁3或連桿4與管桁架1或橫向張弦梁2分別在水平面上的投影交角α的范圍在70° -75。之間，例如:可以設置為70°、71°、72°、73°、74°以及75°不等。其中:由于傳統橫縱布置的張弦梁都采用垂直相交的結構，縱向張弦梁的拉力會影響橫向張弦梁的受力，反之橫向張弦梁的拉力也會影響縱向張弦梁的受力，使得結構的受力很難協調。本實施例中采用縱向張弦梁3或連桿4與管桁架1或橫向張弦梁2相斜交的結構，也就是橫向構件與縱向構件間水平投影交角α為非垂直的結構，可以將雙向張弦梁間的內力影響降到最小，使結構受力更加平衡。
[0035]進一步的，在管桁架1、橫向張弦梁2、縱向張弦梁3以及連桿4中的任意兩構件之間設置交叉拉桿5。例如在管桁架1與縱向張弦梁3間、橫向張弦梁2與連桿4間、管桁架1與連桿4間等等，交叉拉桿5的作用是對兩構件進行穩固。
[0036]結合參見圖3，為橫縱張弦梁相“斜交”的結構示意圖，進一步的，縱向張弦梁3包括:分別與多榀管桁架1和多榀橫向張弦梁2交叉連接的用以輔助橫向張弦梁共同受力的第一縱向張弦梁3a、第二縱向張弦梁3b以及第三縱向張弦梁3c。該三道縱向張弦梁3a、3b及3c在管桁架1上的分布位置請參見圖4，為本實施例中管桁架的截面結構示意圖，其中，三道縱向張弦梁3a、3b及3c分別排布在第三支撐點T3的附近，而第三支撐點T3的一個支撐點著力連接在第二縱向張弦梁3b上。也就是說，根據不同的結構強度及施工難度，第三支撐點T3可以有一個或多個支撐點著力連接在任一道縱向張弦梁3a、3b或3c上，用以增強縱向張弦梁3輔助受力的作用。
[0037]進一步，管桁架1自其中部向其兩側的截面尺寸漸縮收窄，其能夠進一步增加結構內的使用空間；管桁架1可以承受豎向壓力及反向風壓力，增強結構反向荷載的作用。
[0038]本實施例中縱向張弦梁3或連桿4與管桁架1或橫向張弦梁2分別在水平面上的投影交角為73°。經受力分析，該橫向構件與縱向構件間水平投影交角為73°時，橫向張弦梁2與縱向張弦梁3之間的內力影響為最低值，可以充分發揮橫向張弦梁2用以承受豎向壓力及縱向張弦梁3輔助橫向張弦梁2共同受力的作用。
[0039]優選的，多根連桿4分別設為相互平行的多根鋼管。
[0040]請進一步參見圖5，為本實施例中橫向張弦梁的截面結構示意圖，其中:橫向張弦梁2包括:第一受壓鋼管21，其為一與管桁架1走向相同的單根鋼管，也可以是其它剛性結構；
連接在第一受壓鋼管21上的第一撐桿22，其設為相平行的三根鋼管；以及連接在第一撐桿22之間及第一受壓鋼管21和第一撐桿22之間的第一受拉鋼絞線23。本實施例中的，第一受拉鋼絞線23只起到受拉作用，呈直線狀。由于第一受拉鋼絞線23截面小，總體觀感輕盈漂亮，進一步增大結構內使用空間；并且也易于制造、運輸及施工。
[0041]請進一步參見圖6，為本實施例中縱向張弦梁的截面結構示意圖，其中:縱向張弦梁3包括:第二受壓鋼管31，其為一與管桁架1及第一受壓鋼管21相交的單根鋼管，其也可以是其它剛性結構；
連接在第二受壓鋼管31上的第二撐桿32 ;以及
連接在第二撐桿32之間及第二受壓鋼管31和第二撐桿32之間的第二受拉鋼絞線33。其中，縱向張弦梁3能夠起到與橫向張弦梁2相同的功用。縱向張弦梁3與橫向張弦梁2橫縱交錯布置并輔助其共同受力，減小了橫向張弦梁2構件的截面和撐桿的高度，增加建筑內使用空間的面積；通過設置縱向張弦梁3與橫向張弦梁2在水平面上的投影交角α，使橫縱張弦梁2，3之間的影響更趨平衡，受力更加明確，增強結構的剛度及受力能力。
[0042]結合參見圖7-圖11，為本發明大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構的實施例二。
[0043]結合參見圖7、圖8所示，本實施例與上述實施例一的不同之處在于:管桁架1和橫向張弦梁2之間，及任意兩榀橫向張弦梁2之間設置單根鋼管，使得管桁架1、橫向張弦梁2及單根鋼管接連的整體為一呈弓狀的曲面。單根鋼管能夠進一步提升結構承受豎向壓力的能力，增強結構的剛度。
[0044]以下對設置在管桁架1、橫向張弦梁2、縱向張弦梁3以及連桿4中的任意兩構件之間的交叉拉桿5進行詳細說明。
[0045]交叉拉桿5是結構的輔助件，對管桁架1、橫向張弦梁2及縱向張弦梁3等主受力構件起到穩定的作用，其與主構件的鏈接是通過錨具50連接的，參見圖9。
[0046]優選的，錨件50具有一個或兩個連接節點用以與交叉拉桿5連接，參見圖10，為兩個連接節點的結構，而圖11顯示的為一個連接節點的結構。
[0047]本實施例中的縱向張弦梁3或連桿4與管桁架1或橫向張弦梁2也采用相斜交的結構，也就是其間在水平面上的投影交角α為非垂直的結構，投影交角范圍在70° -75。之間，其可以使橫縱雙向張弦梁間的內力影響降到較低的水平，使結構受力更加平衡。
[0048]本實施例大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構的其它實施方式中，可以在多榀橫向張弦梁2和多榀縱向張弦梁3之間的屋面鋪設雙層夾膠玻璃或壓型鋼板(圖未示)，形成屋面系統。
[0049]實施本發明的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，具有如下有益效果:由于在管桁架之間設置用以承受豎向壓力的多榀橫向張弦梁，縱向張弦梁與橫向張弦梁橫縱交錯布置并輔助其共同受力，減小了橫向張弦梁構件的截面和撐桿的高度，增加建筑內使用空間的面積；通過設置縱向張弦梁與橫向張弦梁在水平面上的投影交角，使橫縱張弦梁之間的影響更趨平衡，受力更加明確，增強結構的剛度及受力能力；所設置的較少數量的管桁架(橫向受力構件的三分之一)可以承受豎向壓力及反向風壓力，增強結構反向荷載的作用，并可使結構體量保持在較低水平，建筑造型更加輕盈靈巧；結構新穎獨特，易于加工、運輸及施工簡捷方便。
【權利要求】
1.一種大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，包括:多榀用以承受豎向壓力及反向風壓力的管桁架，在相鄰兩榀管桁架之間設置用以承受豎向壓力的多榀橫向張弦梁，所述管桁架和所述橫向張弦梁的頂部和底部分別設置能夠連接在同一平面上的第一支撐點和第二支撐點，所述管桁架的中部設置第三支撐點； 還包括:多榀著力連接在所述管桁架上的縱向張弦梁和多根連桿，所述縱向張弦梁或所述連桿與所述管桁架或所述橫向張弦梁分別在水平面上的投影交角范圍在70° -75°之間； 所述管桁架、所述橫向張弦梁、所述縱向張弦梁以及所述連桿中的任意兩構件之間設置用以對其間進行穩固的交叉拉桿。
2.如權利要求1所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述管桁架和所述橫向張弦梁之間，及所述任意兩榀橫向張弦梁之間設置單根鋼管； 所述管桁架、所述橫向張弦梁及所述單根鋼管接連的整體為一呈弓狀的曲面。
3.如權利要求1或2所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述縱向張弦梁包括:分別與所述多榀管桁架和所述多榀橫向張弦梁交叉連接的用以輔助所述橫向張弦梁共同受力的第一縱向張弦梁、第二縱向張弦梁以及第三縱向張弦M
ο
4.如權利要求3所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述第三支撐點中的至少一個支撐點著力連接在所述第一縱向張弦梁、所述第二縱向張弦梁或所述第三縱向張弦梁上。
5.如權利要求3所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述多根連桿分別設為相互平行的多根鋼管。
6.如權利要求1所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述交叉拉桿通過錨件連接在所述管桁架、所述橫向張弦梁、所述縱向張弦梁以及所述連桿中的任意兩構件上，所述錨件具有至少一個連接節點。
7.如權利要求1或6所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述橫向張弦梁包括: 第一受壓鋼管； 連接在所述第一受壓鋼管上的第一撐桿；以及 連接在所述第一撐桿之間及所述第一受壓鋼管和所述第一撐桿之間的第一受拉鋼絞線。
8.如權利要求7所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述縱向張弦梁包括: 第二受壓鋼管； 連接在所述第二受壓鋼管上的第二撐桿；以及 連接在所述第二撐桿之間及所述第二受壓鋼管和所述第二撐桿之間的第二受拉鋼絞線。
9.如權利要求1所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述管桁架自其中部向其兩側的截面尺寸漸縮收窄。
10.如權利要求1所述的大跨度雙向張弦梁與多支點管桁架混合連接結構，其特征在于，所述縱向張弦梁或所述連桿與所述管桁架或所述橫向張弦梁分別在水平面上的投影交角為73°。
【文檔編號】E04B1/342GK104343184SQ201310338725
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2013年8月6日
【發明者】趙群昌, 歐陽宇峰, 趙立峰, 馮芳, 易小緯 申請人:深圳市市政設計研究院有限公司