鋼桁架的可控型定量釋放連接方法及連接結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種鋼桁架的可控型定量釋放連接方法及連接結構，鋼桁架的兩端通過水平支撐與兩側的混凝土結構連接；所述水平支撐之一為可控型定量釋放連接結構，所述水平支撐之二為常規鉸接結構；可控型定量釋放連接結構包括單向滑動球鉸支座和螺栓鎖定裝置，通過單向滑動球鉸支座和螺栓鎖定裝置的配合實現鋼桁架單端可控型定量釋放連接，釋放鋼桁架及屋面結構自重產生的水平力、完成變形后，通過擰緊螺栓鎖定裝置的螺栓，使鋼桁架與裙樓混凝土框架連成整體、共同抵抗水平荷載。本發明能夠釋放特定設計荷載下產生的水平力，降低了鋼桁架與混凝土裙樓結構連接處節點的設計難度；減小了裙樓在水平荷載下的位移。
【專利說明】鋼桁架的可控型定量釋放連接方法及連接結構
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及鋼桁架的可控型定量釋放連接方法及連接結構，特別適用于宴會廳鋼桁架與鋼筋混凝土裙樓的連接方式。屬于建筑結構【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，目前的商場、商業辦公樓等建筑大多采用裙樓式結構。如某建筑項目，包括多層裙樓混凝土框架結構，在C-F軸范圍內設有兩層高的宴會廳屋面桁架，形成局部空曠，宴會廳屋面桁架采用大跨度鋼屋面，由多榀單向桁架組成，上弦支承于兩側裙樓混凝土框架上。由于建筑功能需求，作用于鋼桁架上的豎向荷載較一般輕鋼屋面大很多，包括屋面綠化種植荷載、舞臺燈光設備荷載、活動隔墻荷載等。若采用一般的兩端鉸接連接方式，豎向荷載、溫度荷載以及豎向變形所引起的桁架軸力很大，因而鋼桁架端部傳遞給裙樓混凝土框架的水平拉力很大，導致實際節點設計和施工難度增大；同時相關混凝土框架截面尺寸過大，還會影響建筑使用功能。雖然采用一端鉸接，一端沿桁架方向可滑動的連接方式，可釋放桁架傳給兩端裙樓混凝土框架的水平力，但這種連接方式使得位移量沒有限制，削弱了屋面層平面內剛度，在地震作用下層間位移角不能滿足抗震要求；同時，由于頂層和次頂層裙樓框架間僅有單一混凝土裙樓結構和局部樓板連接，導致整體結構易在該處產生較大的扭轉變形，鋼桁架與筋混凝土框架之間連接不穩定，對該混凝土裙樓結構的設計極為不利，從而影響整棟建筑的安全性能。

【發明內容】

[0003]本發明的目的之一，是為了克服現有技術的鋼桁架與筋混凝土框架之間連接不穩定，提供一種鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，該連接方法簡單，施工工期短，能釋放特定設計荷載下產生的水平力。
[0004]本發明的目的之二，是為了提供一種鋼桁架的可控定量釋放連接結構，該連接結構定量控制鋼桁架傳遞給兩側裙樓混凝土裙樓結構的荷載，減小裙樓在水平荷載下的位移，降低鋼桁架與混凝土裙樓結構連接處節點的設計難度。
[0005]本發明的目的之一可以通過以下技術方案實現:
[0006]鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，其特征在于:
[0007]I)采用上弦支承的方式將鋼桁架支承于兩端混凝土裙樓結構上；
[0008]2)鋼桁架的兩端通過水平支撐與兩側的混凝土結構連接；所述水平支撐之一為可控型定量釋放連接結構，所述水平支撐之二為常規鉸接結構；
[0009]3)可控型定量釋放連接結構包括單向滑動球鉸支座和螺栓鎖定裝置，通過單向滑動球鉸支座和螺栓鎖定裝置的配合實現鋼桁架單端可控型定量釋放連接；
[0010]4)在實現鋼桁架單端可控型定量釋放連接過程中，鋼桁架的上弦與單向可滑動球鉸支座固定連接，待鋼桁架、水平支撐、馬道鋼梁及屋面系統安裝就位完成，鋼桁架整體沿桁架方向單身滑動、釋放鋼桁架及屋面結構自重產生的水平力、完成變形后，將螺栓鎖定裝置的螺栓安裝擰緊、形成定位連接結構，使鋼桁架與裙樓混凝土框架連成整體、共同抵抗水平荷載，完成可控型定量釋放連接。
[0011]進一步地:可控型定量釋放連接的“可控”通過控制螺栓鎖定裝置連接的時間節點來實現，“定量”是按照各工程項目的實際情況，選擇需要釋放的水平力的大小，通過可滑動支座來釋放；整個連接方式通過可滑動支座和螺栓鎖定裝置的有效結合來實現。
[0012]進一步地--第4)點所述的馬道鋼梁是指吊掛在桁架下弦作為一般檢修用的通道中的鋼梁，該通道稱為馬道。
[0013]進一步地:第4)點所述的層面系統是指連接在鋼桁架上面的全部屋面荷載，包括屋面綠化種植荷載、舞臺燈光設備荷載和活動隔墻荷載。
[0014]進一步地:所述水平力來自鋼桁架及連接在鋼桁架上面的全部屋面荷載的自重產生的水平力。
[0015]本發明的目的之二可以通過以下技術方案實現:
[0016]鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，其特征在于:可控型定量釋放連接結構包括鋼牛腿、單向滑動球鉸支座和螺栓鎖定裝置，鋼牛腿的底面設有牛腿連接端，單向滑動球鉸支座安裝于鋼牛腿上，單向滑動球鉸支座的上表面設有球鉸連接端，所述單向滑動球鉸支座安裝在鋼牛腿上，鋼桁架的上弦桿通過球鉸連接端與單向滑動球鉸支座連接，鋼桁架的上弦桿通過螺栓鎖定裝置與混凝土裙樓結構相連；當整個鋼桁架通過單向滑動球鉸支座沿桁架方向釋放水平力后，擰緊螺栓鎖定裝置的螺栓，使鋼桁架與混凝土裙樓結構連成一整體，構成共同抵抗水平荷載的可控定量釋放連接結構。
[0017]進一步地:螺栓鎖定裝置的一端通過螺栓和連接板與鋼牛腿連接，螺栓鎖定裝置的另一端與鋼桁架的上弦桿側面連接、該連接在定量的水平力通過單向滑動球鉸支座釋放之后進行鋼牛腿與混凝土裙樓結構連接。
·[0018]進一步地:所述鋼桁架的上弦桿焊接在單向滑動球鉸支座上。
[0019]進一步地:所述鋼桁架由上弦桿、腹桿和下弦桿構成。
[0020]本發明具有如下突出的有益效果:
[0021]1、本發明涉及的鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，由于采用上弦支承的方式將鋼桁架支承于兩端混凝土裙樓結構上；鋼桁架的兩端通過水平支撐與兩側的混凝土結構連接；所述水平支撐之一為可控型定量釋放連接結構，所述水平支撐之二為常規鉸接結構，因此，能夠釋放特定設計荷載下產生的水平力，定量控制鋼桁架傳遞給兩側塔樓混凝土裙樓結構的荷載，具有降低鋼桁架與混凝土裙樓結構連接處節點設計難度，減小了節點處相關混凝土裙樓結構的截面尺寸以符合建筑層凈高要求，保證整棟建筑的安全性能等有益效果O
[0022]2、本發明涉及的鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，當整個鋼桁架通過單向滑動球鉸支座沿桁架方向釋放水平力后，擰緊螺栓鎖定裝置的螺栓，使鋼桁架與混凝土裙樓結構連成一整體，構成共同抵抗水平荷載的可控定量釋放連接方式，具有增強樓層平面內剛度，減小裙樓在水平荷載下的位移，并有效地分擔了變形不協調時，對裙樓間混凝土裙樓結構產生的附加荷載，使建筑結構整體安全、堅固耐用等有益效果。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1為本發明應用于裙樓的結構體系立面示意圖。
[0024]圖2為本發明應用于裙樓的結構屋面層平面布置圖。
[0025]圖3為本發明應用于裙樓的桁架立面示意圖。
[0026]圖4為圖3中可控型定量釋放連接節點的放大圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明作進一步地說明。
[0028]如圖1、圖2、圖3和圖4所示鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，包括混凝土裙樓結構1、鋼桁架2、鋼牛腿3、單向滑動球鉸支座4和螺栓鎖定裝置5，所述鋼桁架2由上弦桿2-1、腹桿2-1和下弦桿2-3構成；所述鋼牛腿3設置在混凝土裙樓結構I上，鋼牛腿3的底面設有牛腿連接端，單向滑動球鉸支座4安裝于鋼牛腿3上，單向滑動球鉸支座4的上表面設有球鉸連接端，所述單向滑動球鉸支座4安裝在鋼牛腿3上，鋼桁架2的上弦桿2-1的球鉸連接端焊接在單向滑動球鉸支座4上，螺栓鎖定裝置5的一端通過螺栓和連接板與鋼牛腿3連接，螺栓鎖定裝置5的另一端與鋼桁架2的上弦桿側面連接、該連接在定量的水平力通過單向滑動球鉸支座4釋放之后進行鋼牛腿3與混凝土裙樓結構I連接；當整個鋼桁架2通過單向滑動球鉸支座4沿桁架方向釋放水平力后，擰緊螺栓鎖定裝置5的螺栓，使鋼桁架2與混凝土裙樓結構I連成一整體，構成共同抵抗水平荷載的可控定量釋放連接結構。
[0029]鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，
[0030]I)采用上弦支承的方式將鋼桁架2支承于兩端混凝土裙樓結構I上；
[0031]2)鋼桁架2的兩端通過水平支撐與兩側的混凝土結構I連接；所述水平支撐之一為可控型定量釋放連接結構，所述水平支撐之二為常規鉸接結構；
[0032]3)可控型定量釋放連接結構包括單向滑動球鉸支座4和螺栓鎖定裝置5，通過單向滑動球鉸支座4和螺栓鎖定裝置5的配合實現鋼桁架2單端可控型定量釋放連接；
[0033]4)在實現鋼桁架2單端可控型定量釋放連接過程中，鋼桁架2的上弦與單向可滑動球鉸支座4固定連接，待鋼桁架2、水平支撐、馬道鋼梁及屋面系統安裝就位完成，鋼桁架整體沿桁架方向單身滑動、釋放鋼桁架及屋面結構自重產生的水平力、完成變形后，將螺栓鎖定裝置5的螺栓安裝擰緊、形成定位連接結構，使鋼桁架與裙樓混凝土框架連成整體、共同抵抗水平荷載，完成可控型定量釋放連接；所述的馬道鋼梁是指吊掛在桁架下弦作為一般檢修用的通道中的鋼梁，該通道稱為馬道；所述的層面系統是指連接在鋼桁架2上面的全部屋面荷載，包括屋面綠化種植荷載、舞臺燈光設備荷載和活動隔墻荷載；所述水平力來自鋼桁架2及連接在鋼桁架2上面的全部屋面荷載的自重產生的水平力。
[0034]可控型定量釋放連接的“可控”通過控制螺栓鎖定裝置連接的時間節點來實現，“定量”是按照各工程項目的實際情況，選擇需要釋放的水平力的大小，通過可滑動支座來釋放；整個連接方式通過可滑動支座和螺栓鎖定裝置的有效結合來實現。
[0035]實際應用中，螺栓鎖定裝置5位于單向滑動球鉸支座4上方、與單向滑動球鉸支座4沒有直接連接關系；螺栓鎖定裝置5的一端通過螺栓和連接板與鋼牛腿3連接、其另一端與鋼桁架2的上弦桿2-1側面連接，但該連接須在定量的水平力通過單向滑動球鉸支座釋放了之后方可進行。所述鋼牛腿3與混凝土裙樓結構I連接，所述單向滑動球鉸支座4安裝在鋼牛腿3上，鋼桁架2的上弦桿2-1安裝在單向滑動球鉸支座4上，鋼桁架2的上弦桿2-1通過螺栓鎖定裝置5與混凝土裙樓結構I相連。
[0036]下面以某裙樓為例，采用框架-剪力墻結構體系，局部鋼結構，塔樓為17層，高度118.3m ;裙樓5層，高度39.7m，4?5層的5?9軸交C?F軸范圍局部空曠，作為宴會廳使用，宴會廳屋頂采用7榀跨度51m、高度3.5m的鋼桁架2。該裙樓的宴會廳大跨度屋面結構體系為單向平面桁架，鋼桁架2采用上弦桿2-1支承的方式支承于兩端的混凝土裙樓結構I ;鋼桁架2平面外設置水平支撐系統，與兩側混凝土裙樓結構I連接，鋼桁架2 —端采用普通鉸接8，一端采用可控型定量釋放連接方式9。可控型定量釋放連接通過單向可滑動球鉸支座4和螺栓鎖定裝置5的有效結合來實現。鋼桁架2的上弦桿2-1與單向可滑動球鉸支座4可靠焊接，鋼桁架2、支撐系統7、馬道鋼梁及屋面系統安裝就位完成，整個鋼桁架2通過單向可滑動球鉸支座4沿桁架方向單向滑動，釋放鋼桁架2及混凝土裙樓結構I構成的屋面系統自重下產生的水平力，變形完成后，將螺栓鎖定裝置5的螺栓安裝擰緊，鋼桁架2與混凝土裙樓結構I連成一整體，共同抵抗水平荷載。
【權利要求】
1.鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，其特征在于: 1)采用上弦支承的方式將鋼桁架(2)支承于兩端混凝土裙樓結構(I)上； 2)鋼桁架(2)的兩端通過水平支撐與兩側的混凝土結構(I)連接；所述水平支撐之一為可控型定量釋放連接結構，所述水平支撐之二為常規鉸接結構； 3)可控型定量釋放連接結構包括單向滑動球鉸支座(4)和螺栓鎖定裝置(5)，通過單向滑動球鉸支座(4)和螺栓鎖定裝置(5 )的配合實現鋼桁架(2 )單端可控型定量釋放連接； 4)在實現鋼桁架(2)單端可控型定量釋放連接過程中，鋼桁架(2)的上弦與單向可滑動球鉸支座(4)固定連接，待鋼桁架(2)、水平支撐、馬道鋼梁及屋面系統安裝就位完成，鋼桁架整體沿桁架方向單身滑動、釋放鋼桁架及屋面結構自重產生的水平力、完成變形后，將螺栓鎖定裝置(5)的螺栓安裝擰緊、形成定位連接結構，使鋼桁架與裙樓混凝土框架連成整體、共同抵抗水平荷載，完成可控型定量釋放連接。
2.根據權利要求1所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，其特征在于:可控型定量釋放連接的“可控”通過控制螺栓鎖定裝置連接的時間節點來實現，“定量”是按照各工程項目的實際情況，選擇需要釋放的水平力的大小，通過可滑動支座來釋放；整個連接方式通過可滑動支座和螺栓鎖定裝置的有效結合來實現。
3.根據權利要求1或2所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，其特征在于:第4)點所述的馬道鋼梁是指吊掛在桁架下弦作為一般檢修用的通道中的鋼梁，該通道稱為馬道。
4.根據權利要求1或2所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，其特征在于:第4)點所述的層面系統是指連接在鋼桁架(2)上面的全部屋面荷載，包括屋面綠化種植荷載、舞臺燈光設備荷載和活動隔墻荷載。
5.根據權利要求1或2所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接方法，其特征在于:所述水平力來自鋼桁架(2)及連接在鋼桁架(2)上面的全部屋面荷載的自重產生的水平力。
6.根據權利要求1所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，其特征在于:可控型定量釋放連接結構包括鋼牛腿(3)、單向滑動球鉸支座(4)和螺栓鎖定裝置(5)，鋼牛腿(3)的底面設有牛腿連接端，單向滑動球鉸支座(4)安裝于鋼牛腿(3)上，單向滑動球鉸支座(4)的上表面設有球鉸連接端，所述單向滑動球鉸支座(4)安裝在鋼牛腿(3)上，鋼桁架(2)的上弦桿(2-1)通過球鉸連接端與單向滑動球鉸支座(4)連接，鋼桁架(2)的上弦桿(2-1)通過螺栓鎖定裝置(5 )與混凝土裙樓結構(I)相連；當整個鋼桁架(2 )通過單向滑動球鉸支座(4)沿桁架方向釋放水平力后，擰緊螺栓鎖定裝置(5)的螺栓，使鋼桁架(2)與混凝土裙樓結構(I)連成一整體，構成共同抵抗水平荷載的可控定量釋放連接結構。
7.根據權利要求6所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，其特征在于:螺栓鎖定裝置(5)的一端通過螺栓和連接板與鋼牛腿(3)連接，螺栓鎖定裝置(5)的另一端與鋼桁架(2)的上弦桿側面連接、該連接在定量的水平力通過單向滑動球鉸支座釋放之后進行鋼牛腿(3 )與混凝土裙樓結構(I)連接。
8.根據權利要求6或7所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，其特征在于:所述鋼桁架(2)的上弦桿(2-1)焊接在單向滑動球鉸支座(4)上。
9.根據權利要求6或7所述的鋼桁架的可控型定量釋放連接結構，其特征在于:所述鋼桁架(2)由上弦桿(2-1)、腹桿(2-1)和下弦桿(2-3)構成。
【文檔編號】E04B1/98GK103437423SQ201310348141
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】謝俐, 余永輝, 周定 申請人:廣州市設計院