[实用新型]柱与曲梁水平柔性连接空间结构体系

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑技术领域，具体涉及一种柱与曲梁水平柔性连接空间结构体系。

背景技术

近年来，国内外空间结构蓬勃发展，建筑选型新颖、形式和种类繁多，按空间结构体系形式和分类方法，可以分为薄壳结构、网架结构、网壳结构、悬索结构、薄膜结构等空间结构。但能结合空间结构体系中的两种或两种以上的空间结构并应用于大开间的中庭结构体系中较少见。

目前，在大开间的中庭结构中，采用网架结构和悬索结构的较为广泛。然而，网架结构的刚节点多采用焊接，在地震作用下，焊缝处会产生应力集中，甚至会由于焊缝质量不过关导致焊缝撕裂，从而致使整体结构失效。另外现场焊接需要大量设备和人员，且对现场防火有一定隐患。悬索结构大多为一种柔性连接结构方式，所连接结构形成的整体性不强，在地震作用下，会造成悬索杆件受力不均匀，从而致使结构局部失效，发生破坏。

在大开间的中庭结构中，连接大厅底层和其它层平台的通道大多使用两跑或三跑或旋转楼梯，或是电梯等，需在大厅中间设置竖向支撑柱，其占用空间大，不美观，且连接复杂。结构中荷载传递方式大多还是传统的板、梁、柱体系传递方式，即竖向荷载通过板传递给梁，梁传向柱后再通过柱传给基础，占用大量中庭面积。缺少一种施工进度快、传力途径简单、耗能能力强的新型结构体系。

对于网格状曲梁部分，传统建筑多采用钢筋混凝土结构或纯钢结构。然而钢筋混凝土结构施工复杂、施工周期长的缺点影响了其在空间结构中的发展，而且曲梁若为悬吊结构，增大了施工现场空中制模的难度，自重大，抗震性能差；纯钢结构多采用桁架梁、箱型梁或H型钢梁形式，这些形式均为刚性连接且需要较大的支座预埋件，且在地震作用下，多为脆性破坏。纯钢结构受温度变化影响较大，占用空间大、造价高，不具有较好建筑美观效果。

实用新型内容

针对以上现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种传力途径简单、受力均匀稳定、抗震性能优良、安装便捷高效、美观坚固的，将柱与曲梁进行水平柔性连接的空间结构体系。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

柱与曲梁水平柔性连接空间结构体系，包括柱、曲梁，所述柱与曲梁通过水平柔性连接装置连接，所述水平柔性连接装置包括柱连接件、曲梁连接件a、用于连接柱连接件和曲梁连接件的钢拉杆；

所述曲梁上还连接有竖向悬吊连接装置，所述竖向悬吊连接装置包括曲梁连接件b和可移动钢吊杆。

所述曲梁由多个方形管网格单元构成螺旋网格结构，所述网格单元由曲梁内弦杆、曲梁外弦杆、曲梁X形斜腹杆和曲梁梯形直腹杆组成。

所述一套水平柔性连接装置包括一个固定于柱侧壁上的柱连接件，两个连接于曲梁外弦杆处的曲梁连接件a，以及相对应的两根钢拉杆；

所述两根钢拉杆通过螺栓连接于柱连接件；

所述两根钢拉杆与两个曲梁连接件a也通过螺栓连接。

所述两根钢拉杆间的夹角为15～90°。

所述曲梁连接件b连接于曲梁梯形直腹杆的两侧。

所述两个曲梁连接件a，以设置于曲梁外弦杆处的曲梁连接件b为中心对称设置。

所述可移动钢吊杆包括吊杆和可移动连接件，所述曲梁连接件b通过可移动连接件与吊杆连接。

所述吊杆采用自上而下一体连续式。

所述柱为多根，两相邻柱之间曲梁对应的圆心角为30～60°。

所述柱为钢管混凝土柱或钢筋混凝土柱或纯钢柱。

本实用新型的有益效果为：

与现有技术相比，本实用新型的优势体现在：

1、本实用新型采用网架结构和悬索结构相结合的空间结构体系。在网架结构体系中，提高了网格曲梁结构的强度和延性，显著增加了曲梁的抗弯承载力和减少曲梁挠度变形。在悬索结构中，采用柔性吊杆连接悬吊钢结构曲梁，其柔性连接特点使得整体外观简洁，受力均匀、抗震耗能良好，且易于维修、保养，满足悬吊式钢结构舒适度要求。

2、本实用新型采用网格螺旋曲梁现场装配连接，减少了现场焊接工作，保证了现场施工质量，提高了建筑工业化装配效率。与网格螺旋曲梁相连接的竖向和水平连接装置均采用螺栓连接形式传力合理，即使在罕遇地震后修复和更换代价小，且整体结构耗能能力和延性更加优越。