[发明专利]一种大跨度多边形变截面并联式空间桁架及施工方法

说明书

一种大跨度多边形变截面并联式空间桁架及施工方法，其中桁架包含上弦主杆和下弦主杆，上、下弦主杆间的主直腹杆，以及上、下弦主杆两侧的腰杆，腰杆之间的水平直杆；其中在上、下弦主杆两侧端部连接桁架立柱，桁架立柱与相邻主直腹杆间连接剪刀撑，桁架立柱与水平弦杆间连接多边形框架；相邻主直腹杆之间连接主斜腹杆；上、下弦主杆、腰杆间连接立面斜杆，立面斜杆间连接次斜腹杆；上、下弦主杆长向中部水平两侧分别连接同向的上、下弦次杆；在施工时，先安装桁架胎架，在定位桁架中通长的杆件，然后逐步进行局部杆件的拼装；本发明可以进行整体和单元的同步施工，节省工时，且变截面和并联式设置有效的保证桁架的受力和整体性。

技术领域

本发明属于钢结构桁架领域，特别涉及一种大跨度并联式空间桁架及施工方法。

背景技术

现如今，大跨度的屋盖、厂房以及仓库等建筑越来越多，在建筑的跨度距离大幅度攀升的同时，对实现大跨度设计的空间桁架提出了更高的要求。因为空间桁架只受轴力，可充分发挥其材料性能，现有的桁架形式使用在大跨度屋盖结构中，桁架的截面需设置很大，或需要在桁架内增加预应力索，施工步骤繁琐；常用的“倒三角”桁架施工技术主要利用了桁架的上弦受压、下弦受拉的受力性能，但由于“倒三角”桁架的横截面面积基本保持不变，这就造成了桁架的在局部尤其在跨中位置的受力不合理，且截面的不变对不均匀上部结构荷载变化的敏感性适应性差。因此，需要对空间桁架的上下弦杆以及横截面的尺寸进行进一步的完善和改造，提出一种适用于大跨度、超大跨度的变截面并联式空间桁架。

发明内容

本发明提出一种大跨度多边形变截面并联式空间桁架及施工方法，具体方案如下：

一种大跨度多边形变截面并联式空间桁架，包含同一竖直平面内上下不相交的上弦主杆和下弦主杆，一组连接平行间隔分布在上弦主杆和下弦主杆之间的主直腹杆，分布在上弦主杆和下弦主杆所在平面两侧、且相互平行对称设置的腰杆，以及一组平行间隔连接在两腰杆之间的水平直杆；所述上弦主杆和下弦主杆为对称的弧形杆，所述主直腹杆自两边向中间高度依次递减；所述腰杆所在平面与上弦主杆和下弦主杆所在平面相互垂直，所述水平直杆与对应的主直腹杆垂直连接。

所述上弦主杆和下弦主杆两侧端部之间竖直连接有桁架立柱，桁架立柱与相邻主直腹杆间连接有剪刀撑；桁架立柱与腰杆端部的水平直杆对应垂直连接。

相邻主直腹杆之间连接有主斜腹杆，以空间桁架中部主直腹杆为中心，两侧的主斜腹杆对称设置，其中中部主直腹杆左侧的主斜腹杆倾向左侧，中部主直腹杆右侧的主斜腹杆倾向右侧；所述主斜腹杆的两端分别连接在相邻主直腹杆的上下端部之间。

所述上弦主杆、腰杆、下弦主杆和另一腰杆之间在同一竖直面上依次连接有一根立面斜杆、形成多边形支撑框架；两多边形支撑框架上相邻的立面斜杆上下端部间连接有次斜腹杆，所述相邻次斜腹杆关于共同连接的立面斜杆对称分布。

所述多边形支撑框架分为两组，第一组围合在主直腹杆和水平直杆外围、形成有芯多边形支撑框架，第二组围合在空余位置、形成空芯多边形支撑框架；第一组和第二组在桁架长向上交替间隔平行分布。

第二组空芯多边形支撑框架之间连接有连接有水平斜杆组成的水平剪刀撑，水平剪刀撑的交叉点穿接主直腹杆和水平直杆交接处。

所述上弦主杆和下弦主杆长向中部两侧分别连接有同向的上弦次杆和下弦次杆；所述上弦次杆和下弦次杆均为空间桁架中部对称设置。

所述多边形支撑框架所在断面包含上弦主杆、下弦主杆、上弦次杆和下弦次杆，多边形支撑框架上立面斜杆连接在上弦次杆和下弦次杆上。

所述腰杆两端分别外延、且两个腰杆的端头之间连接有水平弦杆；水平弦杆位于桁架立柱所在端面的外侧，水平弦杆与水平直杆在同一平面并平行于水平直杆，水平弦杆与上弦主杆、下弦主杆和腰杆端部所在平面之间设置有多边形框架。