[发明专利]一种悬挑桁架结构体系

说明书

本发明涉及一种悬挑桁架结构体系，包括端部悬挑桁架(1)、中部悬挑桁架(2)、端部环桁架(3)、楼面短跨悬挑桁架(4)、封边桁架(5)和支撑柱(6)，所述封边桁架(5)分别支撑在端部悬挑桁架(1)、中部悬挑桁架(2)和端部环桁架(3)上，所述楼面短跨悬挑桁架(4)设于端部悬挑桁架(1)和端部环桁架(3)中间，各桁架的底部刚性连接支撑柱(6)，各桁架形成整体空间受力结构。与现有技术相比，本发明具有实现超大跨度的建筑悬挑，提高结构抗侧刚度和抗扭刚度，满足相关抗震设防要求等优点。

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，尤其是涉及一种悬挑桁架结构体系。

背景技术

随着社会经济的不断发展，人们对建筑美学的要求要来越高，科技场馆、影视剧院、会展中心等建筑开始大量运用大悬挑的建筑形态，以实现丰富的造型。悬挑桁架具有跨度大和造型复杂的特点，其稳定性和安全性是设计和施工的关键，悬挑桁架的结构设计是建设外悬挑结构和大跨悬臂结构的重要一环。

对于悬挑跨度小于20米的建筑，可采用的结构形式有钢-混凝土组合结构、预应力结构等。而对于悬挑跨度超过20米的建筑，上述结构形式在适用性上存在一定的局限。此外，上述结构形式无法满足超大跨度建筑的抗震设防等结构要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种悬挑桁架结构体系，该悬挑桁架结构体系可用作超大跨度的建筑悬挑，能够实现高烈度区超大悬挑跨度的建筑造型，在满足超大跨度建筑的抗震设防等结构要求的同时，实现建筑与结构的完美融合。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种悬挑桁架结构体系，包括端部悬挑桁架、中部悬挑桁架、端部环桁架、楼面短跨悬挑桁架、封边桁架和支撑柱，所述封边桁架分别支撑在端部悬挑桁架、中部悬挑桁架和端部环桁架上，所述楼面短跨悬挑桁架设于端部悬挑桁架和端部环桁架中间，各桁架的底部刚性连接支撑柱，各桁架形成整体空间受力结构。各悬挑桁架于楼层处通高设置。

所述中部悬挑桁架设于端部悬挑桁架、端部环桁架之间，所述端部悬挑桁架、所述中部悬挑桁架、所述端部环桁架设于封边桁架的同侧方向，并分别作为封边桁架的支撑基础。

所述中部悬挑桁架的高度不得大于所在层的楼层高度。所述端部悬挑桁架、所述中部悬挑桁架、所述端部环桁架的跨度不小于两跨。两跨为三根相邻支撑柱之间的距离。优选地，两跨的距离为16～24米。所述端部悬挑桁架、所述中部悬挑桁架、所述端部环桁架的受压腹杆采用屈曲约束支撑，用以减小结构在地震作用下的响应，满足相关抗震设防要求。

两排所述楼面短跨悬挑桁架分别设置在封边桁架的前侧顶部和前侧中部，所述封边桁架的前侧底部设有楼层梁，楼面短跨悬挑桁架的高度高于楼层梁的高度，楼面短跨悬挑桁架与楼层梁上、下平行设置，能够避免结构构件突出建筑表面，影响建筑美观。楼层梁的底部刚性连接有支撑柱。

进一步地，所述楼层梁上的楼板结构采用钢筋桁架楼承板结构，方便与钢构件连接，同时可增大楼板刚度。

进一步地，本发明悬挑桁架结构体系的高跨比不小于1/10。

进一步地，本发明悬挑桁架结构体系的高跨比为1/4～1/6。

进一步地，在端部悬挑桁架底部的各支撑柱上共设置一排楼层梁，楼层梁与支撑柱刚性连接，用以与支撑柱刚接形成梁柱抗侧力体系，共同抵抗风荷载和地震作用等水平方向的力。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明的封边桁架分别支撑在端部悬挑桁架、中部悬挑桁架和端部环桁架上，并与下部支撑柱刚性连接，形成整体空间受力结构，可提供空间受力效应，进而实现超大跨度的建筑悬挑；

2)各桁架的空间错位布置可提高悬挑桁架结构体系的抗侧刚度和抗扭刚度；