[实用新型]一种轻型木结构双曲屋面结构

说明书

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体为一种轻型木结构双曲屋面结构。本实用新型设计的双曲屋面结构，按一定间距布置木桁架；每个木桁架的上弦为沿同一方向切割的双曲面，这样使每一个木桁架的上弦均不同；每个木桁架包括：双曲屋面线、桁架上弦杆、桁架下弦杆；桁架下弦杆为水平设置；双曲屋面线与桁架上弦杆的基准线平行；桁架上弦杆与桁架下弦杆的两端处设有端部竖腹杆，中间等间距设置内部竖腹杆，相邻两根内部竖腹杆之间设置斜腹杆，以中间的内部竖腹杆为基准，两侧的斜腹杆的倾斜方向相反；本实用新型设计的双曲屋面可以丰富轻型木结构屋面的立面造型，并确保结构的安全性。

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及一种轻型木结构双曲屋面结构。

背景技术

现有轻型木结构屋面一般为人字坡屋面，采用轻型木桁架，造型单一，变化少。而且，还缺乏安全性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种受力均匀、安全性高的轻型木结构双曲屋面结构。

本实用新型设计的轻型木结构双曲屋面结构，借鉴人字坡屋面轻型木桁架的思路，按一定间距（一般以310,410,610为模数）布置木桁架；每个木桁架的上弦即为沿同一方向切割的双曲面，这样使每一个木桁架的上弦均不同。

本实用新型设计的轻型木结构双曲屋面结构，每个木桁架中，包括：上方的双曲屋面线（即双曲线形屋面）1、桁架上弦杆3、桁架下弦杆4；桁架下弦杆4为水平设置；双曲屋面线1与桁架上弦杆3的基准线2平行（即两者在各点法线方向的距离相等）；桁架上弦杆3与桁架下弦杆4的两端处设有端部竖腹杆6，中间等间距设置内部竖腹杆5，相邻两根内部竖腹杆5之间设置斜腹杆7，以中间的内部竖腹杆5为基准，两侧的斜腹杆7的倾斜方向相反。参见图1所示。

其中，双曲屋面线1与桁架上弦杆基准线2的距离，应确保桁架上弦不突出双曲屋面线1。桁架的设计原则为：以桁架上弦杆3的基准线2的最低点为基准，该点与桁架下弦杆4的距离，记为h，根据h的取值来确定桁架下弦杆4的中心线的标高。h的取值需保证桁架上弦杆3和桁架下弦杆4的净距不小于100mm，便于桁架节点上齿板的施工。

轻型木结构房屋屋面一般都采用人字坡形式，造型比较单调。本实用新型设计的双曲屋面，可以丰富轻型木结构屋面的立面造型，并确保结构的安全性。

附图说明

图1为双曲屋面中一榀桁架的立面示意图。

图中标号：1为双曲屋面线，2为桁架上弦杆基准线，3为桁架上弦杆，4为桁架下弦杆，5为桁架内部竖腹杆，6为桁架端部竖腹杆，7为桁架斜腹杆，8为纵向分隔线，同时也是竖腹杆中心线。

具体实施方式

为保证双曲屋面的桁架满足轻型木桁架的构造要求，采取如下方式计算受力状况：桁架腹杆及上弦杆受力较小，按桁架受力计算杆件的内力；桁架下弦受力较大，按梁的受力模式计算其内力。这样既能保证安全，又能满足建筑设计规范要求。

桁架下弦杆按简支梁计算，此时腹杆（包括桁架内部竖腹杆5、桁架端部竖腹杆6、桁架斜腹杆7）、桁架上弦杆3及屋面荷载均以荷载的形式作用在桁架下弦杆4上。桁架腹杆（桁架内部竖腹杆5、桁架端部竖腹杆6、桁架斜腹杆7）和桁架上弦杆3均按桁架结构来计算内力。桁架内力计算可以采用结构力学求解器或MIDAS GEN等有限元软件计算。内力求出来以后，取同类杆件的最大内力，桁架上弦杆3按压弯构件、腹杆（桁架内部竖腹杆5、桁架端部竖腹杆6、桁架斜腹杆7）按轴压或轴拉构件来验算构件的强度和稳定性是否满足要求。

在水平方向将桁架按一定距离bi进行分隔，纵向分隔线8与桁架上弦基准线2相交，沿着两者交点连线，即得到上弦杆的中心线。根据试算结果布置上弦杆，如上弦杆均位于双曲屋面线1的下部，则说明双曲屋面线1与桁架上弦基准线2的距离是合适的。