一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法。本发明专利技术通过将传统的框架结构梁的弯剪变形转换为桁架轴向拉压二力杆变形，形成隔层桁架结构体系，具有高承载力，最终使新结构体系具有大空间、承载力高、造价低、施工周期短等明显优点。具体基于上述结构理论创新，涉及大空间多层装配式建筑技术领域，具体包括如下步骤：步骤一，确定建筑类型；步骤二，以满足功能为前提，研究合理的大空间结构布置形式；步骤三，以经济性为导向，研究最优的结构技术方案；步骤四，确定楼面、楼盖设计形式；步骤五，确定构件尺寸和配筋；步骤六，以确保结构安全为目的，进行整体结构演算；步骤七，对建筑及结构进行装配式建筑拆分设计。及结构进行装配式建筑拆分设计。及结构进行装配式建筑拆分设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法


[0001]本专利技术涉及大空间多层装配式建筑术领域，更具体地说，本专利技术涉及一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法。

技术介绍

[0002]传统的大跨度多层钢筋混凝土框架结构厂房或仓储库房按现行建筑规范设计都存在柱间距偏小，普遍厂房柱间跨距多为九米或九米以下，这样的跨度已不能满足大型冷链运载车辆在其空间内的行走，如果柱间跨距超过九米以上，其建筑的经济性受到严重的冲击。为此，我们提出了一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的建筑的经济性受到严重的冲击问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，具体包括如下步骤：
[0005]步骤一：确定建筑类型。按照建设单位提供的设计依据明确设计的大空间建筑物类型。如多层工业厂房，多层冷冻库，多层汽车停车场，大型多层音乐厅，多层高铁站、超长悬挑码头等；
[0006]步骤二：以满足功能为前提，研究合理的大空间结构布置形式。如图1所示，作为多层厂房，其中：奇数层为大空间，无需布置X 轴线方向桁架体系，而仅在偶数层布置X轴线方向桁架体系；有需要也可在XY两轴线方向布置桁架体系，等等场景。
[0007]步骤三，以经济性为导向，研究最优的结构技术方案。根据大空间多层建筑所需空间的大小需求，确定相应的大空间多层综合体的结构平面、立面尺寸，X、Y两轴线方向柱间距及其结构尺寸，以及桁架类型及其腹杆的形式；
[0008]步骤四：确定楼面、楼盖设计形式。根据步骤二、三确定的结构布置形式，合理的确定楼面、楼盖设计形式，以及梁板柱的连结方式；
[0009]步骤五：确定构件尺寸和配筋。以确保结构安全为目的，通过现有理论计算公式，有限元分析方法，进行整体结构演算，确定构件尺寸和配筋；
[0010]步骤六：以确保建筑安全，进行整体结构复核演算；
[0011]步骤七：对建筑及结构进行装配式建筑拆分设计。
[0012]在一个优选地实施方式中，步骤一中大空间多层建筑为南海岛礁的典型形状、大陆架预估所需贮存空间的大小需求而选择长悬挑码头的一种。
[0013]在一个优选地实施方式中，步骤二中结构布置形式包括叠合桁架结构体系、含桁架的巨型框架结构、巨型支撑框架结构，和带转换层与加强层的结构等。
[0014]在一个优选地实施方式中，步骤四中固定形式包括常规钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱、型钢混凝土腹杆。
[0015]在一个优选地实施方式中，步骤五中工程设计分析软件工具为Midas、盈建科分析方式中的一种或两种的配合。
[0016]在一个优选地实施方式中，一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，包括并列设置有多组的立柱，每组立柱的数量设置成至少两个，每组立柱中相邻两个立柱之间安装有连梁，沿立柱侧壁上阵列分布有若干个桁架结构，形成桁架结构体系。
[0017]在一个优选地实施方式中，所述桁架结构体系为隔层桁架结构体系，包括线性排列的若干个第一支撑架结构，第一支撑架结构包括上弦梁、下弦梁和轴向拉压二力腹杆，所述上弦梁位于轴向拉压二力腹杆的上方，所述下弦梁位于轴向拉压二力腹杆的下方，所述轴向拉压二力腹杆的上下两端分别与上下连梁和上下弦梁连接。
[0018]在一个优选地实施方式中，所述轴向拉压二力杆呈现“V”形结构，并由两个第一钢构件组成，两个第一钢构件相互靠近的端部均开设有可供第一钢构件的端部转动的第一转动槽，两个轴向拉压二力杆的“V”形尖端通过第一支撑转轴转动连接。
[0019]在一个优选地实施方式中，所述桁架结构体系为叠合桁架结构体系，包括沿着立柱表面阵列分布的若干个第二支撑架，所述第二支撑架包括上弦杆、下弦杆和支撑二力杆，所述上弦杆位于上方，所述下弦杆位于下方。
[0020]在一个优选地实施方式中，所述支撑二力腹杆的数量设置成至少一个，处于同一水平面上的支撑二力腹杆共用一个上弦杆和一个下弦杆，所述支撑二力腹杆呈现“V”形，包括两个第二钢构件，两个所述第二钢构件相互靠近的端部均开设有第二转动槽，所述支撑二力腹杆“V”形尖端相互靠近并通过第二支撑转轴转动连接。
[0021]本专利技术的技术效果和优点：
[0022]1、通过将传统的框架结构梁的弯剪变形转换为桁架轴向拉压二力杆变形，形成隔层桁架结构体系，与现有技术相比,由于桁架结构有较大的梁高，按照桁架内力与高跨比成反比的规律，由此形成桁架面作为主要受力面，具有高承载力，最终使新结构体系具有承载力高、大空间、造价低、施工周期短等明显优点。
[0023]2、通过传统的框架结构梁的弯剪变形转换为每层共用弦杆的叠合桁架结构体系，与现有技术相比，当上下楼层桁架采用叠合方式，在叠合处连成整体，产生“力对冲”效应，同时减少了结构内力，而整体结构具有更高的承载力，达到减少材料，降低造价，减少能耗的目的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1提出的具有隔层桁架结构体系的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法的整体结构示意图。
[0025]图2为本专利技术提出的隔层桁架结构体系的结构示意图。
[0026]图3为本专利技术提出的第一支撑架结构示意图。
[0027]图4为本专利技术实施例2提出的叠合桁架结构体系的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法的整体结构示意图。
[0028]图5为本专利技术实施例2提出的叠合桁架结构体系的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法的部分结构示意图。
[0029]图6为本专利技术提出的叠合桁架结构体系的结构示意图。
[0030]图7为本专利技术提出的第二支撑架的结构示意图。
[0031]图8为本专利技术实施例3中厂房优化方案空间结构布置图。
[0032]图9为本专利技术实施例3中厂房优化方案正立面布置图。
[0033]图10为本专利技术实施例3中厂房优化方案侧立面布置图。
[0034]图11为本专利技术对比实施例1厂房空间布置图。
[0035]图12为本专利技术对比实施例1厂房标准层平面布置图。
[0036]图13为本专利技术对比实施例1厂房立面布置图。
[0037]图14为本专利技术对比实施例1厂房立面布置图。
[0038]图15为本专利技术整体方案的研究技术路线图。
[0039]附图标记为：1、立柱；2、连梁；3、上弦梁；4、下弦梁；5、第一钢构件；6、第一转动槽；7、第一支撑转轴；8、上弦杆；9、下弦杆；10、第二钢构件；11、第二转动槽；12、第二支撑转轴。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤一：确定建筑类型。按照建设单位提供的设计依据明确设计的大空间建筑物类型。步骤二：以满足功能为前提，研究合理的大空间结构布置形式。如图1所示，作为多层厂房，奇数层为大空间，无需布置X轴线方向桁架，而仅在偶数层布置X轴线方向桁架；也可在XY两轴线方向布置桁架。步骤三，以经济性为导向，研究最优的结构技术方案。根据大空间多层建筑所需空间的大小需求，确定相应的大空间多层综合体的结构平面、立面尺寸，X、Y两轴线方向柱间距及其结构尺寸，以及桁架类型及其腹杆的形式。步骤四：确定楼面、楼盖设计形式。根据步骤二、三确定的结构布置形式，合理的确定楼面、楼盖设计形式，以及梁板柱的连结方式。步骤五：确定构件尺寸和配筋。以确保结构安全为目的，通过现有理论计算公式，有限元分析方法，进行整体结构演算，确定构件尺寸和配筋。步骤六：以确保结构安全为目的，进行整体结构复核演算。步骤七：对建筑及结构进行装配式建筑拆分设计。2.根据权利要求1所述的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，其特征在于：步骤一中大空间多层建筑为南海岛礁的典型形状、大陆架预估所需贮存空间的大小需求而选择长悬挑码头的一种。3.根据权利要求1所述的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，其特征在于：步骤二中结构布置形式包括叠合桁架结构体系、巨型框架结构、巨型支撑框架结构，和带转换层与加强层的结构。4.根据权利要求1所述的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，其特征在于：步骤三、四中固定形式包括常规钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱，型钢、钢管混凝土腹杆。5.根据权利要求1所述的一种基于大空间多层建筑的桁架结构设计方法，其特征在于：步骤五、六中工程设计、计算分析、复核验算的软件工具为Midas、盈建科分析方式中的一种或两种的配合。6.一种基于大空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，谢肖礼，陆励，
申请(专利权)人：广西甫筑置业有限公司，
类型：发明
国别省市：