大跨度桁架结构体系的制作方法

本发明涉及建筑结构技术领域，特别是涉及一种大跨度桁架结构体系。

背景技术：

随着建筑技术的不断发展，在现代建筑中大量出现了2个建筑单体需要通过大跨度连廊进行连接的情况。

一般连廊均采用大跨度桁架的结构形式，由于桁架的跨度较大，传递给主体结构的支座反力较大，因此设计上一般将桁架的支座设计成一端固定一端滑动，并在桁架一侧或者两侧设置变形缝以释放支座的变形。

但此做法因需要设置结构变形缝，对建筑立面会有影响，另外，滑动支座的使用年限也难以达到主体结构的使用年限。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有将桁架的支座设计成一端固定一端滑动，并在桁架一侧或者两侧设置变形缝以释放支座的变形做法，存在变形缝对建筑立面产生影响且滑动支座使用年限短的问题，提供一种能避免设置变形缝及滑动支座的大跨度桁架结构体系。

本申请提供一种大跨度桁架结构体系，包括：

桁架；以及

主体结构，连接于所述桁架沿其纵长方向的一侧；

其中，所述主体结构包括结构本体及与所述结构本体相连的第一跨斜撑，所述第一跨斜撑的一端与所述桁架相连，所述主体结构通过所述第一跨斜撑向所述桁架提供相对所述桁架的纵长方向倾斜的斜向支撑力。

上述大跨度桁架结构体系，通过设置第一跨斜撑，可以增强主体结构的斜向抵抗力，从而使得桁架作用在主体结构上的斜向分力能够通过第一跨斜撑进行平衡，故可取消变形缝和滑动支座的设计，而将大跨度桁架与主体结构进行刚性连接，进而不会对建筑立面产生影响。

另外，取消变形缝不仅避免了影响建筑的美观，同时也节约了因处理变形缝产生的成本，再者，滑动支座的使用年限通常难以达到主体结构20的使用年限，特别是主体结构使用年限为年的建筑，因此，取消滑动支座可提高大跨度桁架结构体系的整体使用寿命，保证主体结构安全。

在其中一个实施例中，所述第一跨斜撑背离所述桁架的一端沿所述桁架指向所述主体结构的方向朝远离所述桁架的一侧延伸。如此，第一跨斜撑提供的斜向支撑更稳定且对桁架的作用效果更好。

在其中一个实施例中，所述主体结构还包括型钢混凝土梁，所述型钢混凝土梁与所述结构本体相连；

所述型钢混凝土梁的一端与桁架相连，且所述型钢混凝土梁的延伸方向与所述桁架指向所述主体结构的方向平行，所述主体结构通过所述型钢混凝土梁抵抗来自所述桁架的拉力。通过设置型钢混凝土梁，可以增强主体结构的抗拉能力，从而使得桁架作用在主体结构上的拉力能够通过型钢混凝土梁进行平衡，避免因拉力引起的结构裂缝。

在其中一个实施例中，所述第一跨斜撑的端部均与所述型钢混凝土梁的端部在所述桁架侧相交。可使两者结构结合而相互支撑，结合后的作用力各自抵抗桁架的作用力更强且稳靠。

在其中一个实施例中，所述主体结构还包括至少两根型钢混凝土柱，所述型钢混凝土梁及所述第一跨斜撑的两端均分别与其中两根所述型钢混凝土柱相连。可以进一步提高型钢混凝土梁及第一跨斜撑的结构强度，进而使抵抗桁架的作用力更强且稳靠。

在其中一个实施例中，所述主体结构还包括多个栓钉，所述多个栓钉用于连接所述型钢混凝土梁与所述结构本体；

所述多个栓钉沿所述桁架指向所述主体结构的方向间隔设置。设置栓钉能够加强钢混凝土梁与结构本体连接的强度。

在其中一个实施例中，所述第一跨斜撑包括单根斜撑和/或v型斜撑。当建筑层高充足时，可使用单根斜撑，当建筑层高不足时，可使用v型斜撑，第一跨斜撑可适用多种场景。

在其中一个实施例中，所述主体结构还包括剪力墙，所述剪力墙设于所述结构本体内。通过设置剪力墙，可承担大跨度桁架引起的水平剪力，能够增加结构本体的刚度，并且可以抵抗桁架因变形或温度变化作用下而产生的对结构本体的水平力。

在其中一个实施例中，所述桁架包括弦杆及桁架斜撑，所述桁架斜撑的一端连接在所述弦杆与所述主体结构的交接处，且与所述弦杆及所述主体结构之间均具有夹角；

其中，所述桁架斜撑与所述弦杆及所述主体结构的连接处圆弧过渡。可避免桁架与主体结构的交界处节点应力集中。

在其中一个实施例中，所述主体结构包括两个，两个所述主体结构分别连接于所述桁架沿其纵长方向的两侧。使桁架两侧的主体结构均能实现刚性连接。

附图说明

图1为本发明一实施例中的大跨度桁架结构体系的结构平面图；

图2为图1所示的大跨度桁架结构体系的剖面示意图；

图3为图1所示的大跨度桁架结构体系中桁架与主体结构交界处节点的示意图。

附图标记：

大跨度桁架结构体系100，桁架10，弦杆11，上弦杆111，下弦杆112，腹杆12，桁架斜撑13，主体结构20，结构本体21，第一跨斜撑22，单根斜撑221，v型斜撑222，型钢混凝土梁23，栓钉24，型钢混凝土柱25，剪力墙26，第一平面a，第二平面b。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

图1示出本发明一实施例中的大跨度桁架结构体系的结构平面图，图2示出了图1所示的大跨度桁架结构体系的剖面示意图。为便于描述，附图仅示出了与本发明实施例相关的结构。

参阅附图，本发明一实施例提供一种大跨度桁架结构体系100，包括桁架10以及连接于桁架10沿其纵长方向一侧的主体结构20。

在本申请的实施例中，主体结构20包括两个，两个主体结构20分别连接于桁架10沿其纵长方向的两侧。

其中，主体结构20包括结构本体21及与结构本体21相连的第一跨斜撑22，第一跨斜撑22的一端与桁架10相连，主体结构20通过第一跨斜撑22向桁架10提供相对桁架10的纵长方向倾斜的斜向支撑力。具体地，第一跨斜撑22的背离所述桁架10的一端沿桁架10指向主体结构20的方向朝远离桁架20的一侧延伸。如此，第一跨斜撑22提供的斜向支撑更稳定且对桁架的作用效果更好。

需要指出的是，在本申请的实施例中，请参阅图1，在竖直方向，也就是垂直纸面的方向上，桁架10具有第一平面a和第二平面b，第一平面a和第二平面b呈角度设置，因此，桁架10指向主体结构20的方向可以为第一平面a在图中的水平向左或向右的方向指向主体结构20的方向，也可以为第二平面b在图中的与水平方向相交的方向指向主体结构20的方向，因此，桁架10指向主体结构20的方向是根据桁架10的外形而确定的，故存在多个指向方向的情况，具体的指向方向因根据第一跨斜撑相对桁架10的位置确定。

在本申请的实施例中，结构本体21为钢筋混凝土结构。还需要指出的是，由于主体结构10为整体结构，故第一跨斜撑22并非独立于结构本体21外部，而是与结构本体21一体。

如此，通过设置第一跨斜撑22，可以增强主体结构20的斜向抵抗力，从而使得桁架10作用在主体结构20上的斜向分力能够通过第一跨斜撑22进行平衡，故可取消变形缝和滑动支座的设计，而将大跨度桁架10与主体结构20进行刚性连接，进而不会对建筑立面产生影响。另外，取消变形缝不仅避免了影响建筑的美观，同时也节约了因处理变形缝产生的成本，再者，滑动支座的使用年限通常难以达到主体结构20的使用年限，特别是主体结构20使用年限为100年的建筑，因此，取消滑动支座可提高大跨度桁架结构体系100的整体使用寿命，保证主体结构安全。

需要指出的是，桁架10包括弦杆11及与弦杆11相连的腹杆12，且腹杆12与弦杆11之间具有夹角，第一跨斜撑22的一端与桁架10的腹杆12相连，桁架10作用在主体结构20上的斜向分力由腹杆12提供。

在一些实施例中，第一跨斜撑22包括单根斜撑221，在另一些实施例中，第一跨斜撑22包括v型斜撑222，在其他实施例中，第一跨斜撑22包括单根斜撑221和v型斜撑222的组合方式。具体而言，当建筑层高充足时，可使用单根斜撑221，当建筑层高不足时，可使用v型斜撑222。如此可知，第一跨斜撑22可根据不同应用场景作适应性的调整。

在一些实施例中，主体结构20包括型钢混凝土梁23，型钢混凝土梁23与结构本体21相连，主体结构20通过型钢混凝土梁23抵抗来自桁架10的拉力。具体地，型钢混凝土梁23的一端与桁架10相连，且型钢混凝土梁23的延伸方向与桁架10指向主体结构20的方向平行。

还需要指出的是，型钢混凝土梁23的一端与桁架10的弦杆11相连，桁架10作用在主体结构20的拉力由弦杆11提供。

另外，具体的指向方向因根据型钢混凝土梁23相对桁架10的位置确定。

如此，通过设置型钢混凝土梁23，可以增强主体结构20的抗拉能力，从而使得桁架10作用在主体结构20上的拉力能够通过型钢混凝土梁23进行平衡，避免因拉力引起的结构裂缝。

如图3所示，为图1所示的大跨度桁架结构体系中桁架与主体结构交界处节点的示意图，参阅附图，在一些实施例中，主体结构20还包括多个栓钉24，多个栓钉24用于连接型钢混凝土梁23与结构本体21，多个栓钉24沿桁架10指向主体结构20的方向间隔设置。此指向方向同样也是根据型钢混凝土梁23相对桁架10的位置确定。设置栓钉24能够加强钢混凝土梁23与结构本体21连接的强度。

需要指出的是，栓钉24数量应能承受型钢混凝土梁23所受的拉力。

请再次参阅图2，在一些实施例中，第一跨斜撑22的端部与型钢混凝土梁23的端部在桁架10侧相交。如此，可使两者结构结合而相互支撑，结合后的作用力各自抵抗桁架10的作用力更强且稳靠。进一步地，第一跨斜撑22与钢混凝土梁23的连接处圆弧过渡，如此，可减小桁架10与主体结构20的交界处节点的应力集中。

在一些实施例中，主体结构20还包括至少两根型钢混凝土柱25，型钢混凝土梁23的两端分别与其中两根型钢混凝土柱25相连。在另一实施例中，第一跨斜撑22的两端分别与其中两根型钢混凝土柱25相连，在其他实施例中，型钢混凝土梁23及第一跨斜撑22的两端均分别与其中两根型钢混凝土柱25相连。通过设置型钢混凝土柱25可以进一步提高型钢混凝土梁23及第一跨斜撑22的结构强度，进而使抵抗桁架10的作用力更强且稳靠。

请再次参阅图3，进一步地，第一跨斜撑22与型钢混凝土柱25的连接处圆弧过渡，如此，可减小桁架10与主体结构20的交界处节点的应力集中。

请再次参阅图1，在本申请的实施例中，主体结构20还包括剪力墙26，剪力墙26设于结构本体21内。通过设置剪力墙26，可承担大跨度桁架10引起的水平剪力，能够增加结构本体21的刚度，并且可以抵抗桁架10因变形或温度变化作用下而产生的对结构本体21的水平力。

在请再次参阅图2和图3，一些实施例中，为了避免桁架10与主体结构20的交界处节点应力集中，设置桁架10还包括桁架斜撑13，桁架斜撑13的一端连接在与弦杆11及主体结构20的交接处，且与弦杆11及主体结构20之间均具有夹角，其中，桁架斜撑13与弦杆11及主体结构20的连接处均圆弧过渡。具体地，弦杆11包括上弦杆111和下弦杆112，桁架斜撑13的一端连接在上弦杆111与型钢混凝土柱25的交接处，桁架斜撑13的另一端与下下弦杆112相连。

本发明实施例提供的大跨度桁架结构体系100及车辆，相较于现有技术，具有以下有益效果：

通过设置第一跨斜撑22，可以增强主体结构20的斜向抵抗力，从而使得桁架10作用在主体结构20上的斜向分力能够通过第一跨斜撑22进行平衡，故可取消变形缝和滑动支座的设计，而将大跨度桁架10与主体结构20进行刚性连接，进而不会对建筑立面产生影响。另外，取消变形缝不仅避免了影响建筑的美观，同时也节约了因处理变形缝产生的成本，再者，滑动支座的使用年限通常难以达到主体结构20的使用年限，特别是主体结构20使用年限为100年的建筑，因此，取消滑动支座可提高大跨度桁架结构体系100的整体使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。