一种钢结构风雨楼结构体系的制作方法

1.本发明涉及固定建筑物技术领域，具体为一种钢结构风雨楼结构体系。


背景技术：

2.风雨桥又称花桥、福桥，流行于南方部分地区，整体由桥、塔、亭组成，全用木料筑成，桥面铺板，两旁设栏杆、长凳，桥顶盖瓦，形成长廊式走道。塔、亭建在石桥墩上，通常材料主要为木料，靠凿榫衔接。有多层，檐角飞翘，顶有宝葫芦等装饰，又名风雨楼。
3.三江风雨桥位于广西柳州三江侗族自治县浔江河上，由钢筋混凝土月牙形单桥拱和集侗族特色木构建筑技艺精华于一体，三江风雨桥有7个桥亭，桥长398米，宽18米，中间为车行道，两旁为人行道，各宽4米。桥的下半部分为钢筋水泥结构的拱桥，一孔跨越浔江两岸，拱顶距水面高35米，跨长300米，犹如彩虹，桥的上半部分为木质结构的廊桥，七座塔亭，二百九十二间桥廊，穿斗排列，浑然一体，犹如长龙腾空，其长度和规模堪称世界第一风雨桥。
4.在建的柳州市凤凰岭大桥位于柳州市北部，凤凰岭大桥主桥方案为“风雨桥”桥型方案，跨径布置为(90+4
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130+90)m＝700m。主桥段为公轨合建的桥梁形式，两侧为双向6车道的机动车道，中间预留城市轨道交通空间，两侧设置非机动车道和人行道。全宽46.6米，中墩墩顶局部加宽至49.4米，五个墩顶位置设置钢结构风雨楼，结构最多由7层组成，风雨楼最高高度为49.5m。投影尺寸为跨桥向44.35m，顺桥向为43.2m；跨桥向两端柱间距36.15m，顺桥向两端柱间距35m；由下向上逐渐收进，通过环型构造将力传递到主桥结构。主体结构采用钢结构，为钢结构在风雨楼领域的首次应用。
5.经过分析发现，传统的木结构风雨楼存在以下不足：一、结构承载力较差不满足大跨度、层间需求较高的构造需求；二、大直径圆木成型周期较长，数量稀少，不利于广泛应用；三、耐久性较差，维修成本高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种钢结构风雨楼结构体系，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种钢结构风雨楼结构体系，包括承重柱、基层承重桁架、第一桁架立柱、第二桁架立柱、层间桁架和层间立柱，所述层间桁架包括二层桁架、三层桁架、四层桁架、五层桁架、六层桁架和n层桁架，所述层间立柱包括第一层间立柱、第二层间立柱、第三层间立柱和第四层间立柱；
9.所述风雨楼结构由下向上逐渐收进，所述承重柱位两侧，分两排平行对称布置，采用大口径钢管柱，内灌混凝土，各承重柱之间设置基层承重桁架，周向向内纵横交叉设置，第一桁架立柱和第二桁架立柱位于基层承重桁架节点处，穿过基层承重桁架上下弦杆，底部悬空设计，上部承接层间桁架；
10.所述二层桁架、三层桁架、四层桁架、五层桁架、六层桁架和n层桁架位于基层承重桁架上逐层方梯次向内收进设计直至顶层封顶；
11.所述第一层间立柱、第二层间立柱、第三层间立柱和第四层间立柱贯穿上下两层，随二层桁架、三层桁架、四层桁架、五层桁架、六层桁架、n层桁架方梯次向内收进；
12.所述承重柱、基层承重桁架、二层桁架、三层桁架、四层桁架、五层桁架、六层桁架、n层桁架、层间立柱通过结构间的固定连接，组成庞大的立体空间管桁架体系；
13.进一步的，所述第一层间立柱为3
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4层立柱，所述第二层间立柱为3
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5层立柱，所述第三层间立柱为4
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6层立柱，所述第四层间立柱为5
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n层立柱；
14.进一步的，所述承重柱与主桥结构固定连接，实现较少的承重柱，承载了整个风雨楼的荷载作用，同时为桥面通行车辆预留出较大的通行空间；
15.进一步的，所述基层承重桁架之间设置周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，将上部结构及自身受力传导至承重柱；
16.进一步的，所述二层桁架、三层桁架、四层桁架、五层桁架、六层桁架、n层桁架通过自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，将上部结构及自身受力传导至层间立柱；
17.进一步的，所述第一层间立柱、第二层间立柱、第三层间立柱和第四层间立柱将上部结构及自身受力传导至下层层间桁架。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明该钢结构风雨楼结构体系采用q345b材质，构造坚固耐用，极大满足大跨度及层高较高需求，各构件均为钢结构，便于工厂化批量定制，施工操作便捷，节省了大量人工，缩短了操作时间，加快了施工进度，节约了成本等优点。
附图说明
20.图1为本发明一种钢结构风雨楼结构体系整体结构示意图。
21.图中：1、承重柱；2、基层承重桁架；3、第一桁架立柱；4、第二桁架立柱；5、二层桁架；6、三层桁架；7、四层桁架；8、五层桁架；9、六层桁架；10、n层桁架；11、第一层间立柱；12、第二层间立柱；13、第三层间立柱；14、第四层间立柱。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
24.一种钢结构风雨楼结构体系，包括承重柱1、基层承重桁架2、第一桁架立柱3、第二桁架立柱4、层间桁架和层间立柱，层间桁架包括二层桁架5、三层桁架6、四层桁架7、五层桁架8、六层桁架9和n层桁架10，层间立柱包括第一层间立柱11、第二层间立柱12、第三层间立柱13和第四层间立柱14；
25.风雨楼结构由下向上逐渐收进，承重柱1位两侧，分两排平行对称布置，采用大口
径钢管柱，内灌混凝土，各承重柱1之间设置基层承重桁架2，周向向内纵横交叉设置，第一桁架立柱3和第二桁架立柱4位于基层承重桁架2节点处，穿过基层承重桁架2上下弦杆，底部悬空设计，上部承接层间桁架；
26.二层桁架5、三层桁架6、四层桁架7、五层桁架8、六层桁架9和n层桁架10位于基层承重桁架2上逐层方梯次向内收进设计直至顶层封顶；
27.第一层间立柱11、第二层间立柱12、第三层间立柱13和第四层间立柱14贯穿上下两层，随二层桁架5、三层桁架6、四层桁架7、五层桁架8、六层桁架9、n层桁架10方梯次向内收进；
28.承重柱1、基层承重桁架2、二层桁架5、三层桁架6、四层桁架7、五层桁架8、六层桁架9、n层桁架10、层间立柱通过结构间的固定连接，组成庞大的立体空间管桁架体系，该钢结构风雨楼结构体系采用q345b材质，构造坚固耐用，极大满足大跨度及层高较高需求；
29.本发明中，第一层间立柱11为3
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4层立柱，第二层间立柱12为3
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5层立柱，第三层间立柱13为4
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6层立柱，第四层间立柱14为5
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n层立柱；
30.本发明中，承重柱1与主桥结构固定连接，实现较少的承重柱1，承载了整个风雨楼的荷载作用，同时为桥面通行车辆预留出较大的通行空间；
31.本发明中，基层承重桁架2之间设置周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，将上部结构及自身受力传导至承重柱1；
32.本发明中，二层桁架5、三层桁架6、四层桁架7、五层桁架8、六层桁架9、n层桁架10通过自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，将上部结构及自身受力传导至层间立柱；
33.本发明中，第一层间立柱11、第二层间立柱12、第三层间立柱13和第四层间立柱14将上部结构及自身受力传导至下层层间桁架。
34.工作原理：承重柱1、基层承重桁架2、第一桁架立柱3、第二桁架立柱4、二层桁架5、三层桁架6、四层桁架7、五层桁架8、六层桁架9、n层桁架10和层间立柱通过结构间的固定连接，组成庞大的立体空间管桁架体系，结构由下向上逐渐收进，通过环型构造将力传递到主桥结构。
35.1、在既有的n层桁架10，通过部件第四层间立柱14，将自身受力传导至六层桁架9；
36.2、在既有的六层桁架9依靠自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，通过第三层间立柱13和第四层间立柱14，将上部结构及自身受力传导至五层桁架8。
37.3、在既有的五层桁架8依靠自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，通过第二层间立柱12和第三层间立柱13，将上部结构及自身受力传导至四层桁架7。
38.4、在既有的四层桁架7依靠自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，通过第一层间立柱11和第二层间立柱12，将上部结构及自身受力传导至三层桁架6。
39.5、在既有的三层桁架6依靠自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，通过第二桁架立柱4，将上部结构及自身受力传导至二层桁架5。
40.6、在既有的二层桁架5依靠自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳
定性、安全性的同时，通过第一桁架立柱3和第二桁架立柱4，将上部结构及自身受力传导至基层承重桁架2。
41.7、在既有的基层承重桁架2依靠自身结构周向向内纵横交叉设置，在保证自身结构稳定性、安全性的同时，通过承重柱1，将上部结构及自身受力传导至主桥结构。
42.该钢结构风雨楼结构体系采用q345b材质，构造坚固耐用，极大满足大跨度及层高较高需求，各构件均为钢结构，便于工厂化批量定制，施工操作便捷，节省了大量人工，缩短了操作时间，加快了施工进度，节约了成本等优点。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。