一种多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系

1.本实用新型涉及房屋建设技术领域，具体涉及一种多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系。


背景技术：

2.屋架是房屋组成部件之一，用于屋顶结构的桁架，需要承受屋面和构架的重量以及作用在上弦上的风载，多用木料、钢材或钢筋混凝土等材料制成，有三角形、梯形、拱形等各种形状。传统的屋架形式一般多用三角形，由上弦、下弦所示及垂直腹杆和斜腹杆组成，根据材料不同有木屋架、钢屋架及钢筋混凝土屋架等。随现代建筑技术的发展，大跨度结构成为了当今全世界发展最快的结构类型。
3.常见的大跨度钢结构屋架的结构体系有：桁架结构、悬索结构、拱式结构、网架结构、薄壁空间结构、网壳结构等，如中国发明专利cn108978871a提供的一种大跨度屋盖结构，包括两根呈十字交叉布置的桁架、以及连接在各桁架的端部的立柱，桁架包括一根沿直线分布的t型梁、以及两根并排布置在t型梁上方的l型梁；两根l型梁之间垂直设置有多根上弦杆，各上弦杆的两端与t型梁之间分别设置有直腹杆，上弦杆与相应的两根直腹杆构成等腰三角结构；立柱包括三根沿直线分布的柱脚，各柱脚的顶部构成呈等边三角结构分布的顶面，各柱脚的底部构成呈等边三角结构分布的底面，底面的面积大于所述顶面的面积。为展现建筑文化特色，大跨度屋盖结构很多不做建筑吊顶处理，以体现建筑造型与结构受力的统一，但上述大跨度屋盖结构体系的造型基本固定，难以满足不同建筑对造型和结构受力要求，并且屋盖桁架结构杆件和节点数量多，制作安装复杂，加工及生产制作费用高，在不进行建筑吊顶处理时显得天花杂乱，影响建筑美观性。
4.有鉴于此，急需对现有技术中大跨度钢结构屋架体系进行改进，以提高其结构的美观性、降低其加工及生产成本、满足不同建筑造型与结构受力的要求。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是现有大跨度钢结构屋架体系造型固定、节点多、生产加工费用高、不能满足不同建筑对造型和结构受力的要求的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
7.一种多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系，包括：
8.交叉设置的多根空腹桁梁，每根所述空腹桁梁包括平行设置的两根弦杆以及设置在所述弦杆之间的连杆，多根所述空腹桁梁在其交叉节点处依次叠合设置，相邻的两根空腹桁梁固定连接；
9.内隔板，设置在所述空腹桁梁的交叉节点处，所述内隔板在所述空腹桁梁内竖直设置，并与所述弦杆固定连接，所述内隔板与所述弦杆和所述连杆形成多层纵横叠合的空腹节点箱体。
10.在上述方案中，优选的，所述空腹桁梁包括多根横向空腹桁梁和多根纵向空腹桁
梁，多根横向空腹桁梁平行设置，多根纵向空腹桁梁平行设置，所述横向空腹桁梁和所述纵向空腹桁梁依次交替叠合设置。
11.在上述方案中，优选的，多个所述空腹节点箱体的各竖直侧壁分别设置同一竖直平面内。
12.在上述方案中，优选的，所述横向空腹桁梁和所述纵向空腹桁梁间存在夹角，屋架体系还包括：
13.间隙填板，设置在相邻的两个所述空腹桁梁之间，所述间隙填板包括平行设置的坡板和用于连接所述坡板的支撑板，所述坡板的角度与所述横向空腹桁梁和所述纵向空腹桁梁间的夹角相等，所述弦杆与所述间隙填板的顶面和底面固定。
14.在上述方案中，优选的，所述坡板和所述支撑板与所述空腹节点箱体的各竖直侧壁分别设置在同一竖直平面内。
15.在上述方案中，优选的，所述内隔板、所述坡板以及所述支撑板的厚度与所述弦杆和所述连杆的厚度相同。
16.在在上述方案中，优选的，所述横向空腹桁梁和所述纵向空腹桁梁间存在夹角，相邻的两个所述空腹桁梁通过斜角焊缝焊接固定。
17.在上述方案中，优选的，所述弦杆与所述连杆之间通过角焊缝连接。
18.在上述方案中，优选的，屋架系统还包括竖直设置的支撑杆，所述支撑杆的一端与结构基础固定，另一端与所述空腹节点箱体连接固定。
19.与现有技术相比，本实用新型提供的多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋盖体系，包括由交叉叠合设置的多根空腹桁梁构成的桁架结构，在其交叉处竖直设置的内隔板与桁架构成隐形的钢柱，形成空腹桁架结构，桁架为弯压构件，具有较大的刚度及承载能力，可以适应大跨度屋盖的需求。屋盖体系形似中国木建筑的多层榫卯结构，具有中国文化的韵味，具有良好的建筑效果和造型美观性；屋盖体系的构件数量少、桁架结构节点简单，操作方便，可有效提高屋盖的施工速度，节约屋盖的生产和施工成本。
附图说明
20.图1为本实用新型中多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系的立体图；
21.图2为本实用新型中空腹节点箱体的结构示意图；
22.图3为本实用新型中一个实施例中多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系的侧视图；
23.图4为本实用新型中另一个实施例中空腹节点箱体的侧视图；
24.图5为本实用新型中另一个实施例中空腹节点箱体的立体图。
25.其中，图1至图5中各部件名称与附图标记之间的对应关系如下：
26.空腹桁梁1，内隔板2，空腹节点箱体3，间隙填板4，支撑杆5，
27.横向空腹桁梁11，纵向空腹桁梁12，
28.弦杆101，连杆102，
29.坡板41,支撑板42。
具体实施方式
30.本实用新型提供了一种多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系，通过交叉叠合设置的多根空腹桁梁以及在空腹桁梁交叉节点处设置的内隔板，形成隐形钢柱结构，提高了钢结构屋架体系的刚度和承力能力，降低了钢结构屋架体系的生产和建造成本，满足不同建筑的造型和受力要求。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。
31.如图1和图2所示，本实用新型提供的多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系，包括多根交叉设置的空腹桁梁1和设置在空腹桁梁1的交叉节点处的内隔板2。
32.空腹桁梁1包括多根横向空腹桁梁11和多根纵向空腹桁梁12，多根横向空腹桁梁11平行设置，多根纵向空腹桁梁12平行设置。每根空腹桁梁1包括弦杆101和连杆102，两根弦杆101平行设置，连杆102设置在两根弦杆101之间，用于连接两根弦杆101，弦杆101与连杆102之间通过角焊缝连接。横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12依次交替叠合设置，横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12的交叉节点处的弦杆101固定连接。
33.内隔板2设置空腹桁梁1内，与弦杆11和连杆102固定。内隔板2在空腹桁梁1的交叉节点处竖直设置，与弦杆11和连杆102围成多层纵横叠合的空腹节点箱体3。多层空腹节点箱体3的各个竖直侧壁分别设置在同一竖直平面内，在空腹桁梁1的交叉节点处形成隐形钢柱结构，具有较大的刚度和承力能力。
34.横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12的弦杆可以平行设置，也可以倾斜设置。
35.如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12间夹角较小，相邻的两个横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12梁通过斜角焊缝焊接固定。
36.如图4和图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，当横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12间夹角较大时，横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12间可通过间隙填板4连接固定。间隙填板4包括坡板41和支撑板42，两个坡板41平行设置，坡板41的角度与横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12间的夹角相等。支撑板42用于连接两个坡板41，横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12的弦杆11与间隙填板4的顶面和底面固定。坡板41和支撑板42空腹节点箱体3的各竖直侧壁分别设置在同一竖直平面内。
37.屋架系统还包括竖直设置的支撑杆5，支撑杆5的一端与结构基础固定，另一端与空腹节点箱体4连接固定，进一步提高屋架体系的承力能力。
38.本实用新型的工作过程如下：
39.横向空腹桁梁11和纵向空腹桁梁12的上下弦杆101通过内隔板2和连杆102连接，内隔板2、连杆102以及上下弦杆101构成多个空腹节点箱体3，使屋架形成具有隐藏钢柱构成空腹桁架，支撑杆5设置在空腹节点箱体3上，形成由四根箱型钢柱构成的组合柱。该空间结构梁为压弯构件，具有较大的刚度及承载能力，可以适应大跨度屋盖的需求，屋面最大跨度可接近20m。
40.与现有技术相比，本实用新型提供的多层纵横叠合箱型梁空腹桁架钢结构屋架体系，具有以下优点：
41.1、屋盖体系的结构构成构思巧妙，形似中国木建筑的多层榫卯结构，具有中国文化的韵味，具有良好的美观性和受力稳定性，建筑效果好；
42.2、屋盖体系中内隔板、坡板以及支撑板的厚度与弦杆和连杆的厚度相同，使屋盖
体系的空腹桁梁以及隐形钢柱截面一致，构件规格化程度高，加工方便，同时方便对屋盖体系进行应力模拟计算，提高屋盖的设计效率和设计精度；
43.3、屋盖体系的空腹桁梁在交叉节点处形成多层叠加而成的空腹节点箱体结构，通过空腹节点箱体结构提高空腹桁架钢结构屋架体系的整体结构刚度，节点构件数量少，节约了屋盖体系的用钢量少，降低了屋盖体系的制造和施工低；
44.4、屋盖体系结构节点简单、统一便于工厂制作，空腹桁梁、内隔板以及间隙填板可预先在工厂制作完成，再在施工现场进行拼接，施工速度快。
45.本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。