[发明专利]一种由三角桁架和单层网壳组合的空间钢结构

说明书

本申请提供一种由三角桁架和单层网壳组合的空间钢结构，包括塔楼主体外伸钢梁、三角桁架的上弦杆和下弦杆、空间飘带纵向主杆、空间飘带横向主杆、空间飘带纵向单次杆、空间飘带纵向双次杆和局部斜拉杆；空间飘带纵向主杆和均匀分布的空间飘带横向主杆纵横交错刚性连接，形成具有一定刚度的单层网壳结构；空间飘带单次杆和空间飘带双次杆分别铰接支承于空间飘带横向主杆上；空间飘带下端的横向主杆位于水平面上的起坡线处，直接与主体结构竖向构件刚接；空间飘带上端的横向主杆经过扭曲和翻转后变为竖直向，与楼层处的外伸构件刚性连接。本申请为环绕塔楼并呈螺旋状上升的异形空间飘带状结构提供一套完整的结构解决方案。

技术领域

本申请涉及建筑设计技术领域，具体涉及一种由三角桁架和单层网壳组合的空间钢结构。

背景技术

高层建筑塔楼通常在首层沿周圈设置平面悬挑钢雨棚，随着建筑师对雨棚流线和动感的不断追求，当他们通过扭曲和翻转的变化设计将平面雨棚和塔楼立面的幕墙连系起来形成空间飘带时，传统的单层网壳在跨度较大时无法满足玻璃面板对变形的要求，而采用双层网壳时又不经济，为了弥补两者存在的不足，结合塔楼可提供的约束边界条件，提出了采用三角桁架和单层网壳共同受力的空间飘带状钢结构体系，解决了网壳面大跨度时变形较大的问题，提高了飘带状结构的整体稳定性，达到了结构轻盈、建筑空间通透的效果。

发明内容

本申请提供一种由三角桁架和单层网壳组合的空间钢结构，为环绕塔楼并呈螺旋状上升的异形空间飘带状结构提供一套完整的结构解决方案。

本申请提供一种由三角桁架和单层网壳组合的空间钢结构，包括塔楼主体外伸钢梁、三角桁架的上弦杆和下弦杆、空间飘带纵向主杆、空间飘带横向主杆、空间飘带纵向单次杆、空间飘带纵向双次杆和局部斜拉杆；

空间飘带纵向主杆和均匀分布的空间飘带横向主杆纵横交错刚性连接，形成具有一定刚度的单层网壳结构；空间飘带单次杆和空间飘带双次杆分别铰接支承于空间飘带横向主杆上；空间飘带下端的横向主杆位于水平面上的起坡线处，直接与主体结构竖向构件刚接，此时主体结构的外伸钢梁兼做空间飘带横向主杆；空间飘带上端的横向主杆经过扭曲和翻转后变为竖直向，与塔楼结构在飘带上端横向主杆高度范围内的楼层处的外伸构件刚性连接。

在一些实施例，所述三角桁架部分由连系塔楼主体和单层网壳飘带的上弦杆和下弦杆组成，选取塔楼主体内平面位置基本相同而标高不同的两处位置分别作为上弦杆的上连接点和下弦杆的上连接点，选取空间飘带纵向主杆和横向主杆相交点作为三角桁架上、下弦杆共有的下连接点。

在一些实施例，所述外伸构件支承飘带的部位，在塔楼主体外伸钢梁上方加设局部斜拉杆，下端铰接连接飘带纵向主杆与横向主杆的交点，上端铰接连接塔楼竖向构件或塔楼外伸构件。

在一些实施例，所述三角桁架依附于塔楼主体，为飘带大悬挑和大跨度段提供面外支承点。

在一些实施例，所述空间飘带纵向主杆和空间飘带横向主杆在飘带曲面上有规律的均匀布置并刚性连接，形成纵横交错的有一定面外刚度的空间网格，并通过空间飘带横向主杆与塔楼主体刚性连接。

在一些实施例，三角桁架弦杆与主体和飘带单层网壳面采用铰接连接。

依据上述实施例，相对于现有技术，本发明具有以下特点和有益效果：

本发明突破传统的单层网壳加斜拉杆的设计思路，采用三角桁架与单层网壳共同受力的结构体系，解决了单层网壳在大跨度情况下变形较大及吸风整体稳定性问题，达到了结构轻盈、建筑空间通透的效果；

本发明解决了复杂空间飘带外挑较大时中部无支承点或弱支承点的结构受力问题，具有整体性好、结构美观轻盈等优点；

本发明根据空间飘带的受力特点，采用纵向主杆和纵向次杆相结合的方式，充分利用各类构件的承载能力，降低结构单位用钢量，使结构轻盈通透；