[发明专利]一种内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构及构成方法

权利要求书

1.一种内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构，其特征在于：包括径环向箱型主钢梁组合、竖向支撑结构、柱间及边界钢梁、次梁及水平支撑和内部正交小钢梁；所述径环向箱型主钢梁组合为竖向主承载核心结构，由多榀辐射状布置的径向箱型主钢梁和一榀内环交汇的等截面的内环箱型主钢梁（5）组成，以多榀辐射状布置的径向箱型主钢梁为主受力构件，并通过一榀等截面的内环箱型主钢梁（5）进行内环汇交设置；所述竖向支撑结构为水平抗侧力构件，由环向整圈的箱型钢立柱（7）和两侧局部的柱间交叉钢支撑（10）组成；所述柱间及边界钢梁为加强整体刚度的刚接钢梁，包括连接钢柱的柱间刚接钢梁（13）和外圈边界连接径向箱型主钢梁的外圈边界刚接钢梁（14）；所述次梁及水平支撑为屋面支撑构件，包括用于分割屋盖的屋盖环向铰接次梁（15）和加强平面抗扭刚度的水平支撑；所述内部正交小钢梁位于内环箱型主钢梁（5）的内部；

所述内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构的构成方法，包括以下步骤：

S1、由径向箱型主钢梁的弧形大跨段（2）和径向箱型主钢梁的变截面悬挑段（3）组成弧形变截面的径向箱型主钢梁基本单元，外侧悬挑区延伸至径向箱型主钢梁的悬挑端（4）；以结构体系的平面中心定位点（21）为中心定位，沿环向旋转阵列布置生成多榀辐射状的径向箱型主钢梁；

S2、内环箱型主钢梁（5）位于径向箱型主钢梁内侧，并贯通连接径向箱型主钢梁的内环刚接端（1），并与步骤S1构成的多榀径向箱型主钢梁共同组成径环向箱型主钢梁组合主承载构件；内环箱型主钢梁（5）与径向箱型主钢梁的内环刚接端（1）连接处为径环向箱型主钢梁刚接节点（6），并通过径环向箱型主钢梁节点内隔板（22）进行加强；

S3、在径向箱型主钢梁下方沿环向整圈布置箱型钢立柱（7），箱型钢立柱（7）的底部为底部刚性支座（8），顶部为顶部梁柱刚接节点（9）；顶部梁柱刚接节点（9）的内部增设梁柱刚接节点内隔板（23）进行加强；

S4、箱型钢立柱（7）环向两侧设置局部的柱间交叉钢支撑（10），柱间交叉钢支撑（10）的柱间钢支撑交叉节点（11）处为一根贯通、一根断开设置，柱间钢支撑端部节点（12）位于箱型钢立柱（7）的底部或顶部；

S5、柱间刚接钢梁（13）在箱型钢立柱（7）顶部沿环向整圈刚接布置，形成环形拉结钢梁，连接箱型钢立柱（7）；外圈边界刚接钢梁（14）在径向箱型主钢梁的悬挑端（4）处沿环向整圈刚接布置；

S6、设置屋盖环向铰接次梁（15）以分割屋盖楼板，沿径向箱型主钢梁环向多圈等间隔布置；在最内环的屋盖环向铰接次梁（15）内侧设置屋盖内环水平支撑钢拉杆（16），在最外环的屋盖环向铰接次梁（15）外侧设置外环水平支撑钢拉杆（17），沿环向整圈布置，水平支撑钢拉杆端节点（18）的位置设置在径向箱型主钢梁上；

S7、在内环箱型主钢梁（5）的内部设置由X向正交小钢梁（19）和Y向正交小钢梁（20）组成的内部正交小钢梁，为内环箱型主钢梁（5）提供侧向支撑，并构成中心区域屋顶幕墙支撑构架。

2.根据权利要求1所述的内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构，其特征在于：所述径环向箱形主钢梁组合由径向箱型主钢梁和内环箱型主钢梁（5）正交刚接组合而成；径向箱型主钢梁为竖向承载的主受力构件，以平面中心定位点（21）为中心沿环向间隔10°-40°旋转阵列布置，外圈边界最大环向间隔距离为15m-20m；单榀径向箱型主钢梁基本单元均设置为大跨度立面弧形形式；单榀径向箱型主钢梁包括径向箱型主钢梁的弧形大跨段（2）和径向箱型主钢梁的变截面悬挑段（3），径向箱型主钢梁的弧形大跨段（2）设置为等截面箱型构件形式，径向箱型主钢梁的变截面悬挑段（3）构件截面为变截面形式；单榀径向箱型主钢梁的内环刚接端（1）刚接于内环箱型主钢梁（5）；径向箱型主钢梁的变截面悬挑段（3）采用悬挑延伸形式并支撑于箱型钢立柱（7）顶部的顶部梁柱刚接节点（9）上。

3.根据权利要求2所述的内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构，其特征在于：内环箱型主钢梁（5）环向贯通连接多榀径向箱型主钢梁的内环刚接端（1），内环箱型主钢梁（5）与径向箱型主钢梁的内环刚接端（1）相接处为径环向箱型主钢梁刚接节点（6），径环向箱型主钢梁刚接节点（6）处设置径环向箱型主钢梁节点内隔板（22）；内环箱型主钢梁（5）为平面圆环形布置，采用等截面构件，内环两侧的径向箱型主钢梁为成对的对称设置。