[实用新型]内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构

说明书

本实用新型涉及一种内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构，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。本实用新型的有益效果是：结构体系构造合理，可以实现径向辐射状的立面弧形曲面建筑造型的大跨度、外悬挑复杂变截面箱型钢梁屋盖结构体系设计及承载，充分发挥外悬挑大跨箱型钢梁体系的高抗侧和抗扭转刚度、高承载性能及大跨度大悬挑的功能优点；可达到在尽量减轻自重和控制承载性能的前提下，实现大跨度、外悬挑建筑造型及功能。

技术领域

本实用新型属于结构工程技术领域，尤其涉及一种内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构。大跨度、外悬挑分别指最大跨度不小于40米、最大悬挑不小于15米的大空间屋盖建筑结构。

背景技术

钢框架结构是由钢框柱、刚接钢框梁和铰接钢次梁构成的能承受垂直和水平荷载的建筑结构体系，具有强度高、自重轻、刚度大等优点，广泛应用于涉及轻型化和装配式要求的民用公共建筑、厂房及住宅建筑中。

大跨度箱型钢梁结构是钢框架结构的一类重要形式。当建筑空间跨度达到20米-80米且构件高度受到限制时，采用箱型截面钢梁结构是相对于桁架结构更为经济有效且简便的解决方案；大跨度箱型钢梁结构同时还具有构造简单、连接节点简单及施工安装简便等优点。

实际工程中，大跨度箱型钢梁结构一般结合大悬挑结构一起使用，延伸段外悬挑的设置可使内跨大跨度钢梁的挠度变形有效减小。因而，合理有效的大悬挑、大跨度箱型钢梁布置及竖向钢立柱支撑方案是保证其承载性能和实施可行性的一个重要因素。

根据外悬挑大跨箱型钢梁不同位置的受力情况可进一步进行变截面优化，大跨段一般按等截面，悬挑段截面从支座端到自由端为逐渐减小而形成渐变建筑美感。而当建筑屋盖立面为弧形曲面建筑造型时，外悬挑大跨箱型可变化为弧形曲线形式。因而，结合建筑造型和构件受力特性，设置合理有效的变截面和弧形方案是保证其承载性能的一个重要方面。

圆形平面的大跨箱型钢梁内圈可设置内环钢梁进行交汇，以避免径向汇交中心构件过多而给节点设计及制作带来困难，同时内环钢梁主要承受抗拉也可有效发挥钢梁的拉伸强度优点。内环内部则通过正交小钢梁布置，即对内环钢梁起到支撑作用，也可作为玻璃幕墙屋顶构架。因而，合理有效的内环钢梁和正交小钢梁布置方案是保证其承载性能的另一个重要方面。

为加强整体刚度，设置柱间整圈刚接钢梁、外圈边界刚接钢梁是较为合理有效的构造措施；为加强整体抗扭刚度，在两端局部设置柱间支撑、屋盖设置环向水平支撑也是较好的解决方案。因而，合理有效的刚接钢梁和支撑方案对结构整体性能指标控制具有较大影响。

此外，外悬挑大跨箱型钢梁结构存在节点连接构造复杂、部件构成复杂、体系受力性能复杂以及大跨度大悬挑结构抗震及舒适度等问题，合理有效的外悬挑大跨弧形变截面钢梁结构形式设计及构成方案也是保证其承载性能及正常使用的一个重要因素。

综上所述，研究一种内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构的形式，以适用于径向辐射状的立面弧形曲面建筑造型大跨度、外悬挑复杂变截面箱型钢梁屋盖结构体系及承载是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种内环交汇的外悬挑大跨弧形变截面箱型钢梁结构，可以实现径向辐射状的立面弧形曲面建筑造型大跨度、外悬挑复杂变截面箱型钢梁屋盖结构体系设计及承载。