本实用新型专利技术涉及覆盖大面积空间的结构技术领域，公开了一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构，包括多个一端锚固在竖向安装基础上、且另一端向外悬挑的跨层桁架；铺设在跨层桁架上弦杆上的顶承楼板、铺设在跨层桁架下弦杆上的底部楼板、吊挂在跨层桁架下的吊挂楼板、以及下端连在跨层桁架上且上端斜向上连在竖向安装基础上的拉索；拉索两两组合为拉索对，吊柱与拉索对一一对应设置、并与对应的拉索对连接在下弦杆上同一个位置；拉索对中的两根拉索对称连接在节点下弦杆两侧，且拉索在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆在竖直方向上投影外。本实用新型专利技术显著扩大了可用建筑面积，且无需额外占地。且无需额外占地。且无需额外占地。
【技术实现步骤摘要】
一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构
[0001]本技术涉及覆盖大面积空间的结构
，特别是涉及一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构。
技术介绍
[0002]诸如展馆这样的建筑，对面积的要求高，同时还要求能够在有展览的需求的时候快速建成，还随时可能因为展览需求的变动而扩建。而桁架结构的建筑能同时满足跨度大、建设快这两点要求，因此桁架结构的建筑在展馆中应用广泛。
[0003]桁架结构的建筑搭建快的主要原因在于其屋盖和支撑结构都是预制的，可以一次性搭建完成，而如果涉及到多层结构，依然需要一层一层地进行搭建，相对于普通的建筑而言，工期并没有明显的优势。因此大部分桁架结构的建筑都是单层的，土地利用效率很差，如果想进行拓展的话，还需要额外占地。这在土地价格较高的大城市中是致命的。
[0004]桁架无论是在轴向上的抗拉/抗压强度还是在垂直方向上的抗弯强度都很高，因此可以用在各种场合，如梁、柱、屋盖、檩条。且由于很能够与钢拉索、钢吊柱等构件相连接，因此桁架也存在采用预应力拉索进行斜拉安装（如各种悬索桥）、采用吊柱/钢拉索在桁架下吊挂部件等使用方法。
[0005]桁架在使用的时候，有可能因为桁架上的荷载与桁架的连接节点设计不合理而导致桁架本身结构遭到破坏，需要根据具体的使用场景进行受力分析，并根据受力分析结果来合理设计连接节点及桁架结构。而如果需要同时修建多层的桁架建筑的各个楼层，其受力状况将变得较为复杂。
[0006]以同时带有向上拉的拉索和向下拉的吊柱的跨层桁架为例，申请人经受力分析发现，这种桁架中，桁架的上弦杆与下弦杆之间不宜同时承受垂直于桁架向外拉的力，这样的力容易使桁架像竹子那样被掰成两片；桁架的同一根弦杆上不能承受太大的剪切，否则会断掉；组成桁架的各种杆不能与拉索/吊柱等部件有交叉接触，否则不仅影响到拉索/吊柱中力的传递（在采用预应力拉索时影响尤为严重），还会因材质不同（电化学腐蚀）及容易积灰而在交叉接触位置严重生锈。
[0007]由于存在诸多需解决的问题，如悬索结构不宜吊挂载荷、拉索不宜与别的弦杆有交叉（CN104775524B、CN101265727B等多篇文献指出了桁架在这种场景下的各种受力问题），这种带有吊挂和拉索的悬挑钢结构的设计，尤为困难。
技术实现思路
[0008]本技术提供一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构。
[0009]解决的技术问题是：由于对工期有要求，作为展馆的桁架建筑多为单层，占地面积大，且扩建还需要额外占地。桁架建筑做成多层的话，工期相较于普通建筑并无优势。
[0010]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构，包括多个一端锚固在竖向安装基础上、且另一端向外悬挑的跨层桁架；
还包括铺设在跨层桁架上弦杆上的顶承楼板、铺设在跨层桁架下弦杆上的底部楼板、通过吊柱吊挂在跨层桁架下的吊挂楼板、以及下端连在跨层桁架上且上端斜向上连在竖向安装基础上的拉索；
[0011]所述跨层桁架的下弦杆中，与上弦杆在竖直方向上的投影重叠的下弦杆记作节点下弦杆，所述拉索两两组合为拉索对，所述吊柱与拉索对一一对应设置、并与对应的拉索对连接在节点下弦杆上同一个位置；
[0012]拉索对中的两根拉索对称连接在节点下弦杆两侧，且拉索在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆在竖直方向上投影外；
[0013]所述拉索与节点下弦杆绕水平设置的转动轴铰接连接，所述吊柱与节点下弦杆绕水平设置的转动轴铰接连接。
[0014]进一步，所述拉索下端连接在节点下弦杆与腹杆连接位置；所述拉索为预应力拉索。
[0015]进一步，所述顶承楼板、底部楼板、以及吊挂楼板均由钢筋桁架楼承板以及浇筑在钢筋桁架楼承板上的混凝土层组成。
[0016]进一步，所述拉索通过拉索连接板与节点下弦杆连接，所述拉索连接板对称夹持在节点下弦杆左右两侧并与所夹持的节点下弦杆固定连接，所述拉索下端通过垂直于拉索连接板的销轴和拉索连接板铰接连接；所述拉索连接板在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆在竖直方向上投影外；每对拉索连接板称作一个夹持对，所述吊柱与夹持对一一对应、设置在对应的夹持对下方、且上端与对应的夹持对绕水平设置的转动轴铰接连接。
[0017]进一步，所述节点下弦杆为管状结构，所述节点下弦杆在安装拉索连接板的位置膨大为用于使拉索连接板远离节点下弦杆中轴线的膨大段；所述节点下弦杆左右两侧开设有用于放入拉索连接板的避位口，所述拉索连接板封堵在避位口中并与避位口边沿固定连接。
[0018]进一步，所述吊柱通过吊柱连接板与夹持对连接，所述吊柱连接板与夹持对一一对应并设置在对应的夹持对中间，所述吊柱连接板向上穿透节点下弦杆后插入节点下弦杆内并与节点下弦杆固定连接，所述吊柱在吊柱连接板低于节点下弦杆底部的位置与吊柱连接板铰接连接；所述吊柱为管状结构，每根所述吊柱端部设置有两块相平行的吊柱插板，两块吊柱插板上端夹设在与吊柱对应的吊柱连接板两侧、并与吊柱连接板通过垂直穿透吊柱连接板及两块吊柱插板设置的销轴铰接连接；两块吊柱插板下端穿透管壁插设在吊柱端部并与吊柱满焊连接。
[0019]进一步，所述拉索连接板与节点下弦杆对接连接的位置设置有用于对过渡处进行补强的过渡加劲板，所述过渡加劲板垂直于节点下弦杆顶撑在节点下弦杆内、且边沿与节点下弦杆内壁及拉索连接板固定连接；所述吊柱连接板与节点下弦杆内壁之间还设置有多个用于强化连接加劲板与节点下弦杆连接强度的连接加劲板，所述连接加劲板分别与吊柱连接板、节点下弦杆内壁、及拉索连接板固定连接。
[0020]进一步，所述节点下弦杆为由下弦顶板、下弦底板、以及两块下弦侧板围合而成的方钢管，所述吊柱连接板向上穿透下弦底板后与下弦顶板焊接连接；所述下弦顶板及下弦底板在贴靠拉索连接板的位置拓宽形成膨大段；所述下弦侧板在靠近拉索连接板的位置向外弯折后与拉索连接板对接连接、且边沿内侧与拉索连接板的边沿内侧对齐；所述拉索连
接板的板面与所夹持的下弦顶板及下弦底板满焊连接、且拉索连接板的边沿与下弦侧板满焊连接。
[0021]本技术一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0022]本技术中，通过拉索与吊柱连接在节点下弦杆同一位置，并使拉索成对设置在节点下弦杆两侧，克服了悬索结构不宜吊挂载荷、拉索不宜与别的弦杆有交叉这两个问题，使得本技术中这种带有拉索和吊挂楼板的悬挑桁架成为可能；并采用这种跨层桁架上下表面各铺一层楼板以及下方再吊挂一层楼板的三层悬挑钢结构，显著扩大了可用建筑面积；
[0023]本技术中，无论是悬挑的跨层桁架，还是挂在跨层桁架下的吊挂楼板，都不需要在正下方设置支撑结构，无需额外占地，无论是新建的建筑，还是原有建筑的扩建，因用地而受的限制都大大减小；
[0024]本技术中，三层楼板的受力结构一次完成，使得三层楼板可以同时进行施工，从而显著缩短了工期；
[0025]本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构，包括多个一端锚固在竖向安装基础（9）上、且另一端向外悬挑的跨层桁架；其特征在于：还包括铺设在跨层桁架上弦杆上的顶承楼板（81）、铺设在跨层桁架下弦杆上的底部楼板（82）、通过吊柱（4）吊挂在跨层桁架下的吊挂楼板（83）、以及下端连在跨层桁架上且上端斜向上连在竖向安装基础（9）上的拉索（1）；所述跨层桁架的下弦杆中，与上弦杆在竖直方向上的投影重叠的下弦杆记作节点下弦杆（2），所述拉索（1）两两组合为拉索（1）对，所述吊柱（4）与拉索（1）对一一对应设置、并与对应的拉索（1）对连接在节点下弦杆（2）上同一个位置；拉索（1）对中的两根拉索（1）对称连接在节点下弦杆（2）两侧，且拉索（1）在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆（2）在竖直方向上投影外；所述拉索（1）与节点下弦杆（2）绕水平设置的转动轴铰接连接，所述吊柱（4）与节点下弦杆（2）绕水平设置的转动轴铰接连接。2.根据权利要求1所述的一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构，其特征在于：所述顶承楼板（81）、底部楼板（82）、以及吊挂楼板（83）均由钢筋桁架楼承板以及浇筑在钢筋桁架楼承板上的混凝土层组成。3.根据权利要求1所述的一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构，其特征在于：所述拉索（1）通过拉索连接板（5）与节点下弦杆（2）连接，所述拉索连接板（5）对称夹持在节点下弦杆（2）左右两侧并与所夹持的节点下弦杆（2）固定连接，所述拉索（1）下端通过垂直于拉索连接板（5）的销轴和拉索连接板（5）铰接连接；所述拉索连接板（5）在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆（2）在竖直方向上投影外；每对拉索连接板（5）称作一个夹持对，所述吊柱（4）与夹持对一一对应、设置在对应的夹持对下方、且上端与对应的夹持对绕水平设置的转动轴铰接连接。4. 根据权利要求3所述的一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结构，其特征在于：所述节点下弦杆（2）为管状结构，所述节点下弦杆（2）在安装拉索连接板（5）的位置膨大为用于使拉索连接板（5）远离节点下弦杆（2）中轴线的膨大段；所述节点下弦杆（2）左右两侧开设有用于放入拉索连接板（5）的避位口，所述拉索连接板（5）封堵在避位口中并与避位口边沿固定连接。5.根据权利要求4所述的一种可拓展可用建筑面积的三层悬挑钢结...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴龙，邢剑兵，徐晓慧，于有为，刘杰，张晓光，
申请(专利权)人：中建一局集团建设发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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