一种竖向空间桁架式搭接柱及其设计方法技术

一种竖向空间桁架式搭接柱，包括：上层框架柱，与上承载体紧固设置；下层框架柱，与下承载体紧固设置；搭接体，搭接体的上、下两侧分别设置上层框架柱和下层框架柱，并通过设置在搭接体内，且位于上层框架柱和下层框架柱之间的桁架弦杆、桁架斜腹杆、桁架水平腹杆进行搭接转换，作为搭接体主应力的主拉应力和主压应力之受力特征简化为三角桁架模型。本发明专利技术不仅传力途径清晰、受力分析简单，将传统的搭接块弯剪扭复杂空间受力方式转化为简单的轴力方式，而且大幅减少刚度突变和应力集中，提高了结构安全度，大幅减少建筑材料用量，且施工便利，能够满足复杂多变的建筑空间，最大限度提高空间利用率，值得业界推广使用。值得业界推广使用。值得业界推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种竖向空间桁架式搭接柱及其设计方法


[0001]本专利技术涉及建筑结构
，尤其涉及一种竖向空间桁架式搭接柱及其设计方法。

技术介绍

[0002]桁架结构凭借其受力合理、高效，对建筑形态适应度高，已在大跨结构、转换结构中被应用广泛。桁架结构一般为水平布置的直线型或结合建筑造型的曲线型，受力方式为所有杆件承受轴力(拉或者压)，通过上弦和下弦的轴力来承担弯矩，腹杆的轴力来承担剪力。
[0003]搭接通常指两个连接件的端部存在部分重叠，并采取一定构造措施以进行连接。搭接结构作为转换结构的一种，上下层柱转换，可实现竖向荷载的有效传递、建筑立面的凸出与凹进，提升建筑空间的利用率。
[0004]但是，搭接体本身体积大、受力复杂、计算分析要求高，尤其是当上下层框架柱偏位距离较大时，传统搭接柱的方式则易导致搭接体过大，从而产生局部刚度过大、应力集中明显、构件布置不够灵活、耗费材料多、抗震不利和影响建筑立面等的问题，甚至影响结构安全。
[0005]寻求一种可在满足建筑立面要求及使用空间的前提下，有效解决搭接体用材较多、受力复杂、计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，所述竖向空间桁架式搭接柱，包括：上层框架柱，所述上层框架柱与上承载体紧固设置；下层框架柱，所述下框架柱与下承载体紧固设置；搭接体，所述搭接体的上、下两侧分别设置上层框架柱和下层框架柱，并通过设置在搭接体内，且位于上层框架柱和下层框架柱之间的桁架弦杆、桁架斜腹杆、桁架水平腹杆进行搭接转换，所述下层框架柱的竖直延伸段作为竖直压杆，所述上层框架柱底端与所述下层框架柱顶端连线部分作为斜压杆，作为所述搭接体主应力的主拉应力和主压应力之受力特征简化为三角桁架模型。2.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，当上层框架柱与下层框架柱的偏位处于同一平面内时，所述搭接体采用竖向桁架式搭接结构，所述上层框架柱呈独立的柱体结构。3.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，当上层框架柱与下层框架柱的偏位不在同一平面内时，所述搭接体采用竖向立体桁架形成的搭接结构，所述上层框架柱呈独立的柱体结构。4.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，当上层框架柱与下层框架柱的偏位不在同一平面内时，所述搭接体采用竖向立体桁架形成的搭接结构，所述上层框架柱呈平面的桁架结构形式。5.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，桁架弦杆与桁架斜腹杆、桁架水平腹杆的节点连接采用铰接或刚接。6.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，上层框架柱、下层框架柱、桁架弦杆、桁架斜腹杆、桁架水平腹杆为直线或非直线构件。7.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，所述上层框架柱或下层框架柱与竖向桁架的搭接体连接节点加强的方式为增大上层框架柱或下层框架柱与竖向桁架的连接处构件截面和厚度、设置加劲肋或采用铸钢节点。8.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，桁架斜腹杆设置为单斜杆或“X”形交叉斜腹杆。9.如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱，其特征在于，桁架斜腹杆与桁架弦杆、桁架水平腹杆的角度为30
°
～60
°
。10.一种如权利要求1所述竖向空间桁架式搭接柱的设计方法，其特征在于，设置在所述搭接体同侧，且紧邻上承载体的上梁水平构件和紧邻下承载体的下梁水平构件承受大小相等、方向相反的轴力。11.如权利要求10所述竖向空间桁架式搭接柱的设计方法，其特征在于，上梁水平构件与下梁水平构件的轴力所形成的力矩，抵抗上层框架柱和下层框架柱偏位所产生的倾覆弯矩。12.如权利要求11所述竖向空间桁架式搭接柱的设计方法，其特征在于，上层框架柱和下层框架柱的柱端剪力与上梁水平构件和下梁水平构件的梁端弯矩、上层框架柱和下层框架柱的柱端弯矩、轴力相比均较小，忽略其影响。13.如权利要求12所述竖向空间桁架式搭接柱的设计方法，其特征在于，所述搭接体建立如下平衡方程：
水平力平衡方程：T1＝T2(1)竖向力平衡方程：N1+N
G
+V1+V2＝N2(2)力矩平衡方程：N1a+N
G
b＝T1h(3)其中，T1为上梁水平构件的轴力，T2为下梁水平构件的轴力；N1为上层框架柱底端轴力，N2为下层框架柱顶端轴力；N
G
为搭接体的自重及其所在上承载体传到搭接体上的竖向荷载形成的合力...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仕兴，何飞，杨姝姮，阳升，龚小兵，夏静，钟紫勤，周巧玲，罗麒锐，卢丹，
申请(专利权)人：四川省建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：