一种轻钢结构建筑体系的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种轻钢结构建筑体系，采用按双柱距设置的超长水平支撑作为摇摆中柱的纵向柱顶支撑，柱顶反力通过其直接传至边柱支撑系统，从而取消了妨碍生产的中柱柱间支撑；边柱处不妨碍生产，故允许设置柱间支撑；与现有技术中中柱柱间支撑采用相邻两个中柱之间的X型结构相比，因为结构体系的根本改变，纵向刚度不均匀，地震作用不均匀，变形不协调都不再存在，从而使厂房纵向抗震性能得以增强；不难看出，变化后大支撑超长水平支撑的斜杆没有增加，故就支撑而言，造价相差无几；而两倍的矢高，确保了该大支撑的强度和刚度；本方案应用于工业厂房，适用于单层、大面积纺织厂房和其他类似要求的生产厂房或库房。
【专利说明】一种轻钢结构建筑体系
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及轻钢结构设计【技术领域】，特别涉及一种轻钢结构建筑体系，应用 于工业厂房，适用于单层、大面积纺织厂房和其他类似要求的生产厂房或库房。
【背景技术】
[0002] -般单层轻钢结构，横向为底绞门式钢架11，并辅以摇摆中柱12减小钢梁跨度， 纵向依赖柱间支撑（中柱柱间支撑13和14为边柱柱间支撑），其结构可以参照图1所示。
[0003] 然而，这种结构并不适用于所有情况。比如纺织厂由于生产工艺要求，中柱之间不 允许有支撑。为此，现有技术往往放大中柱断面并组成中列柱纵向钢架，或设置门架式支 撑。但是前者不合理，后者设计有错。根据先行《建筑抗震设计规范》-GB50011-2010 "由 于各列柱纵向刚度严重不均匀，地震作用力分配不均匀，变形不协调，常常导致柱列和屋盖 的纵向破坏。在7度区就有这种震害反映，在8度和大于8度区破坏就更普遍且严重"。
[0004] 因此，针对上述情况，如何提供一种纵向抗震性能较强的轻钢结构建筑，成为本领 域技术人员亟待解决的重要技术问题。 实用新型内容
[0005] 有鉴于此，本实用新型提供了一种轻钢结构建筑体系，采用超长水平支撑（目前 已建项目达140米）作为摇摆柱纵向柱顶支撑，柱顶反力通过其直接传至边柱支撑系统，从 而取消了妨碍生产的中柱柱间支撑，因为结构体系的根本改变，纵向刚度不均匀，地震作用 不均匀，变形不协调都不再存在，从而使厂房纵向抗震性能得以增强。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0007] -种轻钢结构建筑体系，包括横向的底绞门式钢架、摇摆中柱和支撑系统，所述支 撑系统包括垂直于所述底绞门式钢架的系杆，所述支撑系统还包括多组按双柱距设置的超 长水平支撑，作为所述摇摆中柱的纵向柱顶支承，每一组中两根所述超长水平支撑和所述 底绞门式钢架、所述系杆构成"米"字型结构；
[0008] 每一组中两根所述超长水平支撑的交叉点与所述系杆通过隅撑直接连接，或者在 所述交叉点采用撢条与所述系杆偏置。
[0009] 优选的，所述底绞门式钢架的边柱柱间支撑采用按双柱距设置的超长水平支撑， 两根所述超长水平支撑和所述底绞门式钢架、所述系杆、所述边柱构成"米"字型结构。 [0010] 优选的，所述底绞门式钢架的边柱采用钢筋混凝土柱。
[0011] 优选的，还包括设置在上述建筑主体结构四周，采用钢筋混凝土框架结构的附房。 [0012] 从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的轻钢结构建筑体系，采用按双柱 距设置的超长水平支撑作为摇摆中柱的纵向柱顶支撑，柱顶反力通过其直接传至边柱支撑 系统，从而取消了妨碍生产的中柱柱间支撑；
[0013] 因为结构体系的根本改变，纵向刚度不均匀，地震作用不均匀，变形不协调都不再 存在，从而使厂房纵向抗震性能得以增强；
[0014] 超长水平支撑原则上没有增加构件，造价相差无几；
[0015] 本方案应用于工业厂房，适用于单层、大面积纺织厂房和其他类似要求的生产厂 房或库房。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为现有技术中一般单层轻钢结构简图；
[0018] 图2为现有技术中常规支撑平面图；
[0019] 图3为本实用新型实施例提供的轻钢结构建筑体系的支撑平面图。
[0020] 其中，在图1和图2的现有技术中，11为底绞门式钢架，12为摇摆中柱，13为中柱 柱间支撑，14为边柱柱间支撑；
[0021] 在图3的本方案中，21为底绞门式钢架，211为第一底绞门式钢架，212为第二底绞 门式钢架，213为第三底绞门式钢架，22为摇摆中柱，23为系杆，231为第一系杆，232为第二 系杆，233为第三系杆，24为超长水平支撑，241为第一超长水平支撑，242为第二超长水平 支撑，25为边柱柱间支撑。
【具体实施方式】
[0022] 本实用新型公开了一种轻钢结构建筑体系，采用超长水平支撑（目前已建项目达 140米）作为摇摆柱纵向柱顶支撑，柱顶反力通过其直接传至边柱支撑系统，从而取消了妨 碍生产的中柱柱间支撑，因为结构体系的根本改变，纵向刚度不均匀，地震作用不均匀，变 形不协调都不再存在，从而使厂房纵向抗震性能得以增强。
[0023] 为了便于理解，现将本方案涉及到的技术名词解释如下：
[0024] 摇摆柱：上、下铰接的中柱。
[0025] 超长水平支撑：一般水平支撑自由长度同其相应钢梁跨度，超长水平支撑自由长 度为数倍相应钢梁跨度。
[0026] 隅撑：钢梁下翼与屋面撢条纸件的斜撑。
[0027] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028] 请参阅图3,图3为本实用新型实施例提供的轻钢结构建筑体系的支撑平面图。
[0029] 本实用新型实施例提供的轻钢结构建筑体系，包括横向的底绞门式钢架21、摇摆 中柱22和支撑系统，其中支撑系统包括垂直于底绞门式钢架21的系杆23,其核心改进点在 于，该支撑系统还包括多组按双柱距设置的超长水平支撑24,作为摇摆中柱22的纵向柱顶 支承，每一组中两根超长水平支撑24和底绞门式钢架21、系杆23构成"米"字型结构；
[0030] 如图3所示，相邻的两个底绞门式钢架21等间距设置，相邻的两系杆23等间距设 置；第一超长水平支撑241的一端连接于第一底绞门式钢架211和第一系杆231的交叉处， 另一端连接于第三底绞门式钢架213和第三系杆233的交叉处；第二超长水平支撑242的 一端连接于第一底绞门式钢架211和第三系杆233的交叉处，另一端连接于第三底绞门式 钢架213和第一系杆231的交叉处；第一超长水平支撑241和第二超长水平支撑242的交 叉处，位于第二底绞门式钢架212和第二系杆232的交叉处；以此方式每一组中的两根超长 水平支撑24按双柱距设置，构成上述的"米"字型结构；
[0031] 对于超长水平支撑隅撑最有效的位置在其节点（即交叉点）上（见图2)但无法 施工，现有技术采用撢条与系杆偏置或隅撑设于相邻撢条的方法，前者效果不好，后者将引 起钢梁不利的侧向局部弯曲；在本方案中，每一组中两根超长水平支撑24的交叉点与系杆 23通过隅撑直接连接，或者在交叉点采用撢条与系杆23偏置；这样的结构受力合理，施工 可行，又不增加成本，使超长水平支持技术更加完善。
[0032] 从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的轻钢结构建筑体系，采用按双柱 距设置的超长水平支撑作为摇摆中柱的纵向柱顶支撑，柱顶反力通过其直接传至边柱支撑 系统，从而取消了妨碍生产的中柱柱间支撑；边柱处不妨碍生产，故允许设置柱间支撑；
[0033] 与现有技术中中柱柱间支撑采用相邻两个中柱之间的X型结构相比，因为结构体 系的根本改变，纵向刚度不均匀，地震作用不均匀，变形不协调都不再存在，从而使厂房纵 向抗震性能得以增强；
[0034] 不难看出，变化后大支撑超长水平支撑的斜杆没有增加，故就支撑而言，造价相差 无几；而两倍的矢高，确保了该大支撑的强度和刚度；
[0035] 本方案应用于工业厂房，适用于单层、大面积纺织厂房和其他类似要求的生产厂 房或库房。
[0036] 超长水平支撑的传力支座，边柱柱间支撑现有技术是"X"型，由于单层厂房层高较 高一般9米以上，故不够理想。在本方案提供的具体实施例中，底绞门式钢架21的边柱柱 间支撑采用按双柱距设置的超长水平支撑24,两根超长水平支撑24和底绞门式钢架21、系 杆23、边柱构成"米"字型结构，其结构可以参照图3所示，设置方式同中柱处类似，可以参 照上面的阐述。本改进为"米"型，所费不多，而边柱侧向稳定效果显著，断面可减少，成本 可下降。
[0037] 为了进一步优化上述的技术方案，底绞门式钢架21的边柱采用钢筋混凝土柱，以 强化其整体结构。
[0038] 本实用新型提供的轻钢结构建筑体系，还包括设置在上述建筑主体结构四周，采 用钢筋混凝土框架结构的附房。四边的附房提供了有利条件，该附房为结构单元独立的钢 筋混凝土框架结构。
[0039] 厂房由于生产需要，柱距也较大，一般9米左右，而超长水平支撑适宜大柱距，但 大柱距必须采用连续撢条稳定计算，目前尚无成熟方法，一般参照简支撢条计算，这是不合 理的。本方案改进运用等效转换理论，利用现行规范参数，解决了该难题，不仅在计算理论 上填补了空白，经济效果明显比近似按简支撢条计算好，一般可小一号规格。
[0040] 本方案在上海三枪集团公司（康桥）工程中实验实施，其超长水平支撑为96米 (不设中柱柱间支撑），又在无锡一棉10万锭棉纺车间项目中实施实验，超长水平支撑为 140米，两厂房已投产使用多年，情况良好，验证了该改进的可行性。
[0041] 综上所述，本实用新型提供的轻钢结构建筑体系，采用按双柱距设置的超长水平 支撑作为摇摆中柱的纵向柱顶支撑，柱顶反力通过其直接传至边柱支撑系统，从而取消了 妨碍生产的中柱柱间支撑；边柱处不妨碍生产，故允许设置柱间支撑；与现有技术中中柱 柱间支撑采用相邻两个中柱之间的X型结构相比，因为结构体系的根本改变，纵向刚度不 均匀，地震作用不均匀，变形不协调都不再存在，从而使厂房纵向抗震性能得以增强；不难 看出，变化后大支撑超长水平支撑的斜杆没有增加，故就支撑而言，造价相差无几；而两倍 的矢高，确保了该大支撑的强度和刚度；经实验，本方案在隅撑、边跨柱间支撑、连续撢条计 算等方面，有了较大的改进；本方案应用于工业厂房，适用于单层、大面积纺织厂房和其他 类似要求的生产厂房或库房。
[0042] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[〇〇43] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种轻钢结构建筑体系，包括横向的底绞门式钢架（21)、摇摆中柱（22)和支撑系 统，所述支撑系统包括垂直于所述底绞门式钢架（21)的系杆（23)，其特征在于，所述支撑 系统还包括多组按双柱距设置的超长水平支撑（24)，作为所述摇摆中柱（22)的纵向柱顶 支承，每一组中两根所述超长水平支撑（24)和所述底绞门式钢架（21)、所述系杆（23)构成 "米"字型结构； 每一组中两根所述超长水平支撑（24)的交叉点与所述系杆（23)通过隅撑直接连接， 或者在所述交叉点采用撢条与所述系杆（23)偏置。
2. 根据权利要求1所述的轻钢结构建筑体系，其特征在于，所述底绞门式钢架（21)的 边柱柱间支撑采用按双柱距设置的超长水平支撑（24)，两根所述超长水平支撑（24)和所 述底绞门式钢架（21)、所述系杆（23)、所述边柱构成"米"字型结构。
3. 根据权利要求1或2所述的轻钢结构建筑体系，其特征在于，所述底绞门式钢架 (21)的边柱采用钢筋混凝土柱。
4. 根据权利要求1或2所述的轻钢结构建筑体系，其特征在于，还包括设置在上述建筑 主体结构四周，采用钢筋混凝土框架结构的附房。
【文档编号】E04B1/98GK203878739SQ201420241932
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】赵凯宁, 邓宇超, 金平良, 郑姝 申请人:上海纺织建筑设计研究院