一种支撑柱及支撑体系的制作方法

1.本实用新型涉及建筑物承重构件领域，尤其涉及一种支撑柱及利用了支撑柱的支撑体系。


背景技术：

2.现在地铁站按照施工方法主要有：明挖法、盖挖法和暗挖法三大类。结构形式主要包括混凝土框架体系和混凝土拱形体系。而目前现有技术主要的缺陷为：站房候车厅结构形式单一，车站室内效果千篇一律。并且在站厅层大空间中,柱网还是按传统框架结构布置,柱子过多过密,不利于交通空间的可视性和流线识别性。
3.专利cn109469206b公开了一种波浪形编织状网壳结构，该结构中的立柱为树状立柱，即上端分叉形成树杈状，实现利用较少的立柱即可对框架结构完成支撑。而该专利中，立柱上端的树杈状结构彼此相互远离，从而可以承接网壳结构的荷载，但树杈状结构内侧并不相互连接，可见其强度较差，若网壳结构重量较大，依然需要很多立柱才能支撑，无法实现有效的拓宽视野的目的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种更为坚固的支撑柱及利用该支撑柱的支撑体系。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种支撑柱，包括环形间隔排列的支撑杆，所述支撑杆的上端向外延伸，还包括连接在相邻两根所述支撑杆之间的加强杆。
6.根据本实用新型的一个方面，沿着支撑杆长度方向各所述加强杆在相邻两根支撑杆所在面上的倾斜角度从上至下递增，且位于所述支撑杆两侧的所述加强杆沿相反方向倾斜。
7.根据本实用新型的一个方面，所述加强杆与所述支撑杆固定连接，且沿所述支撑杆的长度方向等间隔设置9根。
8.根据本实用新型的一个方面，还包括基体，所述支撑杆的下端与所述基体固定连接。
9.根据本实用新型的一个方面，所述支撑杆为各点曲率中心均位于所述支撑柱外侧的曲杆，或者由向所述支撑柱外侧倾斜的直杆和各点曲率中心均位于所述支撑柱外侧的曲杆组成。
10.根据本实用新型的一个方面，所述支撑柱包括八根所述支撑杆。
11.根据本实用新型的一个方面，所述支撑柱顶部的垂直投影为400m2的正方形，底部为直径1.5m的圆形。
12.根据本实用新型的一个方面，所述支撑柱的顶部相对水平面倾斜设置。
13.支撑体系，包括屋顶，所述屋顶为曲面屋顶，其具有至少一个波峰，所述支撑柱支承在所述波峰的端部下方。
14.根据本实用新型的一个方面，所述屋顶由长方形截面的钢结构组成。
15.根据本实用新型的构思，使沿环形间隔排列的支撑杆上端向外延伸，形成喇叭状，如此可以减少屋顶跨度，从而可以使得支撑体系中的支撑柱柱跨增大而数量需求减少，从而优化站厅内视野。同时，各个支撑杆之间通过加强杆连接，从而加强整个支撑柱的强度，进一步减少需要布置的支承柱的数量。
16.根据本实用新型的一个方案，加强杆的倾斜角度从上至下依次增大，并且同一支撑杆同一高度两侧的加强杆倾斜方向均相反，使得同一纵向列的加强杆呈往复折线排布，并且横向相邻的两列加强杆形成对称，从而形成稳固的格构式结构，从而可以提高整个支撑柱的强度。加强杆在相邻两支撑杆之间等间隔布置，从而使得支撑柱受力均匀。由此，加强杆起到加强和整体稳定作用。由于本实用新型的屋顶的屋面荷载是650kg/m2，因此本实用新型每两根支撑杆之间设置9根加强杆。若加强杆小于此数量，则支撑杆的截面尺寸势必会增加，从而既浪费钢材，也会支撑柱整体的平衡受到影响；若加强杆大于此数量，则会使支撑柱本身的重量过大，反而会增加其承载负担。
17.根据本实用新型的一个方案，支撑体系中的屋顶为曲面屋顶，具有至少一个波峰，而支撑柱设置在其曲面波峰的端部，且顶部相对于水平面倾斜，从而适应屋顶曲面形状，使波峰实现有效的拱效应，并削弱波谷带来的不良力学影响。
附图说明
18.图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的支撑柱的结构图；
19.图2是示意性表示根据本实用新型的另一种实施方式的支撑柱的结构图；
20.图3是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的支撑体系的结构图。
具体实施方式
21.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
22.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所述的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
24.图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的支撑柱的结构图。如图1所示的实施方式，支撑柱1包括支撑杆2和加强杆3。在本实施方式中，支撑杆2沿环形间隔设置，设置数量为八根。支撑杆2上端均向外延伸，形成喇叭状以减小屋顶跨度。而由于一些站台的支撑柱往往贯穿站台层和地面层，因此地面上通常开设通孔使支撑柱穿过。因此本实用新型中，各个支撑杆2的下端所围形状应，以穿过通孔从而满足站台安装需求。在本实用新型的另一种实施方式中，如图2所示，设置圆柱形的基体4来与支撑杆2的下端固定连接，实
现收拢的目的。由此可见，是否需要设置基体4可根据实际受力需求确定，当然直接将支撑杆2的下端支承在地下时若满足承力要求也可。本实用新型中，支撑杆2的形状可以为曲杆(或弧形杆)，但杆上各点曲率中心需均位于支撑柱1外侧；或者也可由上述形状的曲杆和向支撑柱1外侧倾斜的直杆组合而成，只要最终能够形成放射状的广口即可。
25.继续参见图1，本实用新型中，设置加强杆3的目的在于使支撑杆2 之间可相互提供扶持，以提高支撑柱1整体强度。因此，加强杆3两端分别固定连接相邻的两根支撑杆2，并从上至下依次布置形成一列。为了使整体结构受力合理，每列中的加强杆3在相邻两根支撑杆2所在面上的倾斜角度从上至下递增(即从上至下的斜率依次增加)。并且，位于支撑杆 2两侧的加强杆3沿相反方向倾斜，即在同一列中，相邻的两根加强杆3 的倾斜方向相反，如此形成往复折线，可使得受力均衡。并且，相邻两根支撑杆2之间的一列加强杆3与其横向相邻的另一列加强杆3相互对称。即横向相邻的两根加强杆3倾斜方向也相反，由此形成最优的力学性能。而本实用新型中，加强杆3在相邻的支撑杆2之间等间隔布置，从而进一步使得受力均匀。此布置方式具体为，相邻两根支撑杆2之间的空间从上端至下端沿纵向被分为11个空间段，除去最顶段和最底段以外，中间部分的9个空间段为等分(每段竖直高度均为1m)，且每段中设置一根加强杆 3。当然，根据据实际需求，最顶段和最底段中也可设为等分并设置加强杆 3。加强杆3的具体设置数量和各杆的倾斜角度可根据实际情况而定(如屋顶重量等)，以有效的提高支撑柱的强度，从而减少其所需要布置的数量，拓宽站厅视野。以上对于支撑杆2的等分段数及每段高度均可根据实际进行设置，并且每列加强杆3中相邻两根加强杆3可以相接也可不相接，具体应根据实际加工条件确定。
26.本实用新型的支撑体系可参见图3。如图3所示，在本实施方式中，支撑体系包括了屋顶5和支撑柱1。其中，屋顶5由长方形截面的钢结构组成，其支承在支撑柱1上后形成曲面屋顶，也可称波浪形屋顶。从而可形成拱效应，因此相对于平面屋顶，其所需要的支撑柱1的数量更少。在本实施方式中，屋顶5构成的曲面具有两个波峰，而为了保证屋顶5造型的连续性，曲面屋顶的两个相邻波峰之间通常会设计为波谷(或称反弯)，其会造成不良的力学效应，使波峰部分形成的拱效应不明显。为了使波峰实现有效的拱效应，本实用新型将支撑柱1设置在波峰与波谷的连接处，即波峰的端部。如图3所示，在两波峰远离波谷的一端各设一个支撑柱1，波峰与波谷的连接处各设一个支撑柱1。如此，中间两个支撑柱1会从波谷两侧为其提供一个向上的支撑，从而在一定程度上削减了波谷所带来的不良力学效应，使得波峰能够形成有效的拱效应。连接时，支撑柱1上端应适应于曲面屋顶相应位置的曲率，其中位于横向(即图2中从左至右) 上的支撑杆2可与屋顶5的主梁连接。本实用新型中，由于屋顶从上至下的投影为矩形，因此为了适应屋顶形状，支撑柱1的顶部投影为正方形；而由于站台上的通孔为圆形，因此支撑柱1底部也为圆形，以适应其形状。为了满足承力需求，支撑柱1顶部的垂直投影面积为400m2(即20m*20m)，底部圆形直径为1.5m。由此，支撑柱1的顶部形成从一侧向着另一侧高度逐渐增高的趋势(即相对于水平面倾斜设置)，以适应屋顶形状，使其实现有效的拱效应。就图1而言，屋顶5的波峰两端的支撑柱1相面对的一侧高度较高，以保证波峰实现有效的拱效应；而中间两根支撑柱1之间为波谷，因此这两根支撑柱1相面对的一侧高度较低，从而为波谷提供一侧向上的支持力，以削弱其带来的不良力学影响。
27.由上述可知，屋顶5的波谷并非必须结构，而是一般建筑设计中为了保证曲面连续性而进行的美学设计。而本实用新型将支撑柱1设置在波峰端部的方式，在无波谷的曲面屋
顶使用也可提高其拱效应；而在具有波谷的曲面屋顶中使用，则既保证了原有曲面屋顶的美学需求，又能削弱波谷带来的不良力学影响。
28.综合上述，本实用新型的支撑柱1与屋顶5组装为支撑体系后，可增加柱跨，以减少柱子数量,优化站厅内视野。而支撑柱1设置在曲面屋顶的反弯处(波峰与波谷连接处)在保证了建筑造型的连续性的同时，也使结构传力途径可形成拱效应。
29.以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。