一种偏心式伸臂桁架节点结构的制作方法

1.本实用新型涉及桁架技术领域，具体是一种偏心式伸臂桁架节点结构。


背景技术：

2.框架
‑
核心筒结构体系是超高层建筑结构中经常采用的结构体系，在框架
‑
核心筒结构抗侧刚度不足时，通常会增设腰桁架或伸臂桁架，以提高结构整体抗侧刚度。通常将设置腰桁架或伸臂桁架的楼层定义为加强层。腰桁架和伸臂桁架对结构的影响都是整体性的，而不只局限在设置腰桁架或伸臂桁架的一层。设置腰桁架或伸臂桁架的目的是提高结构整体抗侧刚度，而不是增大某一楼层的层刚度。因此，加强层内的伸臂桁架构件的受力远远大于其它标准楼层的构件。
3.伸臂桁架需要协调核心筒和外框柱的变形，受力非常大。伸臂桁架与核心筒的连接节点处需传递伸臂桁架巨大的内力，且节点处连接的构件尺寸受限于混凝土墙的厚度，节点的尺寸十分有限，会产生很显著的应力集中，而且该处的节点受力也非常复杂。
4.伸臂桁架与核心筒的连接节点如果处理不好，会造成该处的混凝土墙体和楼板开裂，甚至节点先于伸臂构件破坏，给建筑整体带来安全问题。
5.目前的伸臂桁架与核心筒的连接节点设计中，通常采用下列技术方案：
6.1、核心筒混凝土墙内设置竖向型钢钢骨，钢骨轴线与伸臂桁架的弦杆轴线与腹杆轴线交于一点；
7.2、在伸臂桁架弦杆的对应位置，在核心筒混凝土墙内设置水平型钢；
8.3、在伸臂桁架的弦杆和腹板之间设置竖向矩形厚过渡钢板，将伸臂桁架腹杆巨大的轴力传递给核心筒混凝土墙内内置的竖向型钢钢骨，再由竖向型钢钢骨和水平型钢将该力逐渐传递给混凝土墙；
9.4、竖向过渡钢板位于伸臂桁架弦杆和腹杆的腹板平面内：平面外采用加劲板加劲防止其面外失稳。
10.目前的伸臂桁架与核心筒的连接技术存在的不足点：
11.伸臂桁架与核心筒的连接节点处，混凝土墙内的钢骨轴线与伸臂桁架弦杆轴线与腹杆轴线交于同一点，造成了伸臂桁架腹杆轴力传递路径不直接，从而使竖向过渡钢板的受力极其不均匀，过渡钢板平面内的应力主要集中在靠近伸臂桁架的弦杆外缘一侧。为把过渡钢板的应力控制在屈服应力范围内，只能通过加厚过渡钢板的厚度的方法，由于过渡钢板的应力不均匀，最大应力集中在一个极小的区域，加厚整块过渡钢板的方法显然浪费了材料，造成节点过于笨重，不但增加了用钢量，同时给加工工作和吊装工作造成了很大的难度。


技术实现要素：

12.为了克服上述现有技术中的缺陷，本实用新型的发明目的在于提供一种偏心式伸臂桁架节点结构，该结构能够有效保证过渡钢板应力均匀，避免在过渡钢板的边缘出现应
力集中，使得传力路径尽可能的直接，保证了节点受力的合理性，同时能够有效缩减过渡钢板的厚度，节省节点的钢材用量，并降低加工和安装难度，有利于上述偏心式伸臂桁架节点结构在桁架技术领域的推广及应用。
13.为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案:一种偏心式伸臂桁架节点结构，包括竖向型钢钢骨、伸臂桁架弦杆及伸臂桁架腹杆，所述竖向型钢钢骨设置于混凝土墙内，所述伸臂桁架弦杆固连于所述竖向型钢钢骨，所述伸臂桁架弦杆与所述伸臂桁架腹杆呈角度设置并汇交于所述竖向型钢钢骨处，所述伸臂桁架腹杆位于所述伸臂桁架弦杆下方设置；所述伸臂桁架弦杆与所述伸臂桁架腹杆的轴线分别与所述竖向型钢钢骨的轴线相交，两个交点之间的距离为轴线偏心距。
14.作为本实用新型的一种优选方案，所述竖向型钢钢骨的中心轴线与所述混凝土墙的表面平行设置。
15.作为本实用新型的一种优选方案，所述伸臂桁架腹杆位于所述伸臂桁架弦杆正下方设置。
16.作为本实用新型的一种优选方案，对应于所述伸臂桁架弦杆的翼缘的位置固设有横向加劲板二，两块所述横向加劲板二之间形成节点域。
17.作为本实用新型的一种优选方案，所述伸臂桁架腹杆的翼缘与所述混凝土墙不接触设置，所述伸臂桁架腹杆的腹板固连于所述竖向型钢钢骨的翼缘上。
18.作为本实用新型的一种优选方案，在所述伸臂桁架腹杆的内缘延长线与所述竖向型钢钢骨相交的位置设置横向加劲板一。
19.作为本实用新型的一种优选方案，所述伸臂桁架弦杆与所述伸臂桁架腹杆汇交处设置有竖向过渡钢板，所述竖向过渡钢板与所述伸臂桁架腹杆的腹板位于同一个竖向平面内。
20.作为本实用新型的一种优选方案，所述轴线偏心距的大小为所述伸臂桁架腹杆的截面高度的0.5倍～1倍。
21.作为本实用新型的一种优选方案，对应所述伸臂桁架弦杆的所述混凝土墙内部设置有水平型钢。
22.作为本实用新型的一种优选方案，所述水平型钢与所述竖向型钢钢骨之间设有竖向加腋，所述竖向加腋由竖向加腋翼缘与竖向加腋腹板组成。
23.本实用新型中的一种偏心式伸臂桁架节点结构，通过设置竖向型钢钢骨、伸臂桁架弦杆及伸臂桁架腹杆，同时伸臂桁架弦杆与伸臂桁架腹杆的轴线分别与竖向型钢钢骨的轴线相交，两个交点之间的距离为轴线偏心距设置，能够有效保证过渡钢板应力均匀，避免在过渡钢板的边缘出现应力集中，使得传力路径尽可能的直接，保证了节点受力的合理性，同时能够有效缩减过渡钢板的厚度，节省节点的钢材用量，并降低加工和安装难度，有利于上述偏心式伸臂桁架节点结构在桁架技术领域的推广及应用。
附图说明
24.图1是实施例中一种偏心式伸臂桁架节点结构的结构示意图；
25.图2是图1中a—a向的结构示意图。
26.附图标记：1、混凝土墙；2、竖向型钢钢骨；3、水平型钢；4、横向加劲板二；5、节点
域；6、外缘延长线；7、伸臂桁架弦杆；8、竖向过渡钢板；9、伸臂桁架腹杆；10、竖向加腋；11、竖向加腋腹板；12、竖向加腋翼缘；13、横向加劲板一；14、内缘延长线；a、轴线偏心距；h、截面高度。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。
28.实施例：如图1至图2所示，一种偏心式伸臂桁架节点结构，包括竖向型钢钢骨2、伸臂桁架弦杆7及伸臂桁架腹杆9，为了保证结构的稳定性，将上述竖向型钢钢骨2设置于混凝土墙1内，上述竖向型钢钢骨2的中心轴线与上述混凝土墙1的表面平行设置，或者说竖向型钢钢骨2的腹板与混凝土墙1的墙面平行设置，避免因倾斜设置造成的应力集中。
29.伸臂桁架弦杆7的翼缘和腹板通过焊接的方式固连在上述竖向型钢钢骨2的翼缘上，并将上述伸臂桁架弦杆7与上述伸臂桁架腹杆9呈角度设置并汇交于上述竖向型钢钢骨2处，对应于上述伸臂桁架弦杆7的翼缘的位置固设有横向加劲板二4，两块上述横向加劲板二4之间形成节点域5。
30.伸臂桁架腹杆9位于上述伸臂桁架弦杆7下方设置，最好是将上述伸臂桁架腹杆9位于上述伸臂桁架弦杆7正下方设置，使伸臂桁架腹杆9与伸臂桁架弦杆7位于同一个竖向平面内，以保证上述偏心式伸臂桁架节点结构的稳定性及外观的整洁度。
31.伸臂桁架腹杆9的翼缘与上述混凝土墙1不接触设置，即伸臂桁架腹杆9的翼缘在遇到混凝土墙1之前截断，仅将上述伸臂桁架腹杆9的腹板通过焊接的方式固连在上述竖向型钢钢骨2的翼缘上，在上述伸臂桁架腹杆9的内缘延长线14与上述竖向型钢钢骨2相交的位置设置横向加劲板一13。
32.伸臂桁架弦杆7与上述伸臂桁架腹杆9汇交处设置有竖向过渡钢板8，上述竖向过渡钢板8与上述伸臂桁架腹杆9的腹板位于同一个竖向平面内。
33.伸臂桁架弦杆7与上述伸臂桁架腹杆9的轴线分别与上述竖向型钢钢骨2的轴线相交，两个交点之间的距离为轴线偏心距a，上述轴线偏心距a的大小为上述伸臂桁架腹杆9的截面高度h的0.5倍～1倍。伸臂桁架弦杆7与伸臂桁架腹杆9在高层的水平荷载作用下，会同时承受很大的压力或拉力，且伸臂桁架腹杆9所承受的压力或拉力远大于伸臂桁架弦杆7所承受的内力；若伸臂桁架弦杆7和伸臂桁架腹杆9的轴线与竖向型钢钢骨2的轴线交于一点，由于轴力以伸臂桁架腹杆9的轴力为主，在节点的汇交处，主应力基本都集中在伸臂桁架弦杆7与伸臂桁架腹杆9板的外缘，造成严重的应力集中，竖向过渡钢板8上的应力不均匀，钢材的利用率低。将伸臂桁架弦杆7与伸臂桁架腹杆9的轴线分别与竖向型钢钢骨2的轴线汇交，留出一定的轴线偏心距a，使得伸臂桁架腹杆9的力的中心线通过节点的节点域区域，这样竖向过渡钢板8承担的的应力会均匀很多，从而提高钢材的利用率。
34.由于伸臂桁架弦杆7与伸臂桁架腹杆9的轴线在竖向型钢钢骨2的轴线的交点存在偏心，对竖向型钢钢骨2受力带来不利，因此在混凝土墙内设置水平型钢3，并在水平型钢3和竖向型钢钢骨2之间设置竖向加腋10，用以平衡偏心区域内的不平衡力，同时，水平型钢3和竖向加腋10能将节点区的轴力均匀的传递给混凝土墙1，上述竖向加腋10由竖向加腋翼缘12与竖向加腋腹板11组成。
35.本实施例中的一种偏心式伸臂桁架节点结构，通过设置竖向型钢钢骨2、伸臂桁架
弦杆7及伸臂桁架腹杆9，能够有效保证过渡钢板应力均匀，避免在过渡钢板的边缘出现应力集中，使得传力路径尽可能的直接，保证了节点受力的合理性，同时能够有效缩减过渡钢板的厚度，节省节点的钢材用量，并降低加工和安装难度，有利于上述偏心式伸臂桁架节点结构在桁架技术领域的推广及应用。
36.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。
37.尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、混凝土墙；2、竖向型钢钢骨；3、水平型钢；4、横向加劲板二；5、节点域；6、外缘延长线；7、伸臂桁架弦杆；8、竖向过渡钢板；9、伸臂桁架腹杆；10、竖向加腋；11、竖向加腋腹板；12、竖向加腋翼缘；13、横向加劲板一；14、内缘延长线；a、轴线偏心距；h、截面高度等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。