一种用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构的制作方法

1.本发明涉及钢结构工程领域，特别是涉及一种用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构。


背景技术：

2.随着现代工业的快速发展，大型实验厂房对厂房跨度、高度要求越来越高，实验厂房立面造型审美特点越来越强。由于实验厂房使用功能需求的多样化，40m以上大跨度厂房越来越多，工艺设备、实验模型等大尺寸构件进出，对厂房大门的尺寸及结构变形提出了更高的要求。
3.厂房山墙的抗风桁架常用于以下两种形式：
4.一、厂房跨度一般，山墙较高，因抗风柱太高无法满足设计要求，考虑设置水平抗风桁架。它是抗风柱的水平支点，用来减小抗风柱的计算长度。
5.二、厂房功能需要山墙开较大门洞，抗风柱不能落于地面时，一般做法为大门顶部设水平抗风桁架，桁架固定在两边刚架柱，门上抗风柱支撑在抗风桁架上。
6.上述抗风桁架结构形式一般为水平放置的平面桁架，对于特别高大厂房又开大洞的山墙，安全和使用要求不能很好实现。
7.因此，需要新的技术和设备，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种用于高大厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，通过抗风桁架结构及其山墙其它各个构件之间的联系形成受力合理、稳固安全的空间结构；空间桁架水平及竖向刚度大，提高了山墙平面内及平面外稳定性；技术可靠，构造合理，施工方便，具有较高的工程实用价值。
9.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。
10.根据本实用新型的一方面，提供一种用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构：包括：
11.设置在门洞(8)之中的第一抗风柱(2)、设置在门洞(8)上方的抗风桁架(3)、设置在门洞(8)两侧的钢架柱(5)、设置在抗风桁架(3)上方的第二抗风柱(6)以及墙架柱(7)；
12.其中，抗风桁架(3)的两端分别与设置在钢架柱(5)上的吊车梁(4)连接；第一抗风柱(2)的上端连接至抗风桁架(3)，第二抗风柱(6)的上端和下端分别连接抗风桁架(3)以及屋架(10)，并且在抗风桁架(3)和第二抗风柱(6)之间还设置有斜撑杆(9)；
13.第一抗风柱(2)与第二抗风柱(6)设置在同一垂直面中，但是不在同一垂直线上，墙架柱(7)的上端和下端分别连接抗风桁架(3) 以及屋架(10)。
14.根据本实用新型的实施方案，其中第一抗风柱(2)和第二抗风柱(6)各自为两根，分别两两对应设置在同一垂直面中。
15.根据本实用新型的实施方案，其中墙架柱(7)设置在两根第二抗风柱(6)的中间。
16.根据本实用新型的实施方案，其中抗风桁架(3)为“日”型空间桁架结构，其上下弦杆同吊车梁(4)连接。
17.根据本实用新型的实施方案，其中在抗风桁架(3)的下弦还设置有大门上导轨(11)。
18.根据本实用新型的实施方案，其中第二抗风柱(6)采用格构柱。
19.根据本实用新型的实施方案，其中第一抗风柱(2)具有格构型截面。
20.根据本实用新型的实施方案，其中抗风桁架(3)竖向变形不超过跨度的l/600，水平向变形不超过跨度的l/1000。
附图说明
21.图1是根据本实用新型实施方案的大型实验厂房山墙抗风桁架结构及山墙整体结构示意图；
22.图2是沿图1的线a-a的截面图；
23.图3是根据本实用新型实施方案的大型实验厂房山墙抗风桁架结构的抗风桁架、吊车梁和刚架柱连接的平面示意图；以及
24.图4是根据本实用新型实施方案的大型实验厂房山墙抗风桁架结构的抗风桁架、吊车梁和刚架柱连接的正视示意图。
25.图中，1、山墙；2、第一抗风柱；3、抗风桁架；4、吊车梁；5、刚架柱；6、第二抗风柱；7、墙架柱；8、门洞；9、斜撑杆；10、屋架；11、大门上导轨。
具体实施方式
26.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，应该理解的是，说明旨在阐述本设计的精神原理，而不在限制本实用新型。
27.参考图1-4，实施方案的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构可以与山墙1以及山墙1上的门洞8结合起来设置，可以包括设置在门洞8之中的两个第一抗风柱2、设置在门洞8上方的抗风桁架3、设置在门洞8两侧的钢架柱5、设置在抗风桁架3上方的两个第二抗风柱6以及设置在两个第二抗风柱6中间的墙架柱7。
28.更具体地，实施方案可以结合大门上导轨11以及建筑墙面造型的变化，在门洞上方设置“日”型空间抗风桁架3；抗风桁架3的两端分别连接到设置在钢架柱5上的吊车梁4；第一抗风柱2可以采用格构型截面，同“日”型空间抗风桁架3几何尺寸对应。第一抗风柱 2和“日”型空间抗风桁架3之间互为支承点，“日”型空间抗风桁架3作为第一抗风柱2的水平支座作用，第一抗风柱2作为“日”型空间抗风桁架3的竖向支承点。
29.第一抗风柱2和第二抗风柱6二者设置在同一垂直面中，但是不在同一垂直线上，而是通过抗风桁架3进行转换。更具体地，如图2 所示，第二抗风柱6以抗风桁架3为支座，同上方屋架10连接。对应抗风桁架3竖腹杆位置，设置上端第二抗风柱6。第二抗风柱6可以采用格构柱，对应桁架竖向腹杆几何尺寸。为避免悬挑第二抗风柱 6竖向力对抗风桁架3的偏心影响，在第二抗风柱6与抗风桁架3之间设置斜撑杆9，减小对抗风桁架3竖向力产生的扭转作用。
30.图3和图4所示，抗风桁架3两端的弦杆同纵向吊车梁4连接，抗风桁架3通过吊车梁
和钢架柱5可靠连接。承载过程中，墙面荷载通过墙架柱7传与抗风桁架3，并可以将水平风载作用直接传至纵向吊车梁4、吊车梁4传至柱、柱间支撑及基础。通过斜撑杆9，增强抗风桁架3抗扭性能，因此，山墙抗风结构系统整体性强，传力途径明确，结构体系可靠。
31.抗风桁架3作为一个用于山墙的大跨度空间桁架，该桁架选型节省材料；根据承载特点，抗风桁架3在山墙1起到转换梁的作用，一方面需要保证水平方向和竖向刚度，减小变形对大门上导轨的影响，保证大门开启灵活，正常使用；另一方面山墙所承受的水平和竖向荷载通过抗风桁架3传至纵向吊车梁4、传至钢架柱5、柱间支撑及基础。荷载传力明确，同厂房主体连接可靠。同时满足建筑墙面造型需要，满足实验厂房建筑立面变化丰富的效果实现。
32.在实际中，可以根据山墙的跨度和高度，调整“日”型空间抗风桁架的结构几何尺寸和构件截面，在进行承载过程中，满足竖向和水平方向受力和变形要求；例如抗风桁架3竖向变形可以不超过跨度的 l/600，水平向变形可以不超过跨度的l/1000。
33.以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；本领域的一般技术人员，应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下，在具体实施方式以及应用上能够进行改动和修改。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，包括：设置在门洞(8)之中的第一抗风柱(2)、设置在门洞(8)上方的抗风桁架(3)、设置在门洞(8)两侧的钢架柱(5)、设置在抗风桁架(3)上方的第二抗风柱(6)以及墙架柱(7)；其中，抗风桁架(3)的两端分别与设置在钢架柱(5)上的吊车梁(4)连接；第一抗风柱(2)的上端连接至抗风桁架(3)，第二抗风柱(6)的上端和下端分别连接抗风桁架(3)以及屋架(10)，并且在抗风桁架(3)和第二抗风柱(6)之间还设置有斜撑杆(9)；第一抗风柱(2)与第二抗风柱(6)设置在同一垂直面中，但是不在同一垂直线上，墙架柱(7)的上端和下端分别连接抗风桁架(3)以及屋架(10)。2.根据权利要求1所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，第一抗风柱(2)和第二抗风柱(6)各自为两根，分别两两对应设置在同一垂直面中。3.根据权利要求2所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，墙架柱(7)设置在两根第二抗风柱(6)的中间。4.根据权利要求1所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，抗风桁架(3)为“日”型空间桁架结构，其上下弦杆同吊车梁(4)连接。5.根据权利要求4所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，在抗风桁架(3)的下弦还设置有大门上导轨(11)。6.根据权利要求1所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，第二抗风柱(6)采用格构柱。7.根据权利要求1所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，第一抗风柱(2)具有格构型截面。8.根据权利要求1所述的用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，其特征在于，抗风桁架(3)竖向变形不超过跨度的l/600，水平向变形不超过跨度的l/1000。

技术总结
本实用新型涉及一种用于大型实验厂房开大洞山墙的抗风桁架结构，包括设置在门洞(8)之中的第一抗风柱(2)、设置在门洞(8)上方的抗风桁架(3)、设置在门洞(8)两侧的钢架柱(5)、设置在抗风桁架(3)上方的第二抗风柱(6)以及墙架柱(7)；抗风桁架(3)的两端分别与设置在钢架柱(5)上的吊车梁(4)连接；第一抗风柱(2)的上端连接至抗风桁架(3)，第二抗风柱(6)的上端和下端分别连接抗风桁架(3)以及屋架(10)，并且在抗风桁架和第二抗风柱之间还设置有斜撑杆(9)；第一抗风柱与第二抗风柱设置在同一垂直面中，但是不在同一垂直线上，墙架柱的上端和下端分别连接抗风桁架以及屋架。下端分别连接抗风桁架以及屋架。下端分别连接抗风桁架以及屋架。


技术研发人员：秦亚丽 赵宏训 张同亿 覃霜 郝猷猷 李开江
受保护的技术使用者：中国中元国际工程有限公司
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2023/2/6