一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構的制作方法
【專利摘要】一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，包括坡屋頂，坡屋頂下方設置有框架柱；框架柱包括坡屋頂下方兩端設置的第一框架柱和第二框架柱，在第一框架柱與第二框架柱之間靠近第二框架柱處還設置有第三框架柱；在第一框架柱與第三框架柱之間設置有正廳大梁，在第二框架柱與第三框架柱之間還設置有偏廳大梁；所述的正廳大梁與偏廳大梁為箱型截面鋼梁，在正廳大梁上設置若干較短柱；較短柱頂端通過第二斗構件連接在坡屋頂上；本發(fā)明施工方便，速度較快，主要構件均可在加工廠制作完成后，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行焊接連接；該鋼框架結構體系可滿足仿古建筑的特殊使用要求，具有良好的抗震性能，能夠在高烈度地區(qū)仿古建筑中推廣應用。
【專利說明】
一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及建筑物鋼結構體系，特別涉及一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構。
【背景技術】
[0002]中國古建筑凝聚了我國古代歷史、科技、文化及宗教等發(fā)展成果，孕育了寶貴的民族文化和民族精神，但是由于木結構建筑受到材料(木材)自身的限制，如易翹曲、易燃、易腐朽老化等特點，使得現(xiàn)存木結構古建筑處于結構體系破壞、險情不斷發(fā)展甚至潛伏倒塌的危險狀態(tài)，因此，采用鋼材建造的仿古建筑對繼承這些歷史文化遺產(chǎn)有著至關重要的意義。
[0003]仿古建筑鋼框架結構體系應用現(xiàn)代科學技術，使結構的抗災害能力顯著增強，已逐漸融入到我國建筑行業(yè)的各個領域，尤其廣泛應用于全國各地的旅游景點和風景園林當中。
[0004]仿古建筑不僅要受到諸如社會、經(jīng)濟等因素的制約，而且要受到地方文化、宗教以及民族情感的影響和抉擇。因此造成了仿古建筑結構的特殊性。
[0005]鋼結構自重輕，強度高，延性好，布局靈活，機械化與工業(yè)化程度高，抗震性能好。鋼結構仿古建筑結構因使用材料與古建筑結構不一樣，個別構件的建造形式發(fā)生變化，荷載傳力路線不明確，故尋求一種經(jīng)濟技術指標優(yōu)異，滿足高烈度區(qū)承載力要求的仿古建筑鋼框架結構體系具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，包括正廳和偏廳兩部分組成，采用坡屋頂形式，具有抗震性能良好的特點。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0008]—種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，包括人字形的坡屋頂13，坡屋頂13下方設置有框架柱;所述的框架柱包括坡屋頂13下方兩端設置的第一框架柱16和第二框架柱17，在第一框架柱16與第二框架柱17之間靠近第二框架柱17處還設置有第三框架柱18;在第一框架柱16與第三框架柱18之間設置有正廳大梁7，在第二框架柱17與第三框架柱18之間設置有偏廳大梁8;所述的第二框架柱17外側還設置有小梁14;所述的正廳大梁7與偏廳大梁8為箱型截面鋼梁，在正廳大梁7上設置若干較短柱11;較短柱11頂端通過第二斗構件19連接在坡屋頂13上。
[0009]所述的框架柱的下柱采用圓鋼管9，上柱采用方鋼管10，在圓鋼管9與方鋼管10連接部位設置第一斗構件4。
[0010]所述的主廳大梁7比偏廳大梁8截面高度高，主廳大梁7的上翼緣高于偏廳大梁8的上翼緣，主廳大梁7的下翼緣低于偏廳大梁的下翼緣，從而形成第一十字型異型節(jié)點12;
[0011]所述的小梁14的截面高度小于偏廳大梁8，小梁14的上翼緣和下翼緣分別低于偏廳大梁8的上翼緣和下翼緣，從而形成第二十字型異型節(jié)點15。
[0012]所述的主廳大梁7、偏廳大梁8和小梁14分別與框架柱連接部位設置有拱構件3;所述的第三框架柱18與主廳大梁7和偏廳大梁8分別連接的兩個拱構件3底標高一致。
[0013]所述的臨近坡屋頂13兩端下方，主廳大梁7與偏廳大梁8的上方，對稱設置有一個駝峰6與小斗構件5。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]1、鋼結構自重輕，強度高，機械化與工業(yè)化程度高，鋼構件直接在加工廠加工完成后，運輸?shù)浆F(xiàn)場吊裝就位后拼接，施工方便，速度快。
[0016]2、節(jié)省鋼材，在異型節(jié)點兩側采用不同截面大小的箱型截面鋼梁，既可以保證在跨度較大的主廳大梁承載力的要求，又可以在偏廳大梁處避免鋼材的浪費。
[0017]3、相較于鋼筋混凝土結構仿古建筑體系而言，鋼結構仿古建筑體系梁和柱的截面較小，布局靈活，增大了空間的利用率。
[0018]4、相較于古建筑木結構體系而言，鋼結構仿古建筑體系受自身材料限制較小，不具有易翹曲、易燃、易老化等缺點，且承載力更高。
[0019]5、抗震性能良好，試驗研究表明，該鋼框架結構體系的延性與耗能能力優(yōu)異，使其能夠在高烈度區(qū)仿古建筑結構中得以推廣應用。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明仿古建筑鋼框架結構體系示意圖的主視圖。
[0021]圖2是斗構件4的主視圖。
[0022]圖3是斗構件4的俯視圖。
[0023]圖4是拱構件3的主視圖。
[0024]圖5是拱構件4的俯視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0026]如圖1所示，一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構的主視圖，包括在水平方向上相連的正廳I與偏廳2兩部分，上部結構采用坡屋頂13;正廳I與偏廳2靠框架柱支撐;框架柱的下柱采用圓鋼管9，上柱采用方鋼管10，在下柱與上柱連接部位設置斗構件。正廳大梁7與偏廳大梁8為箱型截面鋼梁，通過第一十字型異型節(jié)點12連接，并在正廳大梁7上起若干較短柱U。大梁與框架柱連接部位設置拱構件3。在臨近結構的兩端位置處，分別對稱設置一個駝峰6與小斗構件5。所述正廳I與偏廳2采用剛接方式連接，共用體系中部位置的第三框架柱18，與其連接的兩個拱構件3底標高一致。主廳大梁7比偏廳大梁8截面高度高，主廳大梁7的上翼緣高于偏廳大梁8的上翼緣，主廳大梁7的下翼緣低于偏廳大梁的下翼緣，從而形成第一十字型異型節(jié)點12。偏廳外側設置小梁14，其截面高度小于偏廳大梁8，小梁14的上翼緣和下翼緣分別低于偏廳大梁8的上翼緣和下翼緣，從而形成第二十字型異型節(jié)點15ο
[0027]如圖2、圖3所示，斗構件4上頂面與下底面開洞，可以套在方鋼管10外側，通過焊接的方式與方鋼管10進行連接。斗構件4下底面與圓鋼管9頂面進行焊接連接。
[0028]如圖4、圖5所示，拱構件3上頂面與正廳大梁7或偏廳大梁8底面焊接，拱構件3側面和圓鋼管9或方鋼管1的表面進行焊接連接。
[0029]本發(fā)明的工作原理是:
[0030]整體結構模仿中國古建筑的坡屋頂13、圓鋼管9的形式，并在局部部位設置古建筑特有的斗構件、拱構件3。拱構件3的存在不僅可以加大整體結構的剛度，在地震發(fā)生時，作為仿古建筑鋼框架的第一道抗震防線，起到耗能的作用。在正廳大梁7上起若干較較短柱U，可以確保剛度和承載力的要求，明確仿古建筑鋼框架的傳力途徑。駝峰6在形式上完全仿照中國古建筑，對結構外觀起到有益效果。第一十字型異型節(jié)點12與第二十字型異型節(jié)點15兩側梁的大小不同，提高了節(jié)點核心區(qū)的抗剪能力，同時避免了鋼材的浪費。鋼梁與鋼柱采用全焊連接的剛性連接，在節(jié)點核心區(qū)的梁翼緣對應高度處設置加勁肋，保證了傳力的明確性。試驗研究表明，斗構件在抵抗水平力時效果顯著，可作為仿古建筑鋼框架體系的第二道抗震防線，對結構起到保護作用。
[0031]綜上，該種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構體系，既滿足了建筑上大空間的使用要求，又具有良好的抗震性能與承載能力。
【主權項】
1.一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，其特征在于，包括人字形的坡屋頂(13)，坡屋頂(13)下方設置有框架柱;所述的框架柱包括坡屋頂(13)下方兩端設置的第一框架柱(16)和第二框架柱(17)，在第一框架柱(16)與第二框架柱(17)之間靠近第二框架柱(17)處還設置有第三框架柱(18);在第一框架柱(16)與第三框架柱(18)之間設置有正廳大梁(7)，在第二框架柱(17)與第三框架柱(18)之間設置有偏廳大梁(8);所述的第二框架柱(17)外側還設置有小梁(14);所述的正廳大梁(7)與偏廳大梁(8)為箱型截面鋼梁，在正廳大梁(7)上設置若干較短柱(11);較短柱(11)頂端通過第二斗構件(19)連接在坡屋頂(13)上。2.根據(jù)權利要求1所述的一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，其特征在于，所述的框架柱的下柱采用圓鋼管(9)，上柱采用方鋼管(10)，在圓鋼管(9)與方鋼管(10)連接部位設置第一斗構件(4)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，其特征在于，所述的主廳大梁(7)比偏廳大梁(8)截面高度高，主廳大梁(7)的上翼緣高于偏廳大梁(8)的上翼緣，主廳大梁(7)的下翼緣低于偏廳大梁的下翼緣，從而形成第一十字型異型節(jié)點(12)。4.根據(jù)權利要求1所述的一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，其特征在于，所述的小梁(14)的截面高度小于偏廳大梁(8)，小梁(14)的上翼緣和下翼緣分別低于偏廳大梁(8)的上翼緣和下翼緣，從而形成第二十字型異型節(jié)點(15)。5.根據(jù)權利要求1所述的一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，其特征在于，所述的主廳大梁(7)、偏廳大梁(8)和小梁(14)分別與框架柱連接部位設置有拱構件(3);所述的第三框架柱(18)與主廳大梁(7)和偏廳大梁(8)分別連接的兩個拱構件(3)底標高一致。6.根據(jù)權利要求1所述的一種采用箱型截面梁的仿古建筑鋼框架結構，其特征在于，所述的臨近坡屋頂(13)兩端下方，主廳大梁(7)與偏廳大梁(8)的上方，對稱設置有一個駝峰(6)與小斗構件(5)。
【文檔編號】E04B1/24GK105971117SQ201610149603
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】薛建陽, 戚亮杰, 隋*, 賈俊明, 車順利, 吳琨, 葛鴻鵬
【申請人】西安建筑科技大學