CN203821664U - 一种大型交通枢纽曲面外幕墙用支撑钢结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大型交通枢纽曲面外幕墙用支撑钢结构，它包括沿横向方向顺序排列的多个竖向支撑杆构件，竖向支撑杆构件包括沿竖向方向顺序排列的、设定数量的支撑杆，上下相邻的两个支撑杆间通过连接构件连接；相邻两个竖向支撑杆构件上相对应的两个连接构件间连接有一横梁，处于同一高度的所有横梁构成一横向梁构件，横向梁构件与竖向支撑杆构件形成网状结构；在网状结构的中间部位，相应两个横向梁构件间交叉设有拉杆；相应竖向支撑杆构件上各个连接构件与相对应的钢立柱连接。本实用新型使得外幕墙的通透性好，可较好地模拟外幕墙所需曲面形状，还可在温度、地震荷载作用要求下，满足与主体钢结构间在平面内无相互影响的自由变形要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于大型交通枢纽曲面外幕墙的支撑钢结构，属于建筑幕墙领域。
背景技术
大型交通枢纽的外围护幕墙结构需要较大的通透性，同时作为城市的地标性建筑，其造型也具有各自的独特性。
目前，大型交通枢纽工程中构建出的外幕墙结构多采用钢桁架体系、索网结构体系、拉杆钢结构体系等，虽然基于它们构建出的外幕墙都能较好地满足实际使用的需求，但它们还存在以下不足之处：
1、对于钢桁架体系的截面结构，其构件截面较为粗大，在一定程度上影响了外幕墙的通透性。而对于索网结构体系，其构件虽为较细的杆件，但存在较大的预应力，因此在结构安全性方面，易给主体钢结构带来较不利的影响。
2、当外幕墙为曲面幕墙(如曲面玻璃幕墙)时，采用上述各体系来实现的话，则将存在较多缺陷和困难。比如，若采用钢桁架体系，则需要做成整体的折线拼接形式，其加工、组装、拼接都需要保持较高的精度，同时由于钢桁架体系的截面结构过于粗大，因此无法有效、简洁地模拟曲面幕墙的支撑结构。又比如，若采用索网结构体系，则对其曲面形状的结构设计、施工的要求都将会加大，且对主体钢结构的各方面要求也会提高，很难实现。
3、有些工程需要考虑温度、地震等具体情况，比如屋顶不利于承担立面的重量、外幕墙支撑结构需要与主体钢结构在平面内无相互影响等情况。面对上述这些情况时，拉杆钢结构体系无法被采用。
由此可见，设计出一种既可保持较好的通透性，又可较好地模拟外幕墙曲面，同时能满足在温度、地震等荷载作用的要求下，可相对主体钢结构在平面内自由变形要求的外幕墙支撑钢结构是目前急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大型交通枢纽曲面外幕墙用支撑钢结构，通过该支撑钢结构构建出的外幕墙的通透性好，视觉效果好，具有较好地曲面形状效果，还可在温度、地震等荷载作用的要求下，满足自身与主体钢结构之间在平面内无相互影响的自由变形要求。
为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种大型交通枢纽曲面外幕墙用支撑钢结构，其特征在于：它包括沿横向方向顺序排列的多个竖向支撑杆构件，该竖向支撑杆构件包括沿竖向方向顺序排列的、设定数量的支撑杆，上下相邻的两个该支撑杆之间通过连接构件连接；相邻的两个该竖向支撑杆构件上相对应的两个该连接构件之间连接有一个横梁，处于同一高度的所有该横梁构成一个横向梁构件，该横向梁构件与该竖向支撑杆构件形成网状结构；在该网状结构的中间部位，相应的两个该横向梁构件之间交叉设有拉杆；相应的该竖向支撑杆构件上的各个该连接构件与主体钢结构上和该竖向支撑杆构件相对应的钢立柱活动连接。
所述连接构件包括耳板，该耳板的顶部边缘、底部边缘分别与相应所述支撑杆的端部连接，该耳板的两侧面上分别固设有插芯，该插芯插入相应所述横梁的端部内且与该相应所述横梁连接，该耳板的一侧边经由销轴与相应所述钢立柱上的相应支座活动连接。
所述竖向支撑杆构件在竖向方向上呈设定曲线形状，所述横向梁构件在横向方向上呈直线或预设曲线形状。
所述支撑杆由多个撑管首尾连接构成；所述横梁由多个截面呈椭圆形的钢管首尾连接构成。
所述拉杆的端部与靠近所述横梁端部的位置连接。
本实用新型的优点是：
本实用新型支撑钢结构既可使构建出的外幕墙保持较好的通透性，视觉效果好，又可较好地模拟外幕墙所需的曲面形状，同时，本实用新型还可在温度、地震等荷载作用的要求下，满足自身支撑钢结构与主体钢结构之间在平面内无相互影响的自由变形要求。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。
图2是图1的右视局部缩小示意图(未示出顶部桁架结构、楼板结构、玻璃面板及主体钢结构)。
图3是图1的A-A向剖面局部缩小示意图。
图4是图1中的节点结构连接说明示意图。
图5是本实用新型的另一较佳实施例的横截面示意图。
具体实施方式
如图1至图5，本实用新型大型交通枢纽曲面外幕墙用支撑钢结构包括沿横向方向(即水平方向)顺序排列的多个竖向支撑杆构件，该竖向支撑杆构件包括沿竖向方向(即高度方向)顺序排列的、设定数量的支撑杆12，上下相邻的两个该支撑杆12之间通过连接构件13连接；横向方向上相邻的两个该竖向支撑杆构件上相对应的两个该连接构件13之间(两个该连接构件13处于同一高度)连接有一个横梁11，处于同一高度的所有该横梁11构成一个横向梁构件，该横向梁构件与该竖向支撑杆构件形成网状结构，如图2所示；在该网状结构的中间部位，相应的两个该横向梁构件之间交叉设有拉杆14；相应的该竖向支撑杆构件上的各个该连接构件13用于与主体钢结构上和该竖向支撑杆构件相对应的钢立柱50活动连接。
如图4，在实际设计中，连接构件13包括竖向设置的耳板131，该耳板131的顶部边缘、底部边缘分别与相应支撑杆12的端部连接(如螺栓连接)，该耳板131的两侧面上分别固设有插芯132(熟知部件)，该插芯132插入相应横梁11的端部内且与该相应横梁11连接(除位于网状结构最外一侧的一个横梁11与插芯132不进行螺栓连接外，其余横梁11均与插芯132进行螺栓连接)，该耳板131的一侧边经由销轴133(加长的销轴)与相应钢立柱50上安装的相应支座51(熟知部件)沿结构平面内方向活动连接。在本实用新型中，耳板131与支座51的活动连接保证了本实用新型支撑钢结构与主体钢结构在平面内具有相互运动的效果，使本实用新型在具有误差调节优点的基础上，既可保持结构稳定性，又可适应温度、地震等荷载的作用影响。需要说明的是，图4分别示出了横梁11与插芯132已连接的情形以及横梁11与插芯132之间连接的装配拆解情况，以更好的展示横梁11与插芯132的连接关系。
在实际设计中，根据建筑的不同要求，竖向支撑杆构件在竖向方向上可呈设定曲线形状，横向梁构件在横向方向上可呈直线或预设曲线形状。更具体地说，在本实用新型中，支撑杆12可较好地以折线形式模拟外幕墙的竖向曲线形状，横梁11可较好地以折线形式模拟外幕墙的横向曲线形状，从而满足外幕墙所需的整体曲面形状，满足建筑要求。
在实际使用中，本实用新型还能够较好地模拟曲率很大的平面曲面形状，如图5所示，支撑杆12以折线形式在竖向方向上模拟出了弧线形状，横梁11在横向方向上模拟出了弧形形状，从而得以使构建出的外幕墙的曲面形状呈球形，这是目前大型交通枢纽工程中构建出的外幕墙采用较纤细的构件截面时很难实现的。
在实际设计时，支撑杆12可由多个撑管(熟知部件)首尾连接构成，横梁11可由多个截面呈椭圆形的钢管首尾连接构成。截面尺寸较小的撑管可以承担自重，而截面呈椭圆形的钢管既可以保证水平视线上的截面尺寸尽量小，同时又具有有效抗风性能。
在本实用新型中，拉杆14的设计可以保证本实用新型中横向梁构件与竖向支撑杆构件构造出的网状结构在平面内维持自身的刚度，保持结构的稳定性，使本实用新型在平面内受到荷载时可独立承担，不影响主体钢结构。在实际中，拉杆14的端部可连接在靠近横梁11端部的位置。
在本实用新型中，横梁11、支撑杆12、连接构件13、拉杆14都由钢质材料制成。
构建大型交通枢纽曲面外幕墙时，根据外幕墙的曲面设计要求，安装各个竖向支撑杆构件与各个横向梁构件，使横向梁构件与竖向支撑杆构件形成的网状结构的曲面形状满足该外幕墙的曲面要求，其中，竖向支撑杆构件中的支撑杆12用来模拟外幕墙竖向方向上的曲线形状，横向梁构件中的横梁11用来模拟外幕墙横向方向上的曲线形状。
在实际安装中，对于竖向支撑杆构件，其最下面的一根支撑杆12的下端部可经由固定件16固定在混凝土楼板结构40上，而最上面的一根支撑杆12的上端部可与相应的连接构件13的耳板131连接。
根据主体钢结构的钢立柱50的设置情况，在所有竖向支撑杆构件中选择与各个钢立柱50对应的若干个竖向支撑杆构件，将选择的这些竖向支撑杆构件中的各个竖向支撑杆构件上的各个连接构件13与主体钢结构上相对应的一根钢立柱50活动连接，而其余竖向支撑杆构件不与钢立柱50连接。钢立柱50的底部固定在楼板结构40上而其顶部与顶部桁架结构30连接。
当安装好横向梁构件与竖向支撑杆构件构成的网状结构后，便可进行拉杆14的安装。拉杆14的安装位置没有限制，视实际需求而定，一般安装在网状结构的中间部位。若将相交叉的两个拉杆14视为一组，则在竖向方向上，可根据实际要求安装多组，每组在高度方向上可跨越多个支撑杆12，在宽度方向上可跨越多个横梁11。例如，图2示出了在网状结构的中间部位的竖向方向上设置了两组拉杆，每组在高度方向上跨越了3个支撑杆12，在宽度方向上跨越了3个横梁11。
最后安装上玻璃面板20即可。安装时，上下相邻的两个玻璃面板20之间通过设定的型材21实现连接，左右相邻的两个玻璃面板20之间通过密封胶实现拼接，并且，两个玻璃面板20之间的横向拼接缝均与相应的横梁11相对，该横向拼接缝处的型材21通过连接杆22与该横梁11连接。
当所有玻璃面板20安装完毕后，便可将底部的玻璃面板20经由相应地面固定件(图中未标出)与固定在楼板结构40上的铝型材进行固定连接，而顶部的玻璃面板20经由诸如挡板等与顶部桁架结构30连接。由此，整个外幕墙的玻璃面板20的重量通过支撑杆12传递到楼板结构40上。
在本实用新型中，主体钢结构包括钢立柱50，主体钢结构、顶部桁架结构30、楼板结构40、玻璃面板20及玻璃面板20上安装的型材21等均为本领域的熟知结构或部件，故其具体构成不在这里详述。
本实用新型的优点是：
本实用新型支撑钢结构既可使构建出的外幕墙保持较好的通透性，视觉效果好，又可较好地模拟外幕墙所需的曲面形状，同时，本实用新型还可满足自身支撑钢结构与主体钢结构之间在平面内无相互影响的自由变形要求，实现适应温度、地震等荷载作用的功能要求。
以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大型交通枢纽曲面外幕墙用支撑钢结构，其特征在于：它包括沿横向方向顺序排列的多个竖向支撑杆构件，该竖向支撑杆构件包括沿竖向方向顺序排列的、设定数量的支撑杆，上下相邻的两个该支撑杆之间通过连接构件连接；相邻的两个该竖向支撑杆构件上相对应的两个该连接构件之间连接有一个横梁，处于同一高度的所有该横梁构成一个横向梁构件，该横向梁构件与该竖向支撑杆构件形成网状结构；在该网状结构的中间部位，相应的两个该横向梁构件之间交叉设有拉杆；相应的该竖向支撑杆构件上的各个该连接构件与主体钢结构上和该竖向支撑杆构件相对应的钢立柱活动连接。
2.如权利要求1所述的支撑钢结构，其特征在于：
所述连接构件包括耳板，该耳板的顶部边缘、底部边缘分别与相应所述支撑杆的端部连接，该耳板的两侧面上分别固设有插芯，该插芯插入相应所述横梁的端部内且与该相应所述横梁连接，该耳板的一侧边经由销轴与相应所述钢立柱上的相应支座活动连接。
3.如权利要求1所述的支撑钢结构，其特征在于：
所述竖向支撑杆构件在竖向方向上呈设定曲线形状，所述横向梁构件在横向方向上呈直线或预设曲线形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的支撑钢结构，其特征在于：
所述支撑杆由多个撑管首尾连接构成；所述横梁由多个截面呈椭圆形的钢管首尾连接构成。
5.如权利要求1至3中任一项所述的支撑钢结构，其特征在于：
所述拉杆的端部与靠近所述横梁端部的位置连接。
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