本發(fā)明涉及多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種豎向桁架及建筑鋼結(jié)構(gòu)總成

背景技術(shù)：

目前，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、綠色化、信息化“三位一體”協(xié)調(diào)發(fā)展策略，有力推進(jìn)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人自主創(chuàng)新，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)已經(jīng)具備規(guī)模化發(fā)展的條件。鋼結(jié)構(gòu)建筑以其強(qiáng)烈的工業(yè)化特色、輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)以及裝配式施工方式，不僅可以大幅提高工程質(zhì)量和安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)綠色施工，還可以大幅提高建筑的工作性能和使用品質(zhì)，增強(qiáng)城市的防災(zāi)減災(zāi)能力。

對(duì)比混凝土建筑，純鋼結(jié)構(gòu)具有造價(jià)高、抵抗水平位移能力低的特點(diǎn)，由于混凝土剪力墻有較好的受力特性，且承載力高、抗震性能好、能夠較好的抵抗水平位移，所以被廣泛應(yīng)用在高層建筑中。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)以及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5011-2010)等相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均給出了相關(guān)規(guī)定。

為此，不少設(shè)計(jì)單位在鋼結(jié)構(gòu)建筑中設(shè)置了部分現(xiàn)澆混凝土剪力墻；在降低了造價(jià)的同時(shí)，也提高了建筑的抗側(cè)移能力，但是，不可避免地影響了建筑施工速度及建筑主體的綠色回收。

長(zhǎng)期以來(lái)，剪力墻的施工一直依賴手工作業(yè)，鋼筋綁扎和模板均依賴人工操作，工業(yè)化程度較低，勞動(dòng)生產(chǎn)效率也很低下，工人工作條件差，建筑工程質(zhì)量及施工安全問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，同時(shí)，手工作業(yè)過(guò)程中，能源和資源的消耗比較巨大、環(huán)境污染嚴(yán)重；而且隨著我國(guó)人口紅利的淡出，建筑行業(yè)“招工難”、“用工荒”現(xiàn)象已經(jīng)出現(xiàn)，而且在不斷加劇，傳統(tǒng)依靠人工的生產(chǎn)模式已經(jīng)難以為繼，必須向新型工業(yè)化道路轉(zhuǎn)軌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明公開(kāi)一種豎向桁架，以解決目前的墻體抗側(cè)力能力較差及施工效率較低的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)如下技術(shù)方案：

一種豎向桁架，包括豎向弦桿和斜撐桿；

所述豎向弦桿為多個(gè)，各所述豎向弦桿相平行；

所述斜撐桿的相對(duì)兩端分別與所述相鄰的兩個(gè)所述豎向弦桿相連接。

優(yōu)選的，上述豎向桁架中，所述斜撐桿連接于所述豎向弦桿的端部。

優(yōu)選的，上述豎向桁架中，所述斜撐桿包括第一斜撐桿和第二斜撐桿；

所述第一斜撐桿和所述第二斜撐桿交叉連接于相鄰的兩個(gè)所述豎向弦桿之間。

優(yōu)選的，上述豎向桁架中，所述斜撐桿呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述斜撐桿的對(duì)稱線的延伸方向與所述豎向弦桿的延伸方向相平行。

優(yōu)選的，上述豎向桁架中，還包括連接于相鄰的兩個(gè)所述豎向弦桿之間的腹桿；

所述豎向弦桿被所述腹桿分割為至少兩個(gè)桿段，各所述桿段均與所述斜撐桿相連接。

優(yōu)選的，上述豎向桁架中，所述斜撐桿的一端連接于所述腹桿與所述桿段的連接位置處。

優(yōu)選的，上述豎向桁架還包括連接板；

所述斜撐桿的一端通過(guò)所述連接板與所述豎向弦桿連接，所述斜撐桿與所述連接板，和/或，所述豎向弦桿與所述連接板通過(guò)螺紋緊固件連接。

一種建筑鋼結(jié)構(gòu)總成，包括多個(gè)沿豎直方向排布的水平梁，以及多個(gè)連接于相鄰的兩個(gè)所述水平梁之間的豎向桁架，所述豎向桁架為上述任一項(xiàng)所述的豎向桁架。

本發(fā)明公開(kāi)的豎向桁架具有以下有益效果：

斜撐桿可以連接于相鄰的兩個(gè)豎向弦桿之間，當(dāng)豎向桁架受到外力作用時(shí)，斜撐桿可以提供更大的抗變形力，使得豎向桁架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。此種豎向桁架設(shè)置在橫梁之間的墻體中能提高墻體的抗側(cè)力能力，同時(shí)能提高墻體的施工效率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或背景技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或背景技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的建筑鋼結(jié)構(gòu)總成的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的豎向弦桿與斜撐桿的裝配示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的豎向桁架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的豎向桁架的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10-豎向弦桿，20-斜撐桿，200-第一斜撐桿，210-第二斜撐桿，30-腹桿，40-連接板，50-水平梁。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1-4，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)一種豎向桁架。所公開(kāi)的豎向桁架可應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)總成中，其可豎向弦桿10和斜撐桿20。

豎向弦桿10可設(shè)置為多個(gè)，各豎向弦桿10相平行。通常，豎向桁架投入使用后，豎向弦桿10會(huì)沿著豎直方向延伸，而在非使用狀態(tài)時(shí)，豎向弦桿10的延伸方向則不作限制。各豎向弦桿10之間的間隔距離根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置即可。

斜撐桿20的相對(duì)兩端分別與相鄰的兩個(gè)豎向弦桿10相連接，具體地，斜撐桿20與豎向弦桿10的連接位置比較靈活，連接方式則可以是固定連接，也可以是活動(dòng)連接。斜撐桿20可以僅與部分豎向弦桿10相連接，也就是僅在整個(gè)豎向桁架的局部設(shè)置斜撐桿20，當(dāng)然，也可以在每相鄰的兩個(gè)豎向弦桿10之間均設(shè)置斜撐桿20。

由于斜撐桿20可以連接于相鄰的兩個(gè)豎向弦桿10之間，當(dāng)豎向桁架受到外力作用時(shí)，斜撐桿20可以提供更大的抗變形力，使得豎向桁架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。尤其在豎向桁架受到側(cè)向力時(shí)，斜撐桿20可以分擔(dān)部分側(cè)向力，使得豎向桁架的抗側(cè)力能力更高，同時(shí)也可以提高豎向桁架的抗震能力。采用此種豎向桁架的墻體具有較好的抗側(cè)力性能，同時(shí)在墻體建造的過(guò)程中能提高建造速度。

本方案采用本發(fā)明有以下多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、比純鋼框架結(jié)構(gòu)具有更好的抗震性能，布置了豎向抗側(cè)力桁架的鋼框架具有更大的抗側(cè)剛度。

2、比混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)施工速度更快、裝配化率更高而且和鋼梁的連接也很方便，可完全與鋼框架連成一體，實(shí)現(xiàn)共同工作。

3、相比鋼框架-支撐體系，豎向桁架抗側(cè)力構(gòu)件布置靈活、不與門洞窗洞沖突，不影響建筑的功能。

4、相比鋼框架-墻板系統(tǒng)，重量輕，連接少，施工及安裝更加方便。

5、由于幾乎不承擔(dān)豎向荷載，僅作為抗側(cè)力構(gòu)件，地震時(shí)具有更好的延性，不會(huì)產(chǎn)生剛度削弱。

7、提高加工效率和質(zhì)量、施工速度快，省去了大量的人工、減少了資源浪費(fèi)，大大提高了裝配化率。

能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、增加裝配化率，有利于推進(jìn)建筑工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。

一種實(shí)施例中，斜撐桿20可以連接于豎向弦桿10的端部，使得斜撐桿20受力后的力矩更大，進(jìn)而更大程度地提升豎向桁架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。需要說(shuō)明的是，此種設(shè)置可以僅應(yīng)用于斜撐桿20的單端，也可以同時(shí)適用于斜撐桿20的相對(duì)兩端，以此強(qiáng)化前述效果。

可以理解地，在相鄰的兩個(gè)豎向桁架之間，斜撐桿20可以采用單桿結(jié)構(gòu)，此時(shí)斜撐桿20對(duì)豎向桁架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)作用主要體現(xiàn)在單個(gè)方向上。進(jìn)一步地，為了在更多方向上提升豎向桁架的強(qiáng)度，斜撐桿20可第一斜撐桿200和第二斜撐桿210，第一斜撐桿200和第二斜撐桿210交叉連接于相鄰的兩個(gè)豎向弦桿之間。也就是說(shuō)，第一斜撐桿200和第二斜撐桿210形成X形結(jié)構(gòu)。如此設(shè)置后，第一斜撐桿200可抵御一個(gè)方向上的外力，第二斜撐桿210可以抵御另一方向上的外力。

為了提高上市豎向桁架的穩(wěn)定性，斜撐桿20可呈對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而斜撐桿20的對(duì)稱線的延伸方向則可以與豎向弦桿10的延伸方向相平行。

另一實(shí)施例中，豎向桁架還可包括連接于相鄰的兩個(gè)豎向弦桿10之間的腹桿30，豎向弦桿10可被該腹桿30分割為至少兩個(gè)桿段，各桿段均與斜撐桿20相連接。腹桿30可與豎向弦桿10垂直連接，以此加強(qiáng)相鄰的兩個(gè)豎向弦桿10。而此方案中，同一個(gè)豎向弦桿10與斜撐桿20的連接點(diǎn)有所增加，并且斜撐桿20的數(shù)量也會(huì)大幅度增加，這些因素都可以使豎向桁架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。

當(dāng)設(shè)置上述腹桿30后，斜撐桿20可以與腹桿30不直接連接，也可以連接。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選后者，以此促使豎向桁架達(dá)到更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。具體地，斜撐桿20的一端可以連接于腹桿30與豎向弦桿10的桿段的連接位置處。此種結(jié)構(gòu)通過(guò)豎向弦桿10、斜撐桿20和腹桿30的同時(shí)連接實(shí)現(xiàn)前述目的。

在實(shí)際使用過(guò)程中，豎向弦桿10與斜撐桿20的連接方式比較多樣，例如通過(guò)焊接、鉚接、螺紋連接等方式將斜撐桿20直接固定于豎向弦桿10上。為了便于裝配豎向桁架，本發(fā)明實(shí)施例還可設(shè)置連接板40，斜撐桿20的一端通過(guò)該連接板40與豎向弦桿10連接?？蛇x地，斜撐桿20與連接板40，和/或，豎向弦桿10與連接板40可通過(guò)螺紋緊固件連接。此處的連接板40除了可以與豎向弦桿10和斜撐桿20連接以外，還可以連接于豎向桁架以外的結(jié)構(gòu)(例如建筑鋼結(jié)構(gòu)總成的水平梁)上，以使整個(gè)豎向桁架可以更加牢固地進(jìn)行安裝。

基于本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的豎向桁架，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)一種建筑鋼結(jié)構(gòu)總成，所公開(kāi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)總成包括多個(gè)沿豎直方向排布的水平梁50，以及多個(gè)連接于相鄰的兩個(gè)水平梁50之間的豎向桁架，該豎向桁架為上述任一實(shí)施例所述的豎向桁架。此處，豎向桁架可以支撐于相鄰的兩個(gè)水平梁50之間，進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、強(qiáng)度更高的建筑鋼結(jié)構(gòu)總成。

在使用的過(guò)程中，操作工人可以根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度的要求，可以把多個(gè)豎向桁架布置在外墻、內(nèi)墻內(nèi)，提供抗側(cè)剛度，同時(shí)減小結(jié)構(gòu)水平位移，增加結(jié)構(gòu)的抗震性能。同時(shí)，本實(shí)施例公開(kāi)的豎向桁架的寬度可以根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)置來(lái)布置調(diào)整，滿足設(shè)計(jì)要求而又不浪費(fèi)鋼材，同時(shí)也可根據(jù)建筑功能的需要變化，以適應(yīng)不同的要求，避免影響建筑功能。

上述豎向桁架在布置時(shí)，宜上下對(duì)齊，以便達(dá)到較好的抗側(cè)力效果，布置時(shí)可以按照“均勻?qū)ΨQ、剛度相近、周邊布置”的原則，且應(yīng)避開(kāi)門洞和窗洞，不影響建筑使用功能；即在建筑平面上對(duì)稱、均勻的設(shè)置，各個(gè)豎向桁架抗側(cè)剛度相近、須設(shè)置在建筑平面的兩端、周邊。

本實(shí)施例提供的豎向桁架可采用在工廠加工、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝而成。工廠加工宜采用機(jī)械化焊接，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)剪扭型高強(qiáng)螺栓連接，它不僅提高抗震性能，還降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了加工效率和施工質(zhì)量。另外，本方案中的桁架寬度可結(jié)合層高、受力條件、施工條件、運(yùn)輸條件、安裝條件等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅極大限度地保證了構(gòu)件質(zhì)量及施工安全，還節(jié)省了成本和工期。

本文中，各個(gè)優(yōu)選方案僅僅重點(diǎn)描述的是與其它方案的不同，各個(gè)優(yōu)選方案只要不沖突，都可以任意組合，組合后所形成的實(shí)施例也在本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的范疇之內(nèi)，考慮到文本簡(jiǎn)潔，本文就不再對(duì)組合所形成的實(shí)施例進(jìn)行單獨(dú)描述。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。