单层钢结构及建筑物的制作方法

1.本发明涉及建筑结构设计技术领域，特别涉及一种单层钢结构及建筑物。


背景技术：

2.钢结构单层是指只有一层的地面上建筑物就是单层建筑物，它包括工业厂房、民用建筑、农业的厂棚等建筑物。现有的展厅中使用的单层钢结构，多采用钢框架、门式刚架等结构形式。由于普通单层钢结构的内外柱的截面均比较大，影响展厅立面效果，占用了展厅很多的空间。而高端手机、新能源汽车为体现其高科技的形象，要求展厅结构极为简洁。因此，需要对现有的单层钢结构进行改进，以满足现有的高端手机、新能源汽车为体现其高科技的形象的要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种单层钢结构，以解决现有的单层钢结构所存在的由于单层钢结构边缘处的构件尺寸较大，而影响展厅立面效果以及占用展厅很多空间的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种单层钢结构，包括：
5.梁结构；
6.多个支撑柱，沿所述梁结构长度方向间隔设置，所述支撑柱的端部与所述梁结构连接；
7.若干柔性构件，间隔配置于所述梁结构上，所述柔性构件的顶端与所述梁结构连接，所述柔性构件的底端用于将所述梁结构锚固。
8.优选地，所述柔性构件沿所述梁结构的长度方向和宽度方向间隔设置并配置于所述梁结构边缘。
9.优选地，所述柔性构件包括：
10.拉索。
11.优选地，所述梁结构包括：
12.主梁；
13.若干悬挑梁，沿所述主梁长度方向间隔设置并贯穿所述主梁；
14.两个封边梁，平行设置并分别与多个述悬挑梁的端部连接，所述封边梁的延伸方向与所述主梁延伸方向相同。
15.优选地，所述柔性构件沿所述封边梁的长度方向，以及所述悬挑梁的横向方向间隔设置。
16.优选地，所述支撑柱的截面面积沿纵向方向递减。
17.优选地，所述支撑柱沿所述主梁的长度方向间隔设置。
18.优选地，所述支撑柱的端部与所述主梁刚接。
19.优选地，该单层钢结构还包括：
20.第一铰支座，用于将所述柔性构件的端部锚固；
21.第二铰支座，用于将所述支撑柱的端部锚固。
22.基于相同的发明思想，本发明还提供了一种建筑物，包括：
23.上述单层钢结构；
24.围护构件，配置于所述单层钢结构。
25.与现有技术相比，本发明的单层钢结构具有如下优点：
26.本发明通过在梁结构的长度方向和宽度方向间隔设置柔性构件，对柔性构件施加预应力，柔性构件同时作为单层钢结构的受力构件和围护构件(比如：幕墙)使用，单层钢结构边缘处仅设有柔性构件，结构简洁轻巧，可用于临时或永久展厅，从而能够使得单层钢结构的整体结构简洁，解决了由于单层钢结构边缘处的构件尺寸较大，影响展厅立面效果的技术问题；
27.另外，通过将支撑柱的截面面积沿纵向方向递减的结构，能够减少支撑柱占用展厅的空间，进一步简化了单层钢结构的整体结构，解决了单层钢结构由于内部框架柱的截面较大，占用展厅内部空间较大的技术问题。
附图说明
28.图1是本发明一实施例中单层钢结构的立体图；
29.图2是图1中单层钢结构的俯视图；
30.图3是图2中a-a处的剖视图；
31.图4是图2中b-b处的剖视图；
32.图中，
33.10-单层钢结构；100-梁结构；
34.110-主梁；120-悬挑梁；
35.130-封边梁；200-支撑柱；
36.300-柔性构件；400-第一铰支座；
37.500-第二铰支座。
具体实施方式
38.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的单层钢结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
39.需要说明的是，在下述的实施例中，术语“x轴方向”是指平行于主梁110的方向。术语“y轴方向”是指与主梁110所在的水平面平行的方向。术语“z轴方向”是指与主梁110所在的水平面垂直的方向。
40.参图1至图4所揭示的一种单层钢结构的一种具体实施方式。该单层钢结构10包括梁结构100；多个支撑柱200，沿梁结构100长度方向间隔设置，支撑柱200的端部与梁结构100连接；若干柔性构件300，间隔配置于梁结构100，柔性构件300的顶端与梁结构100连接，柔性构件300的底端用于通过第一铰支座400将梁结构100锚固。
41.本实施例通过在梁结构100的长度方向和宽度方向间隔设置柔性构件300，对柔性
构件300施加预应力，柔性构件300同时作为单层钢结构10的受力构件和围护构件(比如：幕墙)使用，单层钢结构10边缘处的仅设有柔性构件300，结构简洁轻巧，可用于临时或永久展厅，从而能够使得单层钢结构10的整体结构简洁，解决了由于单层钢结构10边缘处的构件的截面尺寸较大，影响展厅立面效果的技术问题。
42.示例性地，柔性构件300沿梁结构100长度方向和宽度方向间隔设置并配置于所述梁结构100边缘。
43.具体地，参图1、图3和图4所示，柔性构件300沿梁结构100的长度方向(即，图1中x轴方向)和宽度方向(即，图1中y轴方向)间隔平均设置并围设于梁结构100的外围。柔性构件300包括拉索(未标示)。拉索包括钢丝束，或钢绞线，或钢拉杆等。通过对柔性构件300施加预应力，柔性构件300和支撑柱200共同承担x轴方向和z轴方向的侧向力(比如，地震、风荷载等的作用力)。由于柔性构件300能够同时作为梁结构100和单层钢结构10上设置的围护构件的受力构件使用，从而使得单层钢结构10的结构简洁轻巧。设置有围护构件的单层钢结构10能够作为临时展厅或者永久展厅使用。解决了由于单层钢结构10边缘处的构件的尺寸较大，占用展厅内部空间较大的技术问题。
44.另外，在如图1所示的单层钢结构10中，位于梁结构100一侧的长度方向(即，图1中x轴方向)共设置有十一个柔性构件300，位于梁结构100一侧的宽度方向(即，图1中y轴方向)共设置五个，在本实施例中，只是为了说明柔性构件300与梁结构100的位置关系而设置的柔性构件300的数量，在单层钢结构10中，并没有对柔性构件300在梁结构100长度方向和宽度方向配置的数量做具体的限定。但，为了保持单层钢结构10受力平衡，可将沿梁结构100长度方向的两侧以及沿梁结构100宽度方向的两侧设置的柔性构件300的数量一致，并对称分布。
45.示例性地，梁结构100包括：主梁110；若干悬挑梁120，沿主梁110长度方向间隔设置并贯穿主梁110；两个封边梁130，平行设置并分别与多个悬挑梁120的端部连接，封边梁130的延伸方向与主梁110延伸方向相同。
46.具体地，参图1和图2所示，沿主梁110长度方向(即，图1中x轴方向)固定配置若干悬挑梁120，若干悬挑梁120的两端分别固定连接封边梁130，形成长方形结构的梁结构100。沿主梁110长度方向(即，图1中x轴方向)配置有十一个悬挑梁120，但，需要说明的是，在本实施例中，只是为了说明本实施例主梁110与悬挑梁120的连接关系，对悬挑梁120具体的数目并不作要求。另外，在本实施例中，梁结构100整体的构造为长方形结构，但，梁结构100也可为椭圆形、圆形等结构，对于梁结构100的整体构造并不作具体的要求。
47.示例性地，柔性构件300沿封边梁130的长度方向(即，图1中x轴方向)，以及悬挑梁120的横向方向(即，图1中y轴方向)间隔设置。
48.具体地，参图1、图3和图4所示，柔性构件300分别沿封边梁130长度方向(即，图1中x轴方向)以及悬挑梁120横向方向(即，图1中y轴方向)设置。从图1中所示的结构可以看出，柔性构件300的数量与悬挑梁120的数目相等，但，在实际的布置中，柔性构件300也可与悬挑梁120的数目不同。需要说明的是，当梁结构100为椭圆形或者圆形结构时，若干柔性构件300也可沿封边梁130和悬挑梁120布置，从而能够使得若干柔性构件300也形成与梁结构100相匹配的椭圆柱体结构或圆柱体结构，进而能够使得单层钢结构10的造型多样化，增加了单层钢结构10组成的展厅的组合样式。
49.示例性地，支撑柱200的截面面积沿纵向方向递减。
50.具体地，继续参图1、图3和图4所示，支撑柱200的截面面积沿纵向方向(即，图1中z轴方向)从上往下递减，减少了支撑柱200整体的体积，从而减少了支撑柱200占用展厅的空间，使得单层钢结构10的整体结构简洁轻巧，设置有围护构件的单层钢结构10能够作为临时展厅或者永久展厅使用，解决了由于单层钢结构10框架柱体的截面尺寸较大，影响展厅的通透性的技术问题。
51.另外，支撑柱200的截面可为圆形、椭圆形、长方形等任意结构，在本实施例中，支撑柱200的构造并不作具体的要求，只要能够对梁结构100起到支撑的作用即可。在本实施中，支撑柱200的截面优选为圆形结构。
52.示例性地，支撑柱200沿主梁110的长度方向间隔设置。支撑柱200的端部与主梁110刚接。该单层钢结构10还包括第二铰支座500，用于将支撑柱200的端部锚固。
53.具体地，参图1所示，支撑柱200沿主梁110长度方向(即，图1中x轴方向)间隔设置。在图1所示的支撑柱200共配置有三个，且三个支撑柱200的顶端均与主梁110刚接。需要说明的是，支撑柱200的数量可配置一个、两个或者三个及三个以上的任意数值，支撑柱200具体的数量，根据实际的展厅要求进行设置，在本实施例中，并不作具体的要求。由于支撑柱200用于与地面通过第二铰支座500锚固，所以，第二铰支座500的数量与支撑柱200的数量相匹配。
54.另外，支撑柱200的顶端与主梁110刚接，支撑柱200的底端通过第二铰支座500与地面铰接，在图1所示的x轴方向形成刚架结构。对柔性构件300通过千斤顶施加预应力，柔性构件300和支撑柱200共同承担x轴方向和z轴方向的侧向力(比如，地震、风荷载等带来的作用力)，单层钢结构10上仅设有柔性构件300，柔性构件300同时作为单层钢结构10的受力构件和围护构件(比如：幕墙)使用，结构简洁轻巧，可用于临时或永久展厅。对于高端手机、新能源汽车为体现其高科技形象，常要求展厅结构极为简洁的需求，可以得到满足。
55.综上可见，在本发明实施例提供的单层钢结构10中，支撑柱200的顶端与主梁110刚接，支撑柱200的底端通过第二铰支座500与地面铰接，在图1所示的z轴方向形成刚架结构，对柔性构件300施加通过千斤顶预应力，柔性构件300和支撑柱200共同承担x轴方向和z轴方向的侧向力(比如，地震、风荷载等带来的作用力)，单层钢结构10上仅设有柔性构件300，柔性构件300同时作为单层钢结构10的受力构件和围护构件(比如：幕墙)使用，结构简洁轻巧，可用于临时或永久展厅。对于高端手机、新能源汽车为体现其高科技形象，常要求展厅结构极为简洁的需求，可以得到满足；
56.支撑柱200的截面面积沿纵向方向(即，图1中z轴方向)从上往下递减，减少了支撑柱200整体的体积，从而减少了支撑柱200占用展厅的空间，使得单层钢结构10的整体结构简洁轻巧，设置有围护构件的单层钢结构10能够作为临时展厅或者永久展厅使用，解决了由于单层钢结构10边缘处的构件的尺寸较大，影响展厅立面效果的技术问题。
57.本发明还揭示了一种建筑物，包括上述的单层钢结构10；围护构件(未示出)，配置于单层钢结构10。
58.具体地，参图1所示，在单层钢结构10的外围配置围护构件(比如：幕墙)组合成建筑物(比如：展厅)。幕墙包括玻璃幕墙、金属板幕墙等。在本实施例中，可选玻璃幕墙、铝板幕墙等任意材质的幕墙。
59.以展厅为例，说明本实施例所揭示的建筑物的具体地的安装过程，首先安装第二铰支座500，将第二铰支座500与地面固定，再将支撑柱200的一端与第二铰支座500固定安装之后，将支撑柱200的另一端与主梁110通过螺栓固定安装，然后将若干悬挑梁120与主梁110通过螺栓和焊缝固定安装，再将两个封边梁130分别安装在悬挑梁120的两端，其次，将柔性构件300的一端与悬挑梁120固定安装，将柔性构件300的另一端与地面通过第一铰支座400铰接，再通过千斤顶张拉柔性构件300的预应力，最后安装屋面和幕墙等围护构件，组合成展厅。
60.本实施例所揭示的展厅，支撑柱200的顶端与主梁110刚接，支撑柱200的底端通过第二铰支座500与地面铰接，在图1所示的x轴方向形成刚架结构，对柔性构件300施加通过千斤顶预应力，柔性构件300和支撑柱200共同承担x轴方向和z轴方向的侧向力(比如，地震、风荷载等带来的作用力)，单层钢结构10上仅设有柔性构件300，柔性构件300同时作为单层钢结构10的受力构件和围护构件(比如：幕墙)使用，结构简洁轻巧，可用于临时或永久展厅。对于高端手机、新能源汽车为体现其高科技形象，常要求展厅结构极为简洁的需求，可以得到满足。
61.支撑柱200的截面面积沿纵向方向(即，图1中y轴方向)从上往下递减，减少了支撑柱200整体的体积，从而减少了支撑柱200占用展厅的空间，使得单层钢结构10的整体结构简洁轻巧，设置有围护构件的单层钢结构10能够作为临时展厅或者永久展厅使用，解决了单层钢结构10由于框架柱体的截面较大，占用内部空间较多的技术问题。
62.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：
1.一种单层钢结构，其特征在于，包括：梁结构；多个支撑柱，沿所述梁结构长度方向间隔设置，所述支撑柱的端部与所述梁结构连接；若干柔性构件，间隔配置于所述梁结构边缘处，所述柔性构件的顶端与所述梁结构连接，所述柔性构件的底端用于将所述柔性构件锚固。2.如权利要求1所述的单层钢结构，其特征在于，所述柔性构件沿所述梁结构的长度方向和宽度方向间隔设置并配置于所述梁结构边缘。3.如权利要求2所述的单层钢结构，其特征在于，所述柔性构件包括：拉索。4.如权利要求1所述的单层钢结构，其特征在于，所述梁结构包括：主梁；若干悬挑梁，沿所述主梁长度方向间隔设置并贯穿所述主梁；两个封边梁，平行设置并分别与多个述悬挑梁的端部连接，所述封边梁的延伸方向与所述主梁延伸方向相同。5.如权利要求4所述的单层钢结构，其特征在于，所述柔性构件沿所述封边梁的长度方向，以及所述悬挑梁的横向方向间隔设置。6.如权利要求1所述的单层钢结构，其特征在于，所述支撑柱的截面面积沿纵向方向递减。7.如权利要求4所述的单层钢结构，其特征在于，所述支撑柱沿所述主梁的长度方向间隔设置。8.如权利要求4所述的单层钢结构，其特征在于，所述支撑柱的端部与所述主梁刚接。9.如权利要求1所述的单层钢结构，其特征在于，该单层钢结构还包括：第一铰支座，用于将所述柔性构件的端部锚固；第二铰支座，用于将所述支撑柱的端部锚固。10.一种建筑物，其特征在于，包括：如权利要求1-9中任一项所述的单层钢结构；围护构件，配置于所述单层钢结构。

技术总结
本发明提供了一种单层钢结构及建筑物，该单层钢结构包括梁结构；多个支撑柱，沿梁结构长度方向间隔设置，支撑柱的顶端与梁结构连接；若干柔性构件，间隔配置于梁结构，柔性构件的顶端与梁结构连接，柔性构件的底端用于将所述柔性构件锚固。本发明通过在梁结构的长度方向和宽度方向间隔设置柔性构件，对柔性构件施加预应力，柔性构件同时作为单层钢结构的受力构件和围护构件使用，单层钢结构边缘处仅设有柔性构件，结构简洁轻巧，可用于临时或永久展厅，从而能够使得单层钢结构的结构简洁，解决了由于单层钢结构边缘处的构件尺寸较大，影响展厅立面效果的技术问题。展厅立面效果的技术问题。展厅立面效果的技术问题。


技术研发人员：徐晓明 张士昌 史炜洲 高峰 侯双军 侯建强 杨悦瑾 董兆海 方卿 吕颂晨
受保护的技术使用者：上海建筑设计研究院有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/9/11