一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点
阅读说明：本技术 一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点 (Wind-resistant column and roof connecting node suitable for large-span steel structure roof ) 是由 倪建公 蔡茂 李玮 吴从超 蒋斌 吴超 于 2021-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及建筑工程设计技术领域,具体公开了一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点,包括在钢屋架与钢山墙抗风柱之间安装钢连杆；所述钢连杆的两端分别与钢屋架、钢山墙抗风柱转动连接。本发明公开的山墙柱防变形加固方法适用于大跨度钢结构中,能够满足在屋架大变形情况下,钢山墙抗风柱受力向屋架系统的传递,同时钢山墙抗风柱也不会限制屋架的变形,具有结构受力明确,安全可靠的特点,同时,便于施工安装。(The invention relates to the technical field of constructional engineering design, and particularly discloses a wind-resistant column and roof connecting node suitable for a large-span steel structure roof, which comprises a steel connecting rod arranged between a steel roof truss and a steel gable wind-resistant column; and two ends of the steel connecting rod are respectively and rotatably connected with the steel roof truss and the steel gable wind-resistant column. The gable column deformation-preventing reinforcing method disclosed by the invention is suitable for a large-span steel structure, can meet the requirement that the stress of the steel gable wind-resistant column is transferred to a roof truss system under the condition of large deformation of the roof truss, and meanwhile, the steel gable wind-resistant column cannot limit the deformation of the roof truss.)
技术领域
本发明涉及建筑工程设计技术领域，具体为一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点。
背景技术
在钢结构建筑中，钢山墙抗风柱与屋架的连接有一些成熟的构造节点(如图1-2)，这些构造节点可以满足以下两个要求：首先是能将钢山墙抗风柱承受的风荷载、地震作用等传递至屋架系统，其次，屋架承受的竖向荷载如自重、风荷载等不会传递至抗风柱，也即屋架的竖向变形不会受到抗风柱的限制。对于跨度不大的结构，这类节点是适用的。随着近年来社会和技术发展，钢结构车间的跨度越来越大，甚至达到150m左右，此时，屋架在竖向荷载下将产生相当大的变形，同时，钢山墙抗风柱传递给屋架系统的水平荷载也大大超过了传统构造节点的承载能力，因此为满足此类大跨度钢结构的受力要求，需要设计一种新型的山墙柱防变形加固方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点，包括在钢屋架与钢山墙抗风柱之间安装钢连杆；所述钢连杆的两端分别与钢屋架、钢山墙抗风柱转动连接。
作为本发明的一种优选方案，所述钢连杆共设置有两组，且两组钢连杆分别设置在钢山墙抗风柱的上下两端。
作为本发明的一种优选方案，每一组所述钢连杆的两端均采用销轴与连接板固定。
作为本发明的一种优选方案，每一组所述钢连杆上的销轴共设置有两个，分别为第一连接销轴和第二连接销轴。
作为本发明的一种优选方案，所述钢屋架和钢山墙抗风柱对应钢连杆的位置上分别安装有屋架连接板、山墙柱连接板。
作为本发明的一种优选方案，每一组所述钢连杆的一端通过第一连接销轴与山墙柱连接板转动连接，钢连杆的另一端通过第二连接销轴与屋架连接板转动连接。
作为本发明的一种优选方案，所述钢连杆的安装方法如下：钢屋架与钢山墙抗风柱分别制作安装完成后安装钢连杆，通过其两端的第一连接销轴和第二连接销轴分别与山墙柱连接板、屋架连接板连接，通过钢连杆将钢屋架与钢山墙抗风柱连接完成。
作为本发明的一种优选方案，所述钢屋架在竖向荷载如自重、风压的作用下产生竖向的位移时，通过钢连杆带动钢山墙抗风柱发生水平向位移变形。
作为本发明的一种优选方案，所述钢山墙抗风柱与钢屋架的连接节点通过设定钢连杆的长度，使得当钢屋架发生较大竖向变形时，钢山墙抗风柱的水平向位移较小，从而减少钢屋架发生较大变形时对钢山墙抗风柱的不利影响。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点，适用于大跨度钢结构中，能够满足在屋架大变形情况下，钢山墙抗风柱受力向屋架系统的传递，同时钢山墙抗风柱也不会限制屋架的变形，具有结构受力明确，安全可靠的特点，同时，便于施工安装。
附图说明
图1为常规屋架与山墙柱连构造节点一的整体结构示意图；
图2为常规屋架与山墙柱连构造节点二的整体结构示意图；
图3为本发明的整体结构示意图；
图4为本发明的钢连杆的具体安装结构示意图；
图5为本发明的力学机理分析图。
图中：1、钢屋架；2、钢山墙抗风柱；3、钢连杆；4、第一连接销轴；5、第二连接销轴；6、屋架连接板；7、山墙柱连接板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图3-5，本发明提供一种技术方案：一种适用于大跨度钢结构屋盖的抗风柱与屋盖连接节点，包括在钢屋架1与钢山墙抗风柱2之间安装钢连杆3；钢连杆3的两端分别与钢屋架1、钢山墙抗风柱2转动连接。
进一步的，钢连杆3共设置有两组，且两组钢连杆3分别设置在钢山墙抗风柱2的上下两端。
进一步的，每一组钢连杆3的两端均采用销轴与连接板固定。
进一步的，每一组钢连杆3上的销轴共设置有两个，分别为第一连接销轴4和第二连接销轴5。
进一步的，钢屋架1和钢山墙抗风柱2对应钢连杆3的位置上分别安装有屋架连接板6、山墙柱连接板7。
进一步的，每一组钢连杆3的一端通过第一连接销轴4与山墙柱连接板7转动连接，钢连杆3的另一端通过第二连接销轴5与屋架连接板6转动连接。
进一步的，钢连杆3的安装方法如下：钢屋架1与钢山墙抗风柱2分别制作安装完成后安装钢连杆3，通过其两端的第一连接销轴4和第二连接销轴5分别与山墙柱连接板7、屋架连接板6连接，通过钢连杆3将钢屋架1与钢山墙抗风柱2连接完成。
进一步的，钢屋架1在竖向荷载如自重、风压的作用下产生竖向的位移时，通过钢连杆3带动钢山墙抗风柱2发生水平向位移变形。
进一步的，钢山墙抗风柱2与钢屋架1的连接节点通过设定钢连杆3的长度，使得当钢屋架1发生较大竖向变形时，钢山墙抗风柱2的水平向位移较小，从而减少钢屋架1发生较大变形时对钢山墙抗风柱2的不利影响。
工作原理：本方案在钢屋架1与钢山墙抗风柱2分别制作安装完成后安装钢连杆3，通过其两端的第一连接销轴4和第二连接销轴5分别与山墙柱连接板7、屋架连接板6连接，通过钢连杆3将钢屋架1与钢山墙抗风柱2连接完成。
该钢连杆3的构造节点的运行机理如下：在竖向荷载如风荷载、自重等作用下，钢屋架1产生竖向的位移Δ1，通过钢连杆3带动钢山墙抗风柱2发生水平向位移变形Δ2，通过下图所示的公式推导，可知Δ2/Δ1数值很小，也即当钢屋架1发生较大的位移Δ1时，钢山墙抗风柱2的水平向位移Δ2的数值依然较小，该数值在钢山墙抗风柱2的正常工作范围内，进而不会导致钢山墙抗风柱2内力发生较大的变化。
推导公式如下：
∴
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。