CN112482641A - 一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，包括连续弧形主钢梁、侧向支撑钢梁、竖向短立柱和底部刚性支座；所述连续弧形主钢梁为主承载受力构件，由若干榀平行布置的双跨多曲面连续弧形箱形钢梁组成，连续弧形主钢梁的三处落地端分别位于多曲面两端附近和中部凹谷处，并且三处落地端刚接支撑于竖向短立柱上，连续弧形主钢梁在中部凹谷处带平面折角以实现双跨体系拐弯。本发明的有益效果是：本发明带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构体系构造合理，可以实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载，充分发挥连续弧形钢梁屋盖结构的大跨度、高承载性能和多曲面造型功能优点。

Description

一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构及应用

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，尤其涉及一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构。

背景技术

单层网壳体系是由双向或三向的弦杆刚接组成的空间大跨结构体系，具有自重轻、刚度大和空间跨度大等优点，整体稳定是评定该类体系力学性能的一个重要因素。该结构体系广泛应用于存在大跨度空间建筑功能的体育馆、展览馆及候机厅等大型公共建筑中。

钢梁屋盖体系可视为单层网壳结构体系的一类特例，由双向正交布置的钢梁刚接连接组成。沿主跨度方向贯通布置的主钢梁为主承载受力构件，其截面相对较大，一般为箱形或H型截面构件；正交方向布置的侧向钢梁一般起到面外稳定支撑作用，其相对截面较小。主钢梁可设置为弧形连续主钢梁形式，以适应屋盖曲面建筑造型及功能。

为在实现复杂多曲面屋盖建筑造型的同时保证整体体系较大刚度要求，采用多曲面落地连续的弧形主钢梁屋盖体系是一个合理有效的解决方案。该结构形式覆盖了多个连续大跨空间，并在多曲面两端附近和弧形凹谷处设置竖向短立柱，以支撑竖向力并抵抗水平推力。

由于场地受限或建筑造型及功能需要，连续弧形主钢梁所跨越的多跨大空间有时需设置转角，而转角会导致跨度的增大。因而合理有效的平面折角和对应竖向支撑布置方案，是保证带平面折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖体系承载性能和实施可行性的一个重要因素。

由于弧形主钢梁结构形式的构造必然会引起落地端支座的水平推力，该水平推力通过刚性连接的竖向支撑传递至基础承台或基础梁以进行抵抗，进而还可将基础承台通过基础梁连接成整体以提高其整体刚度。

此外，连续弧形钢梁屋盖体系存在节点连接构造复杂、部件拼装复杂以及极限稳定承载性能等问题，合理有效的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖体系形式设计及拼装方案也是保证其承载性能和正常使用的一个重要因素。

综上所述，研究一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构的形式及设计方法，以适用于底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系及承载是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，可以实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载。

这种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，包括连续弧形主钢梁、侧向支撑钢梁、竖向短立柱和底部刚性支座；所述连续弧形主钢梁为主承载受力构件，由若干榀平行布置的双跨多曲面连续弧形箱形钢梁组成，连续弧形主钢梁的三处落地端分别位于多曲面两端附近和中部凹谷处，并且三处落地端刚接支撑于竖向短立柱上，连续弧形主钢梁在中部凹谷处带平面折角以实现双跨体系拐弯；所述侧向支撑钢梁正交于连续弧形主钢梁布置，以提供面外稳定支撑，侧向支撑钢梁与连续弧形主钢梁共同构成整体屋盖结构，外观表现为单层网壳形式；所述竖向短立柱位于连续弧形主钢梁的落地端下方，为整体屋盖结构提供竖向支撑并抵抗水平推力；所述底部刚性支座位于竖向短立柱下端，底部刚性支座采用刚性柱脚并外包混凝土保护层，底部刚性支座固定于基础上。

作为优选：所述连续弧形主钢梁由多榀平行布置且连续贯通设置的弧形箱形钢梁组成，包括连续弧形主钢梁的左侧落地段、连续弧形主钢梁的左侧大跨段、连续弧形主钢梁的中部落地段、连续弧形主钢梁的右侧大跨段和连续弧形主钢梁的右侧落地段；连续弧形主钢梁的总榀数根据屋盖覆盖范围确定，为减小温度作用引起的热胀冷缩影响，一般为6-12榀；三处落地端分别位于连续弧形主钢梁的左侧落地段、连续弧形主钢梁的中部落地段和连续弧形主钢梁的右侧落地段的最低处。

作为优选：单榀连续弧形主钢梁的几何形式为双跨多曲线的连续梁形式；连续弧形主钢梁以平面折角圆心为中心点，在中部凹谷处带平面折角以实现双跨体系拐弯，平面折角为30°-60°；单榀连续弧形主钢梁的具体多曲线形状根据对应屋盖曲面整体形状布置而有所差异；连续弧形主钢梁的落地端支撑于竖向短立柱上，竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点内部设置梁-柱刚接节点处内隔板进行加强；连续弧形主钢梁为箱形截面钢构件(箱形截面一般指代焊接的矩形截面)，由于弧形形式引起的侧推力对体系承载的有利作用，截面高度为跨度的1/50-1/30，相邻的单榀连续弧形主钢梁间隔距离为2.0-4.0m。

作为优选：所述侧向支撑钢梁由左跨部分的侧向支撑钢梁和右跨部分的侧向支撑钢梁组成；侧向支撑钢梁在连续弧形主钢梁处断开，并采用刚性焊接连接；由于侧向支撑钢梁主要是为连续弧形主钢梁提供面外稳定支撑作用，并不是体系的主体承载构件，其截面相对连续弧形主钢梁一般要小得多，刚性焊接连接节点实际可视为半刚性节点。

作为优选：所述侧向支撑钢梁为窄翼缘箱形截面钢构件(高宽比大于等于4)或单片钢板，其与连续弧形主钢梁连接处(即弧形主钢梁与侧向支撑钢梁的刚接节点)仅需设置一道梁-梁刚接节点处内隔板；侧向支撑钢梁的截面高度为连续弧形主钢梁高度的1/3-1/2，相邻的侧向支撑钢梁间隔距离为2.0-4.0m，以保证侧向稳定支撑的同时，对应屋顶幕墙的布置间距。

作为优选：为提高结构的整体抗扭刚度，除加密侧向支撑钢梁外，还可适当设置多道水平斜撑结构。

作为优选：所述竖向短立柱位于连续弧形主钢梁的三处落地端并刚性连接竖向支撑于连续弧形主钢梁下方；由于连续弧形主钢梁落地端靠近地面附近，竖向短立柱的高度一般相对较短，连续弧形主钢梁的弧形承载形式引起的底部刚性支座处水平推力，通过竖向短立柱传递至基础承台或基础梁上进行承载；地面标高线以下的竖向短立柱部分外包混凝土保护层，并配置构造钢筋，以加强整体刚度，同时对钢立柱起到防锈保护的作用；为提高结构承载力，还可在竖向短立柱内部浇灌混凝土进行进一步加强。

作为优选：所述底部刚性支座采用外露式刚性锚栓柱脚连接的刚性支座节点，以传递竖向力、水平推力及抗侧变形产生的弯矩作用；竖向短立柱与基础连接处(即竖向短立柱的刚性支座节点)设置底部刚性支座加劲肋和底部刚性支座锚栓，底部刚性支座通过底部刚性支座加劲肋和底部刚性支座锚栓实现刚性连接，底部刚性支座锚栓锚入基础承台或基础梁上，锚栓锚固深度需满足钢梁屋盖在风吸力作用下的抗拉要求，基础承台之间通过基础梁连接以提高基础整体性。

作为优选：连续弧形主钢梁的双跨多曲面形式、平面折角角度、弧形主钢梁及侧向支撑钢梁的间隔距离设置均可根据建筑曲面造型要求、功能空间、跨度和边界条件的要求进行适当调整，并不会影响本专利带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构的各部件组成和拼装方式。

这种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构的拼装方法，包括以下步骤：

S1、连续弧形主钢梁的左侧落地段、连续弧形主钢梁的左侧大跨段、连续弧形主钢梁的中部落地段、连续弧形主钢梁的右侧大跨段和连续弧形主钢梁的右侧落地段组成连续贯通设置的双跨多曲线弧形箱形主钢梁；

S2、若干榀连续弧形主钢梁平行布置形成一组连续弧形主钢梁构件，再以平面折角圆心为转角中心，共同组成带折角设置的一组连续弧形主钢梁屋盖结构；

S3、左跨部分的侧向支撑钢梁和右跨部分的侧向支撑钢梁正交于连续弧形主钢梁布置，连接处为弧形主钢梁与侧向支撑钢梁的刚接节点，共同构成整体受力屋盖结构；

S4、连续弧形主钢梁与侧向支撑钢梁连接处，连续弧形主钢梁内部设置梁-梁刚接节点处内隔板进行加强；

S5、连续弧形主钢梁支撑于竖向短立柱上，两者连接处为竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点，连续弧形主钢梁内部设置梁-柱刚接节点处内隔板；

S6、竖向短立柱在地面标高线以下部分外包混凝土保护层；

S7、竖向短立柱与基础连接处设置底部刚性支座加劲肋和底部刚性支座锚栓进行刚性连接，进而固定于基础承台或基础梁上。

这种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构在底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载中的应用，所述双跨是指跨度分别不小于30米的两个连续大跨空间。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其结构体系构造合理，可以实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载，充分发挥连续弧形钢梁屋盖结构的大跨度、高承载性能和多曲面造型功能优点。

2、本发明的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构体系以连续弧形主钢梁和侧向支撑钢梁结合为钢梁屋盖整体结构形式，并通过竖向短立柱和底部刚性支座进行竖向支撑并抵抗水平推力而构成整体受力模式，可达到在减轻自重和保证承载性能的同时，实现大跨度、高承载和多曲面造型及功能。

3、基于极限稳定承载性能分析，本发明的结构便于通过承载力(应力控制)、整体刚度(变形控制)和稳定性能(极限荷载)等指标控制，来进一步保障整体结构体系的合理有效。

4、本发明的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构体系的构件组成模块明确，传力清晰，整体体系跨度大、承载力高、多曲面造型优美，在底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的结构示意图(图1a-1e分别是本发明带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构实施例的整体结构示意图、连续弧形主钢梁示意图、侧向支撑钢梁示意图、竖向短立柱示意图、底部刚性支座示意图)；

图2是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的平面图，即图1a中A-A剖切示意图；

图3是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的剖切正视图一，即图1a中B-B剖切示意图；

图4是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的剖切正视图二，即图1a中C-C剖切示意图；

图5是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的剖切右视图，即图1a中D-D剖切示意图；

图6是单榀连续弧形主钢梁示意图(图6a、6b分别是图2中单榀连续弧形主钢梁左跨部分B-B、右跨部分C-C投影剖面及构造连接示意图)；

图7是图1a中连续弧形主钢梁和侧向支撑钢梁的刚接节点构造示意图；

图8是图1a中连续弧形主钢梁与竖向短立柱的刚接节点构造示意图；

图9是本发明连续弧形钢梁屋盖体系实施例的部件拼装流程图；

图10是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的首阶线性临界失稳变形图(局部波形)；

图11是本发明连续弧形钢梁屋盖结构实施例的双重非线性稳定荷载收敛曲线图(极值点)。

附图标记说明：1-连续弧形主钢梁的左侧落地段；2-连续弧形主钢梁的左侧大跨段；3-连续弧形主钢梁的中部落地段；4-连续弧形主钢梁的右侧大跨段；5-连续弧形主钢梁的右侧落地段；6-左跨部分的侧向支撑钢梁；7-右跨部分的侧向支撑钢梁；8-弧形主钢梁与侧向支撑钢梁的刚接节点；9-竖向短立柱；10-竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点；11-竖向短立柱的外包混凝土保护层；12-竖向短立柱的刚性支座节点；13-弧形主钢梁的平面折角圆心；14-梁-梁刚接节点处内隔板；15-梁-柱刚接节点处内隔板；16-底部刚性支座加劲肋；17-底部刚性支座锚栓；18-基础承台；19-基础梁；20-地面标高线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

所述带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构体系构件组成模块明确，传力清晰，符合整体受力及承载模式的设计原则，充分发挥整体结构体系的大跨度、高承载力学性能，基于连续弧形主钢梁和侧向支撑钢梁结合的钢梁屋盖整体结构形式，并通过竖向短立柱和底部刚性支座进行竖向支撑并抵抗水平推力的结构体系，实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型功能。

本发明的设计思路基于连续弧形主钢梁和侧向支撑钢梁结合的主体结构，并通过竖向短立柱进行竖向支撑构成的钢梁屋盖整体受力模式：首先，以双跨落地的连续弧形主钢梁为主承载受力构件，结合提供面外稳定作用的侧向支撑钢梁，构成具有大跨度和多曲面造型的钢梁屋盖整体结构；其次，通过竖向短立柱和底部刚性支座进行竖向支撑并抵抗水平推力，实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型功能；最后，通过极限稳定承载性能分析，并控制构件应力、整体刚度和稳定性能，保障结构体系的整体受力承载性能。

实施例一

如图1a-1e以及图2-图5所示，所述带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，包括连续弧形主钢梁、侧向支撑钢梁、竖向短立柱、底部刚性支座。所述连续弧形主钢梁(图1b)为主承载受力构件，由多榀间隔距离平行布置的双跨多曲面连续弧形箱形钢梁组成，三处落地端位于多曲面两端附近和中部凹谷处，并刚接支撑于竖向短立柱上，弧形主钢梁在中部凹谷处带平面折角以实现双跨体系拐弯；所述侧向支撑钢梁(图1c)正交于弧形主钢梁布置，以提供面外稳定支撑，并与其共同构成整体屋盖结构，外观表现为单层网壳形式；所述竖向短立柱(图1d)位于弧形主钢梁的落地端下方，为整体屋盖结构提供竖向支撑并抵抗水平推力；所述底部刚性支座(图1e)位于竖向短立柱下端，采用刚性柱脚并外包混凝土保护层，进而固定于基础上。

如图1b、图3-图5所示，所述连续弧形主钢梁由多榀间隔一定距离平行布置的弧形主钢梁组成；弧形主钢梁连续贯通设置，由连续弧形主钢梁的左侧落地段1、连续弧形主钢梁的左侧大跨段2、连续弧形主钢梁的中部落地段3、连续弧形主钢梁的右侧大跨段4、连续弧形主钢梁的右侧落地段5组成；弧形主钢梁的总榀数根据屋盖覆盖范围确定，为减小温度作用引起的热胀冷缩影响，一般为6-12榀；本实施例中为8个单榀弧形主钢梁基本单元。

如图1b、图2、图6a、图6b所示，单榀弧形主钢梁的几何形式为双跨多曲线的连续结构梁形式，三处落地端分别位于多曲线两端附近处(即左侧落地段、右侧落地段的最低处)和中部凹谷处(即中部落地段的最低处)，弧形主钢梁在中部凹谷处带平面折角以实现双跨体系拐弯，以弧形主钢梁的平面折角圆心13为中心点，平面折角为30°-60°，本实施例中取60°。

如图1b、图6a、图6b所示，单榀弧形主钢梁的具体多曲线形状根据对应屋盖曲面整体形状布置而有所差异；弧形主钢梁的落地端通过竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点10支撑于竖向短立柱9上，为刚性连接节点，内部设置梁-柱刚接节点处内隔板15进行加强。

如图1b、图6a-图6b所示，所述连续弧形主钢梁为箱形截面钢构件，由于弧形形式引起的侧推力对体系承载的有利作用，截面高度为跨度的1/50-1/30；相邻的单榀弧形主钢梁间隔距离为2.0-4.0m；本实施例中对应30m跨度的弧形主钢梁箱形截面高度取为800mm。

如图1c、图7所示，所述侧向支撑钢梁正交于弧形主钢梁布置，由左跨部分的侧向支撑钢梁6、右跨部分的侧向支撑钢梁7组成；侧向支撑钢梁在主钢梁处断开，并在弧形主钢梁与侧向支撑钢梁的刚接节点8处采用刚性焊接连接；由于侧向支撑钢梁主要是为弧形主钢梁提供面外稳定支撑作用，并不是体系的主体承载构件，其截面相对弧形主钢梁一般要小得多，刚性焊接连接节点实际可视为半刚性节点。

侧向支撑钢梁为窄翼缘箱形截面钢构件(高宽比大于等于4)或单片钢板，其与弧形主钢梁连接处的梁-梁刚接节点内隔板14仅需在中线处设置一道即可；侧向支撑钢梁的截面高度为弧形主钢梁高度的1/3-1/2；相邻的侧向支撑钢梁间隔距离为2.0-4.0m，以保证侧向稳定支撑的同时，对应屋顶幕墙的布置间距；本实施例中侧向支撑钢梁的箱形截面尺寸为100mm×400mm。

为提高结构的整体抗扭刚度，除适当加密侧向支撑钢梁布置外，还可适当设置多道水平斜撑结构。

如图1a、图1d、图1e所示，所述竖向短立柱位于弧形主钢梁的三处落地端，并在竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点10处采用刚性连接竖向支撑于弧形主钢梁下方；由于弧形主钢梁落地端靠近地面附近，竖向短立柱的高度一般相对较短；弧形主钢梁的弧形承载形式引起的支座处水平推力作用，则通过竖向短立柱进而传递至基础承台18或基础梁19上。

如图1a、图6a、图6b所示，竖向短立柱的地面标高线20以下部分采用外包混凝土保护层11，并配置构造钢筋，以加强整体刚度，同时对钢立柱起到防锈保护的作用；为提高结构承载力，还可在竖向短立柱内部浇灌混凝土进行进一步加强。

如图1a、图1d、图1e、图8所示，所述底部刚性支座位于竖向短立柱下端，在竖向短立柱的刚性支座节点12处，设置为外露式刚性锚栓柱脚节点；通过底部刚性支座加劲肋16、底部刚性支座锚栓17实现刚性连接，以传递竖向力、水平推力及抗侧变形产生的弯矩作用。

底部刚性支座锚栓17锚入基础承台18或基础梁19上，锚固深度满足钢梁屋盖结构在风吸力作用下的抗拉要求；基础承台之间一般通过基础梁连接以提高基础的整体性。

连续弧形主钢梁的双跨多曲面形式、平面折角角度、弧形主钢梁及侧向支撑钢梁的间隔距离设置均可根据建筑曲面造型要求、功能空间、跨度和边界条件的要求进行适当调整，并不会影响本发明带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构体系的各部件组成和拼装方式。

实施例二

如图9所示，所述带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构的具体部件拼装流程如下：

S1、连续弧形主钢梁的左侧落地段1、连续弧形主钢梁的左侧大跨段2、连续弧形主钢梁的中部落地段3、连续弧形主钢梁的右侧大跨段4和连续弧形主钢梁的右侧落地段5组成连续贯通设置的双跨多曲线弧形箱形主钢梁；

S2、多榀连续弧形主钢梁间隔距离平行布置形成一组连续弧形主钢梁构件，再以平面折角圆心13为转角中心，共同组成带折角设置的一组连续弧形主钢梁屋盖结构；

S3、左跨部分的侧向支撑钢梁6和右跨部分的侧向支撑钢梁7正交于连续弧形主钢梁布置，连接处为弧形主钢梁与侧向支撑钢梁的刚接节点8，共同构成整体受力屋盖体系；

S4、连续弧形主钢梁与侧向支撑钢梁连接处，连续弧形主钢梁内部设置单道梁-梁刚接节点处内隔板14进行加强；

S5、连续弧形主钢梁支撑于竖向短立柱9上，连接处为竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点10，连续弧形主钢梁内部设置两道梁-柱刚接节点处内隔板15；

S6、竖向短立柱在地面标高线20以下部分外包混凝土保护层；

S7、竖向短立柱与基础连接处(竖向短立柱的刚性支座节点12)设置底部刚性支座加劲肋16、底部刚性支座锚栓17，以实现刚性连接，进而固定于基础承台18或基础梁19上。

如图10所示，连续弧形钢梁屋盖体系的首阶线性临界失稳变形为局部波形，该波形出现在弧形主钢梁右跨部分最外侧的最高处附近区域，该区域对应为最大跨度范围40m。

如图11所示，连续弧形钢梁屋盖体系实施例的双重非线性稳定荷载收敛曲线为极值点失稳破坏，失稳后不能继续承载，极限失稳荷载系数为4.87，具有较好的非线性稳定承载性能。其中，所施加初始缺陷为首阶线性临界失稳模态，缺陷幅值130mm，即为屋盖体系最大跨度40m的1/300，构件材料为理想弹塑性。

实施例三

本发明还提供一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构在底部双跨连续大跨空间和多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载中的应用，所述双跨是指跨度分别不小于30米的两个连续大跨空间。

相比于现有技术的不足，本发明提供的一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构基于连续弧形主钢梁和侧向支撑钢梁结合的钢梁屋盖整体结构形式，通过竖向短立柱和底部刚性支座进行竖向支撑并抵抗水平推力，构成整体受力模式，可实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型功能。该结构体系构件组成模块明确，传力清晰，符合整体受力及承载模式的设计原则，可实现底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载。基于极限稳定承载性能分析，通过构件应力、变形刚度和稳定荷载等整体性能控制，可进一步保障本发明带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构的大跨度、高承载及复杂多曲面造型优点。

Claims (10)

1.一种带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：包括连续弧形主钢梁、侧向支撑钢梁、竖向短立柱(9)和底部刚性支座；所述连续弧形主钢梁由若干榀平行布置的双跨多曲面连续弧形箱形钢梁组成，连续弧形主钢梁的三处落地端分别位于多曲面两端附近和中部凹谷处，并且三处落地端刚接支撑于竖向短立柱(9)上，连续弧形主钢梁在中部凹谷处带平面折角；所述侧向支撑钢梁正交于连续弧形主钢梁布置，侧向支撑钢梁与连续弧形主钢梁共同构成整体屋盖结构，整体屋盖结构为单层网壳形式；所述竖向短立柱(9)位于连续弧形主钢梁的落地端下方；所述底部刚性支座位于竖向短立柱(9)下端，底部刚性支座采用刚性柱脚并外包混凝土保护层，底部刚性支座固定于基础上。

2.根据权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：所述连续弧形主钢梁由若干榀平行布置且连续贯通设置的弧形箱形钢梁组成，包括连续弧形主钢梁的左侧落地段(1)、连续弧形主钢梁的左侧大跨段(2)、连续弧形主钢梁的中部落地段(3)、连续弧形主钢梁的右侧大跨段(4)和连续弧形主钢梁的右侧落地段(5)；三处落地端分别位于连续弧形主钢梁的左侧落地段(1)、连续弧形主钢梁的中部落地段(3)和连续弧形主钢梁的右侧落地段(5)的最低处。

3.根据权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：单榀连续弧形主钢梁的几何形式为双跨多曲线的连续梁形式；连续弧形主钢梁以平面折角圆心(13)为中心点，在中部凹谷处带平面折角，平面折角为30°-60°；连续弧形主钢梁的落地端支撑于竖向短立柱(9)上，竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点(10)内部设置梁-柱刚接节点处内隔板(15)。

4.根据权利要求3所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：连续弧形主钢梁为箱形截面钢构件，截面高度为跨度的1/50-1/30，相邻的单榀连续弧形主钢梁间隔距离为2.0-4.0m。

5.根据权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：所述侧向支撑钢梁由左跨部分的侧向支撑钢梁(6)和右跨部分的侧向支撑钢梁(7)组成；侧向支撑钢梁在连续弧形主钢梁处断开，并采用刚性焊接连接。

6.根据权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：所述侧向支撑钢梁为窄翼缘箱形截面钢构件或单片钢板，其与连续弧形主钢梁连接处设置一道梁-梁刚接节点处内隔板(14)；侧向支撑钢梁的截面高度为连续弧形主钢梁高度的1/3-1/2，相邻的侧向支撑钢梁间隔距离为2.0-4.0m。

7.根据权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：所述竖向短立柱(9)位于连续弧形主钢梁的三处落地端并刚性连接竖向支撑于连续弧形主钢梁下方；地面标高线(20)以下的竖向短立柱部分外包混凝土保护层，并配置构造钢筋。

8.根据权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构，其特征在于：所述底部刚性支座采用外露式刚性锚栓柱脚连接的刚性支座节点；竖向短立柱(9)与基础连接处设置底部刚性支座加劲肋(16)和底部刚性支座锚栓(17)，底部刚性支座锚栓(17)锚入基础承台(18)或基础梁(19)上，基础承台(18)之间通过基础梁(19)连接。

9.一种如权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构的拼装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、连续弧形主钢梁的左侧落地段(1)、连续弧形主钢梁的左侧大跨段(2)、连续弧形主钢梁的中部落地段(3)、连续弧形主钢梁的右侧大跨段(4)和连续弧形主钢梁的右侧落地段(5)组成连续贯通设置的双跨多曲线弧形箱形主钢梁；

S2、若干榀连续弧形主钢梁平行布置形成一组连续弧形主钢梁构件，再以平面折角圆心(13)为转角中心，共同组成带折角设置的一组连续弧形主钢梁屋盖结构；

S3、左跨部分的侧向支撑钢梁(6)和右跨部分的侧向支撑钢梁(7)正交于连续弧形主钢梁布置，连接处为弧形主钢梁与侧向支撑钢梁的刚接节点(8)，共同构成整体受力屋盖结构；

S4、连续弧形主钢梁与侧向支撑钢梁连接处，连续弧形主钢梁内部设置梁-梁刚接节点处内隔板(14)进行加强；

S5、连续弧形主钢梁支撑于竖向短立柱(9)上，两者连接处为竖向短立柱与弧形主钢梁的刚接节点(10)，连续弧形主钢梁内部设置梁-柱刚接节点处内隔板(15)；

S6、竖向短立柱在地面标高线(20)以下部分外包混凝土保护层；

S7、竖向短立柱与基础连接处设置底部刚性支座加劲肋(16)和底部刚性支座锚栓(17)进行刚性连接，进而固定于基础承台(18)或基础梁(19)上。

10.一种如权利要求1所述的带折角双跨多曲面的连续弧形钢梁屋盖结构在底部双跨连续大跨空间和复杂多曲面建筑造型的钢梁屋盖结构体系设计及承载中的应用。

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