钢结构分叉柱形式种类

yingfeng201973

分叉柱
分叉柱的下端与主体结构连接于一点、上端与屋盖多点连接，从而达到在减小跨越结构跨度的同时提高屋盖抗侧刚度的目的。分叉柱对屋盖抗侧刚度的作用是由分叉柱轴向刚度的水平分量及柱顶与屋盖多点连接形成的整体刚接效果二部分组成。分叉柱有 V 形柱、Y 形柱、树状柱和伞状柱等多种形式，可以营造出丰富的室内表达效果。
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- ?+ i! _# Q- R+ G/ w(1) V 形柱
柱在平面内的双肢分叉便形成 V 形柱，V 形柱的分肢较多做成二端铰接，也可以双肢在底部相互间刚接后再与下部主体结构铰接，当双肢的柱顶间有很强的连接时，这二种方式对分肢截面的需求相差不大；而当连接较弱分肢间叉开趋势明显时，第二种连接方式下柱下部的受弯明显，需要更大的截面。

(2) Y 形柱
2 W: S& ^, f9 A; R; S8 Y3 @" S柱下部先单肢上升一段以减小对下部建筑布置和人行流线的干扰、然后再分叉为两肢，便成了 Y 形柱。主次三肢位于同一平面，三肢间通常相互刚接、与顶部屋盖通常铰接。当 Y 形柱与底部主体结构当采用铰接时，三肢连接处需承受的弯矩最大，因此需要较大的截面；与底部主体结构刚接时，柱底需要截面最大。所有的铰接端都可以收小。Y 形柱也可以是下肢为刚度足够大的悬臂段、两个上分叉肢如前述 V 型柱般设置。
" K' b! V; D+ H$ \1 G(3) 树状柱
! i4 B1 c4 Y3 J' {V 形柱或 Y 形柱的分肢在三维空间内分布便形成树状柱，合理的分叉位置和适当的肢间角度关系是树状柱设计的关键。为了更具象的树形的表达，树状柱可以多级分叉，并通过拓扑优化的方式寻找受力更高效的树形；在树状柱负荷较小的情况下，也可以对分肢进行一定程度的弯曲，通过适当牺牲结构效率换取更丰富的形态图。柱分肢处经常会用到铸钢节点以实现杆件间自由的交接。
" V9 ~, {: U* `2 }(4) 伞状柱
9 x9 x9 _) \3 z) n  C/ H' R当树状柱的分肢数量较多、平面上沿圆弧分布时便形成了伞状柱。当其分肢一定程度的弯曲时，分肢间可以设置一定的环向构件协调各肢的变形并改善各肢的受弯情况。当伞状柱的受荷面积较大时，对各分肢截面的需求也会较大

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