CN1043182A - 一种使用桁架建造的建筑结构 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种使用桁架的建筑结构，该桁架具有一个挠性中间部分和两个刚性端部。桁架由上、下弦杆组成，中间部分的下弦杆有若干管段，套在拉张缆索上滑动。拉紧缆索时桁架向上弯曲，形成一个拱形桁架。而该等桁架通过用多个固定在每一中间部分上弦杆上的横向檩条，多个固定在每一端部的上弦杆上的横向围梁，和固定在该桁架，和/或围梁，和/或檩条上的覆盖板形成该结构的顶面。

Description

本发明有关桁架，使用这种桁架的结构，和建造这种结构的方法。

形成本发明的基础的桁架，在澳大利亚专利说明书第505，679和535，636号中已有揭示。把这种桁架用于制造一个结构时，与传统的建筑结构方法相比能以低得多的成本提供大的复盖面积。这两个专利提出的结构的局限性，在于其所能达到的最大高度有限制。在这方面，主要的局限因素，是在桁架上只能作出相对浅的拱弧。

此外，在把第505，679号中的结构升高时，很不方便，因为必须使用吊车和气袋（airbags），从而增加了成本和劳动力。第535，636号中的建造方法成本低，使用比较方便。把桁架的一端销定，而在另一端上拉伸，使不销定端向里移动，提高桁架的弯度。

因此，本发明的目的，是提出一种桁架，可用以做成较上文所述的桁架为高的结构，而且桁架建造时不需使用吊车或气袋。

本发明还有一个目的，是提出一种经济地利用上述桁架建造的建筑结构。

基于上述目的，本发明提出一种具有多个平行排列桁架的建筑结构，上述衍架具有至少一个上弦杆和至少一个下弦杆，所述的至少一个上弦杆和至少一个下弦杆互相用斜腹杆连接，所述的至少一个下引杆的至少一部分包括有若干个可滑动地套在至少一根有高抗拉强度的缆索上的管段，当缩短桁架长度将所述缆索拉紧时，所述的至少一个下弦杆的至少一部分从向下作弓形弯曲的状态移动并缩短，从而所述桁架的所述至少一部分向上弯曲移动到一个竖立状态，在该状态下所述管段相互搭接和/或贴靠，本发明改进之处在于，所述桁架包括一个中间部分和两个刚性端部，所述的至少一个下弦杆的至少一部分就是所述桁架的所述中间部分，而该等桁架通过用多个固定在每一中间部分上弦杆上的横向檩条，多个固定在每一端部的上弦杆上的横向围梁，和固定在该桁架，和/或围梁，和/或檩条上的覆盖板形成该结构的顶面。在实施例中，该围梁放在该端部该上弦杆的上方，该檩条放在该中间部分的上弦杆的下方和里面;该结构具有外拉索对该结构予加载荷，抵抗侧向的超载荷;每一个桁架的预定位置上，有拉杆固定在相邻的桁架之间，该拉杆与该斜腹杆处在同一平面内。

本发明的一个实施方案，将参照用附图作说明的一个非制约性举例，在下文中予以叙述，附图内容如下：

图1为按本发明原理建造的一个建筑物的俯视图;

图2为形成图1所示建筑物建造前一部分的桁架沿箭头2-2方向的侧视图;

图3为图2所示桁架一个端部的侧视图;

图4为图2所示桁架中间段部分的侧视图;

图5为图4中划圈部分“5”的放大图;

图6为沿图5中箭头6-6方向的一个剖视图，

图7为沿图3中箭头“7”方向的视图;

图8为与图6相似的视图，表示对桁架所作的侧向压曲限制;

图9为与图2相似的视图，表示局部装配的桁架;

图10为用拉紧外缆索装配完成的桁架。

附图中示出用若干桁架12做成的一个建筑物10。每一个桁架12有两个端部14和一个中间部16。端部14为刚性，构成完成的建筑物的壁。每一个端部上由一个上弦杆18和一个下弦杆20构成。用“之”形的斜腹杆件22把上下弦杆18及20互相隔开。在这实施例中，上弦杆用一对刚性管18A，18B构成，下弦杆用一个槽形部分构成，构成上下弦杆的部分的数目和形状，可以按要求变化。

端部14的每一端有触地点24，26，其固定方法在下文中叙述。触地点在三角形构架28的端部形成，三角形构架28有下弦杆20的倾斜延长部30，支撑件32和斜腹杆22。又附加加强支撑34，便是完全的三角形构架。

中间部包括一个上弦杆36和一个下弦杆38。上弦杆36是端部14的上弦杆18的延续，而如上文所述，上弦杆是由一对管件36A及36B构成。管36A，36B的每一个由腹板39连接以形成整体结构。下弦杆38由两根不连贯的管38A，38B形成，它们通过直径较小的端部40可作伸缩式的插接。虽然本实施例是用两根管38A，38B，但管子的数目可以根据需要变化。增加用管的数目提高抗拉能力和整个建筑物的跨度。通过插入固定在斜腹杆44上的矩形连接件42，把管38A，38B和上弦杆36相互间隔。为了组成了完全的中间部分，把有高抗拉能力的缆索46，48分别从管38A及38B中穿过。

从图2及图4中可见，下弦杆38按照组装好的状态作向上的弓形弯曲。缆索46及48通过在A点从中间部分16中穿出（见图3），并伸进跨在端部14的上下弦杆18及20之间的管50及52中，维持向上弓形弯曲的形状。拉伸锚定点54，56，设在端部14的端部附近，用于在完成拉伸时把缆索46及48在上面固定。

为了当把桁架连接形成建筑物时，取得桁架52的侧向稳定性，可以在中间部分16和/或端部14上，在选定的位置设置支承杆58。图8表示在中间部分16上提供侧向稳定性的一个推荐实施例。两个桁架12上各有一个加劲条60在上面固定，在相邻的加劲条之间用紧固件64把檩条62固定（见图8）。檩条62位于上弦杆36上表面的下方，使覆盖板66在不受力状态下放在檩条的上面。覆盖板66用紧固件68固定在管36A，36B上（见图6）。有一个悬空拉杆70，一端固定在下弦杆38上，另一端和檩条62固定。拉杆72及74连接在上下弦杆36及38之间，与斜腹杆44在同一平面内，因而如装配时下弦杆缩短，桁架的深度（与上弦杆垂直）可以相应减小。拉杆72及74的自由端76及78，和相邻的桁架连接（图中未示）。

覆盖板66用围梁80固定在端部14上（图3及7），围梁80固定在上弦杆18的加劲条82上。围梁80在上弦杆18上表面的上方，有利于使用传统的壁支撑作加劲。在这区域里，覆盖板66不受力。这种安排和前文叙述檩条62的位置相反，前文中的檩条在上弦杆的下方，并在上弦杆中，理想的位置是在上弦杆36的中和轴上或其附近。这使中间部分的覆盖板的位置处于在装配过程中被在轴向上压紧。轴向压缩的弧形覆盖板，当适当固定在檩条和桁架上以后，在装配过程中。对屋顶加强刚性抵抗一般的不稳定性，倾向于自行支撑，并把桁架的部分重量转移到立柱上去，从而减少桁架系统上的载荷，并在桁架的使用期限内，把在与桁架平面垂直方向上施加的裁荷分散。

下文中将叙述利用本发明的桁架建造的建筑物的装配方法。桁架12在现场组装，并互相平行放置，如图1及2中所示。管38A，38B互相作可伸缩的插接，缆索46，48从管中穿过，其一端终止于拉伸锚定点54，56上。在图示的实施例中，终点在2中的右侧。覆盖板66和支承杆58共同固定在桁匆架上，位置如图2所示。本发明相当大的一个优点，是组装在地面上进行，从而可减少高空作业中的2伤事故。电器安装作业也可以同时进行，从而可以有相当大的时间节约。在图1中的左侧，接地点26，以可旋转的方式销定在固定地基板上（图中未示）。

桁架通过一个向上的力和刚性外端部14的向外旋转的共同作用，把它向上举升。向上的力通过拉紧向下弯的张紧索46，48，施加在中间部分16上;刚性端的向外旋转，是通过用与地面平，或略高于地面的临时水平缆索84（图9），把桁架的端部拉紧到一起，使之旋转。不旋转的接点沿地面滑动，便把桁架举升到图9所示的位置上去。中间部分16的继续升高，是通过上弦杆36的有控制的向上压曲，而同时受到向上弯曲的拉紧缆索46，48，在桁架施加的向下的力的限制，并且通过水平缆索84把触地点26拉到一起，产生端部14的连续向外旋转。管38A，38B由于其伸缩装置而缩短，直到达到桁架的最终形状（见图10），这时管38A，38B贴靠邻近的管件。然后中间部分16的刚性增高，不能继续弯曲。图1中的虚线表示建筑物的最后宽度。在高强度缆索46，48上增加拉力，对下弦管38A，38B加预压力，便使中间部分进一步加劲。把所有的触地点在静止地基板上固定，缆索46，48在拉紧锚定点54，56上锚定。图10还示出可以利用钢丝绳拉索86，在建筑物10上预加载荷，抵抗向超载荷。

在实践中，本发明可供至少有十层楼就度适宜作飞机和飞船的停放库用的建筑物。鉴于本发明所取得的大覆盖面积，和成本的降低，本发明可用于覆盖过去认为不能实现低成本的大面积。

发明人认为根据以上的叙述，便可对本发明及其许多伴随的优点有所了解，很明显在形式，结构和部件安排上还可以作各作各种变化。而对上文所述的桁架在形式，结构和安排上作变化并不脱离本发明的精神和范围，或损害其全部物质上的优点，因为以上所述，仅为本发明的一个推荐实施例。

Claims (5)

1、一种具有多个平行排列桁架的建筑结构，上述桁架具有至少一个上弦杆和至少一个下弦杆，所述的至少一个上弦杆和至少一个下弦杆互相用斜腹杆连接，所述的至少一个下引杆的至少一部分包括有若干个可滑动地套在至少一根有高拉强度的缆索上的管段，当缩短衍架长度将所述缆索拉紧时，所述的至少一个下弦杆的至少一部分从向下作弓形弯曲的状态移动并被缩短，从而所述桁架的所述至少一部分向上弯曲移动到一个竖立状态，在该状态下所述管段相互搭接和/或贴靠，其特征在于，所述衍架包括一个中间部分和两个刚性端部，所述的至少一个下弦杆的至少一部分就是所述桁架的所述中间部分，而该等桁架通过用多个固定在每一中间部分上弦杆上的横向檩条，多个固定在每一端部的上弦杆上的横向围梁，和固定在该桁架，和/或围梁，和/或檩条上的覆盖板形成该结构的顶面。

2、如权利要求1所述之建筑结构，其特征在于，该围梁放在该端部该上弦杆的上方，该檩条放在该中间部分的上弦杆的下方和里面;

3、如权利要求1所述之建筑结构，其特征在于，具有外拉索对该结构予加载荷，抵抗侧向的超载荷。

4、如权利要求2所述之建筑结构，其特征在于，具有外拉索对该结构予加载荷，抵抗侧向的超载荷。

5、如权利要求1至4中任何一项所述之建筑结构，其特征在于，每一个桁架的预定位置上，有拉杆固定在相邻的桁架之间，该拉杆与该斜腹杆处在同一平面内。

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