CN107524336B - 能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构 - Google Patents

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CN107524336B CN201710953252.XA CN201710953252A CN107524336B CN 107524336 B CN107524336 B CN 107524336B CN 201710953252 A CN201710953252 A CN 201710953252A CN 107524336 B CN107524336 B CN 107524336B
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Abstract

本发明公开了一种能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，包括能够进行折叠的底架，底架上设置有相互平行的侧架，侧架与底架连接并且能够绕着连接处转动，侧架远离底架的一端固定有顶架，底架和顶架之间设置有能够改变松紧度的副拉绳，且副拉绳的两端同时与底架和顶架连接，底架上连接有能够改变松紧度的主拉绳，主拉绳同时穿过侧架和顶架后与底架另一端连接。本发明的结构简单，其收纳方便，便于组装，一个人就能够完成收纳和组装工作，而且结构稳定性好，人们能够对空间进行调整，满足不同身高需求，能够遮挡风雨对侧壁的冲击，使用时对地面适应力强，同时收纳后占地面积小，移动方便，自驾旅游或者工地上都能够满足使用需求。

Description

能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构
技术领域
本发明涉及一种户外居住设备，具体涉及一种能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构。
背景技术
帐篷是撑在地上遮蔽风雨﹑日光并供临时居住的棚子。多用帆布做成，连同支撑用的东西，可随时拆下转移。帐篷是以部件的方式携带，到达现场后才加以组装，所以，需要各种部件和工具。了解各个部件的名称和使用方法，熟悉帐篷的构造，才能快速、方便地搭起帐篷。
现有的帐篷其主要有两种极端，一种是结构简单，重量轻，组装方便，价格低，但是其牢固性差，都是作为户外旅游时使用，内部的空间狭窄，而另一种结构牢固，内部空间大，但是其重量重，都是作为军用帐篷或者救灾帐篷，结构复杂，组装困难。而人们在户外生活时，需要考虑稳固性和组装的便利性，同时空间也满足使用需求，现有的帐篷达不到要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有帐篷在稳固性、组装的便利性以及空间尺寸达不到人们的需求，其目的在于提供一种能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，这种帐篷架体结构能够快速组装，并且结构稳固，能够调整使得空间满足人们需求，解决现有帐篷在稳固性、组装的便利性以及空间尺寸达不到人们需求的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，包括能够进行折叠的底架，所述底架上设置有相互平行的侧架，侧架与底架连接并且能够绕着连接处转动，侧架远离底架的一端固定有顶架，底架和顶架之间设置有能够改变松紧度的副拉绳，且副拉绳的两端同时与底架和顶架连接，底架上连接有能够改变松紧度的主拉绳，主拉绳同时穿过侧架和顶架后与底架另一端连接。目前帐篷的种类很多，根据人们日常的使用需求，都是将其主要分为两种类型，一种是轻便型，另一种是大空间型。轻便型一般是户外旅游时使用，其结构简单，重量轻，价格低，组装方便，通常能够收纳为卷筒状，人们单手就能够提走，但是内部的空间狭窄，最多是供家庭或者个人简单短时间停留使用，牢固性也很差，使用的支撑结构都是很细的杆，在风雨环境下无法承受足够的载荷，甚至会被压垮或者吹散，同时户外扎营时，对环境也要诸多限制，需要平整且柔软的地面并且无杂物，还需要在底部铺设防水垫等。而大空间型基本是军用或者救灾帐篷，其内部空间大，基本是102米以上，能够满足家庭长期驻扎使用，而且支撑部件都是粗大的钢柱，稳定性高，能够承受外界风雨，但是这种帐篷的结构十分复杂，占地面积大，组装很困难，基本一个人是无法完成组装工作，装拆很麻烦，同时其重量重，而且尺寸大，普通的轿车和面包车无法进行转运，实际上，现在的工地上的人员经常会临时在工地驻扎，轻便型结构太脆，同时工地上户外扎营时杂物太多，容易造成帐篷损坏，野外天气变化时该类帐篷无法使用，而另一种帐篷面积太大，工人都是一个人临时居住，而且会随时转场，空间太大造成浪费，而且需要专门去开辟很大的土地进行组装，浪费大量时间组装，尤其是现场指导类技术人员，其并非在一个工地，而且在多个工地上走动，并不确定在哪个工地住宿，所以上述两种类型帐篷都不能满足使用。还有一种情况是以家庭为单位自驾外出旅行时，轻便型的帐篷都是收纳后放置在后备箱中，加上其稳定性差，并不能满足家庭自驾需求，尤其是长途自驾旅游。大空间型根本无法装载，自驾的车辆都是轿车或者越野车，无法将其放置，而且复杂的结构也无法满足自驾旅游使用需求。而本方案设计的帐篷，则是解决上述问题，其既可以用于工地上工人使用，也可以通过自驾车辆进行运输，设计的折叠底架，使用时展开，收纳时折叠，这样运输时减小一半空间，展开时空间满足要求，而且对扎营地面适应性强，也增大了稳固性，通过侧架的设计和组装，形成组装时结构稳固，同时侧架的不同角度，实现了不同高度，满足人们的需求，再利用改变拉绳的松紧度保证了侧架角度满足要求而不会散，实现了内部空间的变化，满足人们车载运输或者工地上使用要求。
实际上为了使用便于保持底部的稳定性，使得其能够适应不同地面的需求，将底架设计为由两个架体组成，架体之间通过铰链连接，且架体均能够绕着铰链转动，其转动的两个极端状态为相互贴合的状态或者展开在同一水平面的状态，即收纳时相互贴合，减小占地面积，展开时在同一水面，增大使用面积，使得内部空间增大，为了形成对内部所有的部件进行收纳，其中一个架体的尺寸较大，这样另一个架体转动后，侧架也在两个架体之间转动，完全收纳到尺寸较大的架体中，收纳后整个帐篷骨架就只有尺寸较大的架体那么大。
而侧架包括五根支撑杆，支撑杆之间设置有安装板，且五根支撑杆均同时与安装板连接，支撑杆能够绕着与安装板的连接处转动，其中两根支撑杆远离安装板的一端分别对应与一个架体连接并且能够绕着与架体的连接处转动，另外三根支撑杆远离安装板的一端均与顶架固定。将五根支撑杆展开后形成类似于米字型，增加结构的稳定性，而且支撑杆都与安装板连接，位于下方的两根支撑杆两端都绕着连接处能够转动，为了收纳方便，支撑杆的尺寸最好设计为相同，五根支撑杆之间的相对位置和角度都可以调整，改变帐篷内部的高度，满足不同身高的需求，根据实际需求，也可以设置其它数量的支撑杆。
而顶架为三根相互平行的顶杆，其中一根顶杆设置在另两根顶杆之间，每根顶杆分别与每个侧架中的一根支撑杆固定，每根顶杆分别与一个侧架垂直固定，这样使得结构稳定，通过支撑杆相对位置调整，改变顶杆高度，通常情况下，要保证位于中间的顶杆处于最高处，这样才能将雨水引出，防止顶部积水，
为了增大顶部面积，而防止雨水流到侧壁上，所以在顶杆的两端均设置有能够沿着顶杆轴线移动的延长杆，且延长杆能够伸出到底架外部。这样帐篷布能够覆盖更大的面积，雨水就不会进入底架上。
为了使得相邻支撑杆之间的拉绳都能够调整，从而满足调整时的精确性，增加结构的稳定性，在顶杆和支撑杆的固定处均安装有调节装置，主拉绳均穿过对应的调节装置，通过调节装置调整主拉绳的拉紧力，实现相邻支撑杆上拉紧力调整的便利性，而主拉绳可以是一根完整的，也可以是分段的，通过调节装置的调节，实现了支撑杆角度和位置的固定，保证了架体结构的稳定性，承载力满足要求。
而副拉绳包括两根副拉绳一和一根副拉绳二，且两根副拉绳一设置在侧架之间并呈X字形结构布置，副拉绳一的一端与底架连接，另一端与支撑杆和顶杆的连接处连接；副拉绳二的一端与底架连接，另一端穿过与顶杆固定的套筒后与底架另一端连接，副拉绳二和该顶杆构成顺时针转动90°的K字形结构布置，副拉绳是设置帐篷的门和背面，所以为了便于人们进出，将副拉绳二和该顶杆构成顺时针转动90°的K字形结构布置，下方有足够的空间便于人们进出，背部通过X字形结构布置拉紧，这样既不影响人们进出，也保证了架体的稳定性。
为了便于进行固定和调节，在副拉绳一的两端、副拉绳二的两端和主拉绳的两端均连接有调节螺杆，且调节螺杆与底架连接，这样组装和调节都非常方便。
在进行收纳和展开时，尺寸较小的架体转动时要进行限位，防止脱离预定轨迹造成组装和收纳麻烦，所以在架体中尺寸较小的架体上安装有导向装置，且导向装置的顶面内凹形成滑槽，滑槽的对称内壁内凹形成导向槽，其中一根支撑杆远离安装板的一端插入滑槽并且能够沿着滑槽移动，该支撑杆上设置有销轴，销轴穿过支撑杆后两端分别插入导向槽中并且能够沿着导向槽移动，导向槽由水平段和倾斜段构成，水平段与倾斜段的最低处连通，且倾斜段设置在水平段和铰链之间。通过滑槽的限位，使得移动轨迹始终在滑槽中，同时导向槽的结构设计，能够使得组装后稳定不易松动，而收纳时省力。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明的结构简单，其收纳方便，便于组装，一个人就能够完成收纳和组装工作，而且结构稳定性好，人们能够对空间进行调整，满足不同身高需求，能够遮挡风雨对侧壁的冲击，使用时对地面适应力强，同时收纳后占地面积小，移动方便，自驾旅游或者工地上都能够满足使用需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的局部结构示意图；
图3为架体撑开时的立体结构示意图；
图4为图3的正视图；
图5为图4的I向示意图；
图6为图4的J向示意图；
图7为图4的荷载作用示意图；
图8为图5的荷载作用示意图；
图9为图6的荷载作用示意图；
图10为图4的雪荷载作用示意图；
图11为图5的风荷载作用示意图；
图12为图6的风荷载作用示意图；
图13为图4的在雪荷载和风荷载同时作用示意图；
图14为图4的风荷载沿对角45°方向作用示意图；
图15为图5的风荷载沿对角45°方向作用示意图；
图16为图6的风荷载沿对角45°方向作用示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-主横向板，2-副横向板，3-副拉绳一，4-调节螺杆，5-铰链，6-主拉绳，7-支撑杆三，8-调节装置，9-支撑杆一，10-支撑杆五，11-副拉绳二，12-顶杆三，13-顶杆二，14-支撑杆四，15-延长杆，16-顶杆一，17-安装板，18-支撑杆二，19-主竖向板，20-副竖向板，21-导向装置，22-销轴，23-L型板，24-导向槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1、图2所示，能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，通过设置能够进行折叠的底架，这种底架由两个架体组成，架体之间通过铰链5连接，且架体均能够绕着铰链5转动，它转动的两个状态为，收纳时相互贴合，展开时在同一水平面，所以两个架体的尺寸一大一小，尺寸较大的架体宽度为1080mm，尺寸较小的架体宽度为780mm，小的架体能够完全容纳到大的架体中，帐篷的高度为1650mm，而每个架体又包括一块相互平行的主横向板1、若干块相互平行的副横向板2、两块相互平行的主竖向板19和两块相互平行的副竖向板20，其中主横向板1和副横向板2相互平行，副横向板2设置在主横向板1之间，主竖向板19和副竖向板20相互平行，主横向板1、副横向板2和副竖向板20设置在主竖向板19之间，主横向板1和副横向板2都与主竖向板19垂直固定，主竖向板19高度上突出，主横向板1相对于副横向板2略高一些，副竖向板20位于副横向板2下方并与副横向板2垂直固定，铰链5同时与两个架体的主竖向板19连接，侧架位于主竖向板19之间，在收纳时，主竖向板19突出的高度便于将侧架和顶架收纳，同时较大尺寸的架体有足够的空间容纳较小尺寸的架体。
将侧架的五根支撑杆分别命名为支撑杆一9、支撑杆二18、支撑杆三7、支撑杆四14和支撑杆五10，三根顶杆分别命名为顶杆一16、顶杆二13和顶杆三12，顶杆二13设置在顶杆一16和顶杆三12之间，支撑杆一9、支撑杆二18、支撑杆三7、支撑杆四14和支撑杆五10分别通过连接销各自与安装板17连接，支撑杆一9、支撑杆二18、支撑杆三7、支撑杆四14和支撑杆五10均能够绕着各自的连接销转动，其中支撑杆一9和支撑杆二18远离安装板17的一端分别对应与一个架体连接并且能够绕着与架体的连接处转动，支撑杆三7、支撑杆四14和支撑杆五10远离安装板17的一端均与顶架固定，即每个侧架中的支撑杆三7远离安装板17的一端均与顶杆一16垂直焊接固定，每个侧架中的支撑杆四14远离安装板17的一端均与顶杆二13垂直焊接固定，每个侧架中的支撑杆五10远离安装板17的一端均与顶杆三12垂直焊接固定，在顶杆一16的两端、顶杆二13的两端和顶杆三12的两端均设置有能够沿着顶杆轴线移动的延长杆15，且延长杆15能够伸出到底架外部，同时延长杆15也能够进行位置锁定，可以是通过弹簧作为伸缩动力或者轴孔配合。进行展开时，侧架能够展开类似于米字型的结构，将顶杆展开后，铺设上防水的帐篷布进行固定即可，而收纳时，五根支撑杆相互贴合平行，三根顶杆相互贴合，和尺寸较小的架体都位于较大尺寸的架体中，使得整个架体结构体积小，便于收纳和运输，可以放置在越野车顶部或者内部。
为了对主拉绳6在支撑杆之间的部分进行拉力调节，所以在顶杆和支撑杆的固定处均安装有调节装置8，主拉绳6均穿过对应的调节装置8，这样人们通过调节装置8改变处于支撑杆之间的主拉绳6的拉紧力，已适应支撑杆位置调整后整个架体结构的稳定性，同时也是作为支撑杆之间的状态的拉紧锁定，从而保证增大架体承载力，主拉绳6可以设计为多段来满足调整要求，也可以为一根整体。
而副拉绳则包括两根副拉绳一3和一根副拉绳二11，且两根副拉绳一3设置在侧架之间并呈X字形结构布置，副拉绳一3的一端与底架连接，另一端与支撑杆和顶杆的连接处连接；副拉绳二11的一端与底架连接，另一端穿过与顶杆固定的套筒后与底架另一端连接，副拉绳二11和该顶杆构成顺时针转动90°的K字形结构布置。这种结构的设计，既能够满足支撑功能，又不影响人们进出，因为侧架的支撑能够满足支撑需求，同时要便于进行收纳和对支撑杆的调节与锁定，所以要设置拉绳作为松紧度的调节机构，而副拉绳一3的两端、副拉绳二11的两端和主拉绳6的两端均连接有调节螺杆4，且调节螺杆4与底架连接，通过转动调节螺杆4来改变螺杆伸出长度，使得拉绳的松紧度进行调整，对架体的拉紧力进行调整，调节螺杆与固定在架体上的L型板23进行连接，调节螺杆4一端为挂钩状，其穿过L型板23的通槽，这样组装方便而且稳固。
在进行收纳或者展开时，尺寸较小的架体要求移动，由于其组装了横向板和竖向板后，结构是固定的，具有一定的刚度和硬度，在进行收纳和展开时不能随意，否则在自身重力作用下或造成与地面或者另一个架体的撞击，造成损坏，所以在架体中尺寸较小的架体上安装有导向装置21，且导向装置21的顶面内凹形成滑槽，滑槽的对称内壁内凹形成导向槽24，支撑杆一9远离安装板17的一端插入滑槽并且能够沿着滑槽移动，该支撑杆上设置有销轴22，销轴22穿过支撑杆后两端分别插入导向槽24中并且能够沿着导向槽24移动。这样限定了移动的轨迹，通过导向槽24的限定，收纳和展开时能够保持平稳渐进过程，不会有较强的冲击性，同时还将导向槽24设计为水平段和倾斜段构成，水平段与倾斜段的最低处连通，且倾斜段设置在水平段和铰链5之间。设计这种结构的导向槽24，使得其具有一定的高度差，在进行展开时的起始阶段，尺寸较小的架体在操作人员用力作用下能够有加速转动的趋势，操作人员能够较为省力地转动，而当销轴22滑动到水平段处，此时架体刚转过铅垂面，重心产生变化，在自身重力作用下会有加速转动的趋势，而通过水平段能够限制其加速过程，防止转动太快造成撞击，便于操作人员较为方便地控制。这种结构的设计还有一个作用就是，在完全展开后，支撑杆一9被卡紧在水平段中，其不易滑动，即使滑动由于倾斜段的存在，也无法轻易地完全自动收纳，从而防止操作人员误碰或者由于堆放物品的重量导致小尺寸的架体自动收纳而造成人员或者物品损坏。本发明的结构简单，便于组装，一个人就能够完成收纳和组装工作，而且结构稳定性好，人们能够对空间进行调整，满足不同身高需求，能够遮挡风雨对侧壁的冲击，使用时对地面适应力强，同时收纳后占地面积小，移动方便，自驾旅游或者工地上都能够满足使用需求。
其中对于帐篷的结构计算如下：
如图3所示，架体安装帐篷布后形成帐篷，结构外形似一个小型的房屋，两侧边为尖顶的山墙形状，正面(开门方向，K字型结构)和后面为矩形。
如图4所示，结构以可以折叠的刚性底架为受力基础，侧边结构为中间铰接的五根刚杆通过周边的四根预应力拉索铰接在刚性底架上形成一个预应力的平面受力体系，在A点为铰接点，B点为滑动铰接点，在平面上为一静定对称结构，可以拆成单个刚片进行受力计算。
侧向的稳定通过正面的K字型矩形预应力结构和后面的X字型矩形预应力结构提供，侧向矩形预应力结构上面杆是刚性杆件，竖向两边是预应力拉索，下面受力是刚度足够的底架，通过对称布置的预应力拉索提供的预应力来提供山墙面的侧向支撑和抵抗外部荷载(如图5和图6所示)。
整个体系稳定并可靠承载的前提是同时满足以下条件：
1、可以折叠的底架刚度和强度足够，满足受力要求。
2、刚性杆件单根的稳定性和强度足够。
3、所有的预应力拉索在可能的荷载作用下均保持有一定的预拉力和足够的承载力。
4、所有连接节点的局部连接强度足够，连接可靠。
以上条件的重点是第3条，确定好预应力拉索的预应力大小。预应力过小体系在承载时会失去稳定性；过大会造成底架和杆件选材加大，造成不必要的材料浪费。设计的基本原则就是在确定拉索预应力大小时必须满足两个条件：
第一、所有的预应力拉索在可能的荷载作用下的索内力大于0。
第二、预应力拉索按照结构对称，施加的预应力也对称并相等。
帐篷工况按照户外使用，外载承受雨雪和风荷载(风荷按照垂直于山墙方向组合Ⅰ和顺山墙方向组合Ⅱ和45度方向组合Ⅲ三种情况分别计算)，帐篷和结构自重忽略不计。
根据以上设计原则，计算分三步：
1、先根据荷载三种组合情况计算各拉索内力。
2、根据计算出的荷载在三种组合情况下的各拉索内力确定拉索规格型号，并确定各个拉索的预应力。
3、按照三种荷载组合和确定的拉索预应力对关键刚性杆件和节点承载力进行验算。
第一步：计算各拉索内力：
荷载组合Ⅰ：
载荷组合I的荷载作用见图7、图8、图9，风荷载垂直于山墙。
图7中：结构对称，受外力对称，则结构内力对称，P1、P2为作用在帐篷上的雪荷载，W1为垂直于山墙面的风荷载。
1、雪荷载P1、P2作用：
如图10所示，P1、P2为作用在帐篷上的雪荷载：
Figure BDA0001433345750000081
对节点B列平衡方程，求OB杆和FB索内力(FFB1、TOB1)，
FFB1·cosα2-TOB1·sinα1＝RBx1，
FFB1·sinα2-TOB1·cosα1＝O
解以上方程组，
求得：
Figure BDA0001433345750000082
Figure BDA0001433345750000083
2、风荷载W1作用：
如图11、图12所示，W1为垂直于山墙面的风荷载，
ΣMD＝0，
W1·l2-RAX2·B＝0，
RAX2＝W1l2/B＝W1tgβ1，
索EA内力：FEA2＝RAX2＝W1tgβ1，
索ED内力：FED2＝W1/cosβ1，
ΣMC＝0，
RBX2·B-W1l2＝0，
RBX2＝W1l2/B＝W1tgβ1，
索FB内力：FFB2＝RBX2＝W1tgβ1，
索KC内力：FKC2＝W1/cosβ2，
组合Ⅰ情况索FB总内力：FFBI＝FFB1+FFB2
Figure BDA0001433345750000084
索ED内力：FEDI＝0+FED2
＝W1/cosβ1
杆OB内力：
Figure BDA0001433345750000085
荷载组合Ⅱ：
荷载分布见图13，P1、P2为作用在帐蓬上的雪荷载，W2为作用在帐蓬上的风荷载，
ΣMA＝0，
Figure BDA0001433345750000091
节点B列平衡方程：
ΣXB＝0，
TOBcosα1-FFBsinα2＝0， ②
ΣYB＝0，
RBY+FFB cosα2-TOB sinα1＝0 ， ③解方程①、②、③、④求得：
Figure BDA0001433345750000092
Figure BDA0001433345750000093
Figure BDA0001433345750000094
组合Ⅱ，索FB总内力：
Figure BDA0001433345750000095
荷载组合Ⅲ：
荷载分布见图14、图15、图16，此时风荷载沿对角45°方向，
即：风荷平行于山墙方向作用为：0.707W2，
风荷垂直于山墙方向作用为：0.707W1。
1、风荷平行于山墙方向作用为：0.707W2(计算方法同组合Ⅱ)
Figure BDA0001433345750000101
Figure BDA0001433345750000102
Figure BDA0001433345750000103
2、风荷垂直于山墙方向作用为：0.707W1(计算同组合Ⅰ)
ΣMD＝0
0.707W1·l2-RAY2·B＝0
RAY2＝W1l2/B＝0.707W1tgβ1
索EA内力：FEA2＝RAX2＝0.707W1tgβ1，
索ED内力：FED2＝0.707W1/cosβ1，
ΣMC＝0，
RBY2·B-0.707W1l2＝0，
RBY2＝0.707W1l2/B＝0.707W1tgβ1，
索FB内力：FFB2＝RBY2＝0.707W1tgβ1，
索KC内力：FKC2＝0.707W1/cosβ2。
组合Ⅲ情况：
索FB总内力：
Figure BDA0001433345750000104
Figure BDA0001433345750000111
索ED内力：FEDⅢ＝FED1+FED2
＝0.707W1/cosβ1
杆OB内力：
Figure BDA0001433345750000112
第二步：确定拉索预应力和拉索规格：
1、图4、图5中拉索ED、HA和KB、KC预应力确定：
①取Max[FEDI,FEDⅡ，FEDⅢ]＝Max[FEDI,0]
得：FEDI
②按照经验公式：在拉索受到最不利荷载作用下，仍保持有70％的预应力。
③则拉索ED预应力确定为：
TED＝(0.7+1)·FEDI
＝1.7W1/cosβ1
拉索KC预应力确定为：
按照取KB、KC索对FB索的荷载效应＝ED、HA索对EA索的荷载效应的原则。即TKCsinβ2＝TEDsinβ1，
得：
TKC＝TEDsinβ1/sinβ2
＝1.7W1tgβ1/sinβ2
2、图3中拉索预应力确定：
由于索ED、HA和KB、KC施加的预应力TKC、TED作用，
对索FB受力为：
FFB0＝TED·sinβ1
＝1.7W1 sinβ1/cosβ1
＝1.7W1 tgβ1
①取FFB＝MAX[(FFBI+FFB0)，(FFBⅡ+FFB0)，(FFBⅢ+FFB0)]得：
Figure BDA0001433345750000113
Figure BDA0001433345750000114
Figure BDA0001433345750000121
②按照经验公式：在拉索受到最不利荷载作用下，仍保有70％的预应力。
③则拉索FB预应力为：
TFB＝1.7FFB
3、拉索验算(规格确定)(JGJ257-2012P21公式)
ED索：Ftk≥γk·TED
FB索：Ftk≥γk·TFB
γk＝2
第三步：杆和结点验算：
1、根据拉索预应力求出各杆件内力；
2、根据荷载的2种组合情况求出各杆件内力；
3、将1、2求得内力叠加，然后用叠加内力，对选定的材料和节点进行验算。
经分析，图3中AO，OB杆受力最大；
图4、图5中，EH杆受力最大；
由于各钢杆采用同样规格型号材料，如果OB杆和EH杆满足要求，则所有杆满足。OB杆验算：1、预应力TFB作用下OB杆内力：
Figure BDA0001433345750000122
2、组合1荷载作用下OB杆内力：
Figure BDA0001433345750000123
组合2荷载作用下OB杆内力：
Figure BDA0001433345750000124
3、OB杆最大受力为：
FOB＝max[(FOB0+FOBI)，(FOB0+FOBⅡ)]
OB杆受力验算：
Figure BDA0001433345750000125
Figure BDA0001433345750000126
——稳定系数，
A——OB杆截面积，
[σ]——OB杆材料的许用应力。
EH杆：1、预应力TED作用下轴力：
FEH0＝TED·cosβ1
＝1.7W1cosβ1/cosβ1
＝1.7W1
2、组合1荷载作用下轴力
FEHI＝W1
3、杆EH轴力为：
FEH＝FEH0+FEHI
＝1.7W1+W1
＝2.7W1
杆EH弯距为：
Figure BDA0001433345750000131
Figure BDA0001433345750000132
Figure BDA0001433345750000133
——稳定系数，
A——EH杆截面积，
W——杆EH抗弯模量，
[σ]——EH杆材料的许用应力。
节点O连接验算：
1、采用直径d＝15MM销轴连接，材料Q235A，[σ]＝215
销轴最大剪切力为：
Figure BDA0001433345750000134
A——连接销轴截面积，
[σ]——连接销轴的许用应力。
2、孔的挤压应力：
Figure BDA0001433345750000135
d——杆OB连接孔直径，
h——杆OB壁厚，
[σ]——材料杆OB的许用应力。
通过上述计算过程，本方案在这种结构设计下，达到较大的空间利用率的前提下，其结构稳定性能够完全满足使用要求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，其特征在于，包括能够进行折叠的底架，所述底架上设置有相互平行的侧架，侧架与底架连接并且能够绕着连接处转动，侧架远离底架的一端固定有顶架，底架和顶架之间设置有能够改变松紧度的副拉绳，且副拉绳的两端同时与底架和顶架连接，底架上连接有能够改变松紧度的主拉绳（6），主拉绳（6）同时穿过侧架和顶架后与底架另一端连接；
所述侧架包括五根支撑杆，支撑杆之间设置有安装板（17），且五根支撑杆均同时与安装板（17）连接，支撑杆能够绕着与安装板（17）的连接处转动，其中两根支撑杆远离安装板（17）的一端分别对应与一个架体连接并且能够绕着与架体的连接处转动，另外三根支撑杆远离安装板（17）的一端均与顶架固定；
所述架体中尺寸较小的架体上安装有导向装置（21），且导向装置（21）的顶面内凹形成滑槽，滑槽的对称内壁内凹形成导向槽（24），其中一根支撑杆远离安装板（17）的一端插入滑槽并且能够沿着滑槽移动，该支撑杆上设置有销轴（22），销轴（22）穿过支撑杆后两端分别插入导向槽（24）中并且能够沿着导向槽（24）移动；
所述导向槽（24）由水平段和倾斜段构成，水平段与倾斜段的最低处连通，且倾斜段设置在水平段和铰链（5）之间。
2.根据权利要求1所述的能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，其特征在于，所述底架由两个架体组成，架体之间通过铰链（5）连接，且架体均能够绕着铰链（5）转动到相互贴合状态或者展开在同一水平面的状态；
所述顶架为三根相互平行的顶杆，其中一根顶杆设置在另两根顶杆之间，每根顶杆分别与每个侧架中的一根支撑杆固定。
3.根据权利要求2所述的能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，其特征在于，所述顶杆的两端均设置有能够沿着顶杆轴线移动的延长杆（15），且延长杆（15）能够伸出到底架外部。
4.根据权利要求2所述的能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，其特征在于，所述顶杆和支撑杆的固定处均安装有调节装置（8），主拉绳（6）均穿过对应的调节装置（8）。
5.根据权利要求2所述的能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，其特征在于，所述副拉绳包括两根副拉绳一（3）和一根副拉绳二（11），且两根副拉绳一（3）设置在侧架之间并呈X字形结构布置，副拉绳一（3）的一端与底架连接，另一端与支撑杆和顶杆的连接处连接；副拉绳二（11）的一端与底架连接，另一端穿过与顶杆固定的套筒后与底架另一端连接，副拉绳二（11）和该顶杆构成顺时针转动90°的K字形结构布置。
6.根据权利要求5所述的能够提高结构稳固性和空间利用率的帐篷架体结构，其特征在于，所述副拉绳一（3）的两端、副拉绳二（11）的两端和主拉绳（6）的两端均连接有调节螺杆（4），且调节螺杆（4）与底架连接。
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