CN108625521B - 一种已建成网架钢球上的悬吊装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种已建成网架钢球上的悬吊装置，由吊杆、主龙骨、双层套环、钢丝绳、上法兰盘、下法兰盘和支撑板所构成。双层套环由刚性材料弯制而成并套接在网架钢球的支杆上，钢丝绳的上、下端分别由抱箍锁固成环形，上、下法兰盘的一端为圆盘形并设有圆孔，另一端为圆柱形，并在中心位置处设有螺孔，多条钢丝绳的上端均匀套接在双层套环内，并在接口两端分别由卡环紧固，钢丝绳的下端与上法兰盘的圆孔相连接。吊杆的上、下端设有螺纹，并经背紧螺母分别与上兰盘和下法兰盘的中心孔螺接。工字钢主龙骨与下法兰盘螺接，模块化屋顶模板固定在主龙骨上。本发明具有不破坏网架钢球结构、不影响其美观、受力均匀、荷载量大和隔声性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种屋顶网架下的荷载悬吊机构，特别是一种在已建成网架钢球上的悬吊装置。
背景技术
许多大型厂房和建筑体采用了钢结构支撑系统，其房顶为网架构造，网架之间的支杆靠钢球连接，通过力的传导构成大跨度房顶支撑系统。有时需要在已经建成的外层厂房或建筑物内构建实验室，例如声学实验室。由于隔声原理遵循质量定律，当声学实验室要求的本底噪声很低时，其实验室屋体的质量就会很重，尤其是大跨度声学实验室的屋顶支撑结构就会很复杂，为了节省空间和降低费用，该实验室的屋顶需要采用悬吊结构，即屋顶的重量作用在已建厂房或建筑物的网架钢球上，而不是依靠梁柱结构支撑。
在现有的悬吊结构中，悬吊屋顶的吊杆是单杆式焊接或螺接在厂房或建筑物网架钢球上，而且是预留，这样才不会破会网架钢球的受力结构及外表面的美观性。这种单杆式连接为点荷载，在网架钢球上的受力过于集中，一旦发生脱焊或松动，会危及所悬吊的实验室屋顶结构。
发明内容
本发明的目的是：提供一种已建成网架钢球上的悬吊装置，不破坏网架钢球的整体性和美观性，受力均匀，不开裂和不松动，隔振性能好，同时具有安装便捷和便于工业化生产的特点。
本发明的技术方案是： 一种已建成网架钢球上的悬吊装置，包括支杆1、钢球2、吊杆3、主龙骨4和模块化屋顶5，支杆1与钢球2固定连接在一起，主龙骨4经吊杆3与钢球2相连，模块化屋顶5与主龙骨4固定在一起；其特征在于：还包括双层套环6、钢丝绳7、上法兰盘8、下法兰盘9、抱箍10和背紧螺母11，所述的双层套环6由刚性材料弯制而成并套接在钢球上部的支杆1上；所述的钢丝绳7上、下端分别由抱箍10锁固为环形，多条钢丝绳7的上端均匀套接在双层套环6内，下端分别与上法兰盘8相连接；所述上法兰盘8和下法兰盘9的一端为圆盘形，另一端为圆柱体，并在中心位置处设有螺孔，上法兰盘8设有与钢丝绳7数量相对应的圆孔并与钢丝绳相连，吊杆3上、下端设有螺纹，并经背紧螺母11分别与上法兰盘8和下法兰盘9的圆柱体螺接；下法兰盘9的圆盘通过螺栓与主龙骨4固定在一起，主龙骨4上固定模块化屋顶5。
优选地，所述的多条钢丝绳7的数量为3至6条。
优选地，所述的双层套环6的接口两端分别由一卡环12紧固。
优选地，所述的上法兰盘8与网架钢球之间留有间隙。
本发明的优点是：
1、现场安装简单快捷：由于采用双层环套接技术，使安装过程变得非常简单，在工厂用抱箍将钢丝绳与上法兰盘连接后，现场与球形网架连接只需要三个简单步骤，将双层套环旋转套入支杆；旋转双层套环将钢丝绳套入；用卡环将双层套环的两个接口紧固。利用升降机安装时，缩短了高空作业时间，提高了安全性。
2、不破坏网架钢球的整体性和美观性：由于是采用双层环套接在支杆上，全部荷载通过钢丝绳分散在双层套环套及钢球上，因此不需要在钢球上焊接或打孔螺接，不破坏网架钢球的整体结构及外表面的美观性，不会产生锈蚀，解决了设计规范中不允许在现有网架钢球支撑结构上进行焊接或打孔等刚性固定的难题。
3、受力均匀：由于采用3条以上钢丝绳承载重力，由单点荷载变为多线荷载，使钢球表面受力分散、均匀而稳定，不会产生因点连接时的施工误差而带来的吊杆扭曲、受力偏离重心和荷载过于集中等现象，解决了现场施工和长期荷载的安全性问题。主龙骨、模块化屋顶及所有材料的重力均利用屋架承载量的余量，因而不会对屋顶网架产生过载。
4、不开裂、不松动：由于是双层套环套接在钢球上面的支杆上，钢丝绳与双层套环及上法兰盘之间的连接也是采用环形套接，并经抱箍紧固，而且在双层套环接口的两端经卡环固定，不会产生断裂、松动和脱离现象，保证了连接机构的安全性。
5、抗振性能好：由于上法兰盘通过钢丝绳与钢球连接时利用自然下垂在钢球的下表面留有间隙，而钢丝绳具有柔性，使上法兰盘与钢球之间没有刚性连接，实验室构件因设备运转产生的压力脉动就不会向上传导到网架上，从而避免了网架结构的振动。
6、具有微调功能：由于上、下法兰盘与吊杆之间的连接为有背紧螺母的丝杠连接机构，可以微调大面积屋顶的水平度。
7、便于工业化生产：如果采用吊杆预装或后期焊接，都会涉及大工作量的设计和人工操作，而且需要高空作业和整体平面调整，给施工和质量带来不便。采用本结构后，则可通过工业化生产标准部件，然后利用升降机高空作业进行单点组装和微调，节省时间、降低劳动强度、提高工作效率和保证安装质量。
附图说明
图1为本发明已建成网架钢球上的悬吊装置主视图。
图2为本发明已建成网架钢球上的悬吊装置俯视图。
具体实施方式
实施例1：声学风洞在各种汽车整车及主要部件、航空航天器材和航海舰船验领域被普遍应用，用以模拟不同风速环境对被测物体的影响，高风速会产生高噪声，因此声学风洞是声学消声室与空气动力学设备的组合体。在一大型厂房内安装一个长×宽×高为50×35×28m的声学风洞消声室，消声室由隔声房和尖劈吸声体所构成，底部为带隔振器的金属隔声地板，四墙及屋顶由金属隔声模块组装而成，内表面根据设计频率安装1.2长的金属孔板吸声尖劈，其房顶总重量为135吨，由于实验室跨度大，需要将房顶吊装在厂房房顶原有的网架结构上。
如图1、图2所示，一种已建成网架钢球上的悬吊装置，包括支杆1、钢球2、吊杆3、主龙骨4和模块化屋顶5，支杆1与钢球2固定连接在一起，主龙骨4经吊杆3与钢球2相连，模块化屋顶5与主龙骨4固定在一起；还包括双层套环6、钢丝绳7、上法兰盘8和下法兰盘9。双层套环6由刚性材料弯制而成并在现场分开一定角度后绕接在网架钢球的支杆上，其结构类似于钥匙链，并在接口两端分别由一卡环12夹紧固定，一方面使双层套环6夹紧不反弹，另一方面使其在开口处不松动、不开裂。钢丝绳7的上端由铝制抱箍10锁固为环形，并经环绕后套入双层套环，类似于在钥匙环上穿入钥匙，以上构件均由工厂按照一定规格生产，现场仅需简单操作而成。上法兰盘8和下法兰盘9的一端为圆盘形并设有圆孔，上法兰盘和下法兰盘的另一端为圆柱体，并在中心位置处设有螺孔，将4条钢丝绳7的上端套接在双层套环后均匀分布，使钢球表面受力均匀，钢丝绳的下端分别穿入上法兰盘的圆孔并折回后用抱箍10紧固；使用最少3条钢丝绳可以构成稳定结构；优选地，6条钢丝绳可以更多地分散对钢球的线荷载，上、下法兰盘为钢制棒料经车削、打孔和攻丝而完成。
吊杆3的上、下端设有螺纹，直径为8-20mm，本方案根据荷载和钢球密度采用16mm直径的吊杆3，并分别与上法兰盘和下法兰盘圆柱体的中心孔螺接，可在现场根据每个钢球的高度误差经螺纹调整到位 ，并经背紧螺母11固定。上、下法兰盘与吊杆之间的这种背紧螺母与丝杠配合连接机构，可以微调大面积屋顶的水平度。
主龙骨4经螺栓固定在下法兰盘的圆孔内，模块化屋顶5的模板固定在主龙骨上并由副龙骨给予加固。
本实施例中，主龙骨4的材料为工字钢，副龙骨的材料为槽钢，模块化屋顶由1m宽、5米长和100mm厚的金属隔声模块拼装而成，隔声量56分贝，容重56公斤/m2，金属隔声模块的下面为底面积800*800mm、高度1200mm的金属孔板饰面吸声尖劈，与金属隔声模块配合后，其截止频率可达到63Hz。风洞消声室内安装大功率风机和消声设备，在规定的声场内对被测部件进行各种气流实验。
本实施例中，利用钢丝绳7的自然下垂作用，上法兰盘8与钢球2底部之间留有一定间隙，而钢丝绳具有柔性，使上法兰盘与钢球之间没有刚性连接。在实际应用中，实验室构件会因设备运转而会产生向上和向下的压力脉动，其中向上的压力或顶力会给网架结构带来伤害，而向下的压力会转化为重力，由于上法兰盘与钢球之间没有刚性连接，该向上的脉动压力就不会向上传导到网架上，从而避免了网架结构的振动，保证了网架结构的安全。
实施例2：在大型厂房内建设一个客车检测隔声室，体积为长×宽×高=60×30×8m，采用模块化金属隔声吸声板做四墙及房顶，房顶下局部安装通风、空调及部分检测设备，房顶厚100mm，每平米容重45公斤，隔声量45分贝。由于房顶不是很重，根据网架钢球的密度，采用疏密相间的方法布局吊点，并根据荷载量在钢球上分别采用3根钢丝绳和6根钢丝绳的方法，以在荷载量大的局部分散钢丝绳对钢球的线荷载，保证钢球受力均匀和不变形。在吊装顶板的时候，通过吊杆3调整顶板的平衡受力，其它与实施例1相同。
通过以上二个实施例在已建成网架钢球结构上悬吊荷载装置，具有不破坏原有网架钢球的整体性和美观性特点，解决了设计规范中不允许在现有网架钢球支撑结构上进行焊接或打孔等刚性固定的难题。实施例中采用3条以上钢丝绳均匀承载重力，主龙骨、模块化屋顶及所有材料的重力均利用屋架承载量的余量，因而不会对屋顶网架产生过载。还具有不开裂、不松动、抗振性能好、安装便捷和便于工业化生产的特点。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (2)
1.一种已建成网架钢球上的悬吊装置，包括支杆（1）、钢球（2）、吊杆（3）、主龙骨（4）和模块化屋顶（5），支杆（1）与钢球（2）固定连接在一起，主龙骨（4）经吊杆（3）与钢球（2）相连，模块化屋顶（5）与主龙骨（4）固定在一起；其特征在于：还包括双层套环（6）、钢丝绳（7）、上法兰盘（8）、下法兰盘（9）、抱箍（10）和背紧螺母（11），所述的双层套环（6）由刚性材料弯制而成并以旋转套入的方式套接在钢球上部的支杆（1）上；所述钢丝绳（7）的上、下端分别由抱箍（10）锁固为环形，通过旋转双层套环将多条钢丝绳（7）的上端均匀套接在双层套环（6）内，多条钢丝绳（7）的下端分别与上法兰盘（8）相连接，所述双层套环（6）的接口两端分别由一卡环（12）紧固；所述上法兰盘（8）和下法兰盘（9）的一端为圆盘形，另一端为圆柱体，并在中心位置处设有螺孔，上法兰盘（8）设有与钢丝绳（7）数量相对应的圆孔并与钢丝绳相连，吊杆（3）上、下端设有螺纹，并经背紧螺母（11）分别与上法兰盘（8）和下法兰盘（9）的圆柱体螺接，所述上法兰盘（8）与网架钢球之间留有间隙；下法兰盘（9）的圆盘通过螺栓与主龙骨（4）固定在一起，主龙骨（4）上固定模块化屋顶（5）。
2.根据权利要求1所述的一种已建成网架钢球上的悬吊装置，其特征在于：所述钢丝绳（7）的数量为3至6条。
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