CN110644825A - 大跨度自稳定轻钢结构厂房 - Google Patents

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李麟
张宪恩
李锁平
张昌荣
王勇超
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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种大跨度自稳定轻钢结构厂房，该轻钢结构厂房具有较强的结构稳定性，不再单独设置屋面支撑及柱间支撑结构，特别适用于大跨度的厂房，其包括多榀屋架，屋架包括立体桁架、多个支撑钢柱，所有支撑钢柱均竖直设置，立体桁架包括两根下弦支撑杆、两根上弦支撑杆，两根下弦支撑杆通过多根第一连接杆固定连接，两根上弦支撑杆通过多根第二连接杆固定连接，位于左侧的下弦支撑杆、上弦支撑杆通过多根第三连接杆固定连接，位于右侧的下弦支撑杆、上弦支撑杆通过多根第四连接杆固定连接，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆将两根下弦支撑杆、两根上弦支撑杆连接后形成立体的空间网状结构。

Description

大跨度自稳定轻钢结构厂房
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种大跨度自稳定轻钢结构厂房。
背景技术
国内现有露天煤场厂进行封闭改造时，需要进行煤场厂房封闭，煤场厂房封闭多采用网架加膜或彩钢瓦的结构形式，建设施工采取分段实施方式，其包括多榀屋架，屋架包括立体桁架、多个支撑钢柱，立体桁架匹配设置在支撑钢柱上，立体桁架上需设置屋面支撑结构进行稳定，而且支撑钢柱之间设置有柱间支撑系统，特别是对于大跨度的屋架，需要设置多个屋面支撑结构及柱间支撑系统，导致施工复杂而且增加支撑系统也会影响厂房的空间使用，同时也会导致钢量较大的问题，严重影响煤场的封闭改造和正常生产。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种新型的大跨度自稳定轻钢结构厂房，该轻钢结构厂房具有较强的结构稳定性，不再单独设置屋面支撑及柱间支撑结构，特别适用于大跨度的厂房。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大跨度自稳定轻钢结构厂房，包括多榀屋架，屋架包括立体桁架、多个支撑钢柱，所有支撑钢柱均竖直设置，立体桁架匹配设置在支撑钢柱上，立体桁架包括两根相互平行设置的下弦支撑杆、两根相互平行设置的上弦支撑杆，上弦支撑杆设置在下弦支撑杆的上方，两根下弦支撑杆通过多根第一连接杆固定连接在一起，两根上弦支撑杆通过多根第二连接杆固定连接在一起，沿上弦支撑杆长度方向，位于左侧的下弦支撑杆、上弦支撑杆通过多根第三连接杆固定连接在一起，位于右侧的下弦支撑杆、上弦支撑杆通过多根第四连接杆固定连接在一起，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆将两根下弦支撑杆、两根上弦支撑杆连接后形成立体的空间网状结构。
进一步的是，立体桁架的长度大于136m。
进一步的是，上弦支撑杆、下弦支撑杆均为钢管，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆均为钢管。
进一步的是，两根下弦支撑杆之间的距离与两根上弦支撑杆之间的距离相等，两根下弦支撑杆在同一水平平面上，两根上弦支撑杆在同一水平平面上；
沿上弦支撑杆长度方向，位于左侧的下弦支撑杆、上弦支撑杆在同一设置平面上，位于右侧的下弦支撑杆、上弦支撑杆在同一设置平面上。
进一步的是，上弦支撑杆包括长度相等的左半部和右半部，沿上弦支撑杆长度方向，左半部倾斜向上设置，右半部倾斜向下设置。
进一步的是，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆均包括垂直于上弦支撑杆长度方向的第一垂直杆。
进一步的是，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆均包括相对于上弦支撑杆长度方向倾斜设置的第一倾斜杆。
进一步的是，支撑钢柱的数量为两个，一个支撑钢柱与立体桁架的左端垂直连接，另一个支撑钢柱与立体桁架的右端垂直连接。
进一步的是，支撑钢柱包括呈四边形分布的四根相互平行设置的钢柱支撑杆，在四根钢柱支撑杆的任意两根钢柱支撑杆之间设置有多根第五连接杆，每根第五连接杆将相应的两根钢柱支撑杆进行固定连接，通过第五连接杆将四根钢柱支撑杆连接后形成立体的空间网状结构。
进一步的是，支撑钢柱包括呈正方形分布的四根相互平行设置的钢柱支撑杆，第五连接杆包括第二垂直杆、第二倾斜杆，第二垂直杆垂直于钢柱支撑杆长度方向设置，第二倾斜杆相对于钢柱支撑杆长度方向倾斜设置。
本发明的有益效果是：本发明大跨度自稳定轻钢结构厂房的立体桁架包括两根下弦支撑杆和两根上弦支撑杆，通过多根第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆将两根下弦支撑杆、两根上弦支撑杆连接后形成立体的空间网状结构，该结构能够有效地保证立体桁架组件整体的结构强度和抗弯性能，进而使得该立体桁架结构具有自稳定性；同时，立体桁架也无需单独设置屋面支撑及柱间支撑结构，因此能够减少用钢量，降低成本，特别适用于大跨度厂房的安装要求，降低封闭改造时对煤场正常生产影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为单榀屋架的结构示意图；
图3为图2的主视图；
图中标记为：屋架1、立体桁架2、支撑钢柱3、下弦支撑杆4、上弦支撑杆5、第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9、第一垂直杆10、第一倾斜杆11、钢柱支撑杆12、第五连接杆13、第二垂直杆14、第二倾斜杆15。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1至图3中所示，本发明大跨度自稳定轻钢结构厂房，包括多榀屋架1，多榀屋架1也即是多排屋架1，所有屋架1沿厂房纵向方向依次平行设置，屋架1包括立体桁架2、多个支撑钢柱3，所有支撑钢柱3均竖直设置，立体桁架2水平设置在支撑钢柱3上，立体桁架2包括两根相互平行设置的下弦支撑杆4、两根相互平行设置的上弦支撑杆5，上弦支撑杆5设置在下弦支撑杆4的上方，两根下弦支撑杆4通过多根第一连接杆6固定连接在一起，两根上弦支撑杆5通过多根第二连接杆7固定连接在一起，沿上弦支撑杆5长度方向，位于左侧的下弦支撑杆4、上弦支撑杆5通过多根第三连接杆8固定连接在一起，位于右侧的下弦支撑杆4、上弦支撑杆5通过多根第四连接杆9固定连接在一起，第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9将两根下弦支撑杆4、两根上弦支撑杆5连接后形成立体的空间网状结构。
支撑钢柱3的数量为两个，一个支撑钢柱3与立体桁架2的左端垂直连接，另一个支撑钢柱3与立体桁架2的右端垂直连接，保证除了立体桁架2两端有支撑结构，中间没有柱间支撑结构。本发明的第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9均包括垂直于上弦支撑杆5长度方向的第一垂直杆10或者均包括相对于上弦支撑杆5长度方向倾斜设置的第一倾斜杆11或者均同时包括第一垂直杆10和第一倾斜杆11，再如图2、图3所示，即为同时是设置有第一垂直杆10和第一倾斜杆11。两根下弦支撑杆4和两根上弦支撑杆5通过多根相对应的第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9连接后在每个面形成四边形和三角形的稳定结构，而且四边形多为矩形，三角形多为直角三角形，沿上弦支撑杆5长度方向间隔的设置有多组第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9，使得能够有效地保证立体桁架2组件整体的结构强度和抗弯性能，进而使得该立体桁架2结构具有自稳定性，在吊装过程中以及安装后均具有较强的稳定性，所以，立体桁架2也无需单独设置屋面支撑及柱间支撑结构，因此能够减少用钢量，降低成本，特别适用于大跨度厂房的安装要求，降低封闭改造时对煤场正常生产影响。
具体的，通过大量实践得出，已完成的煤场封闭改造的立体桁架2长度大于136m，该长度已经属于大跨度厂房。
上弦支撑杆5、下弦支撑杆4优选选用钢管，第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9可采用钢管。所有第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9的两端分别通过焊接方式与对应的上弦支撑杆5、下弦支撑杆4焊接连接。选用钢管的管壁厚度可更加实际情况设置，在保证檩条立体桁架2整体结构强度的情况下，尽量采用管壁厚度相对较薄的钢管，以减少用钢量，节约成本。
为了进一步有效地保证立体桁架2组件整体的结构强度和抗弯性能，两根下弦支撑杆4之间的距离与两根上弦支撑杆5之间的距离相等，两根下弦支撑杆4在同一水平平面上，两根上弦支撑杆5在同一水平平面上；沿上弦支撑杆5长度方向，位于左侧的下弦支撑杆4、上弦支撑杆5在同一设置平面上，位于右侧的下弦支撑杆4、上弦支撑杆5在同一设置平面上。这样设置以后两根下弦支撑杆4和两根上弦支撑杆5通过多根相对应的第一连接杆6、第二连接杆7、第三连接杆8、第四连接杆9连接后在每个面形成矩形和直角三角形的稳定结构，从而提高立体桁架2组件整体的自稳定性，保证其结构强度和抗弯性能。
通过大量实践得出，再如图2、图3所示，将上弦支撑杆5设置为长度相等的左半部和右半部，沿上弦支撑杆5长度方向，左半部倾斜向上设置，右半部倾斜向下设置，这样使得立体桁架2的左半部整体呈梯形，立体桁架2的右半部整体也呈梯形，进一步提高了立体桁架2结构强度和抗弯性能。
支撑钢柱3主要起支撑作用，为了减少用钢量，降低成本，本发明支撑钢柱3也选用自稳定结构，再如图2、图3所示，支撑钢柱3包括呈正方形分布的四根相互平行设置的钢柱支撑杆12，在四根钢柱支撑杆12的任意两根钢柱支撑杆12之间设置有多根第五连接杆13，每根第五连接杆13将相应的两根钢柱支撑杆12进行固定连接，通过第五连接杆13将四根钢柱支撑杆12连接后形成立体的空间网状结构，该结构能够有效地保证支撑钢柱3整体的结构强度和抗弯性能，进而使得该立体桁架结构具有自稳定性。同理，第五连接杆13包括第二垂直杆14、第二倾斜杆15，第二垂直杆14垂直于钢柱支撑杆12长度方向设置，第二倾斜杆15相对于钢柱支撑杆12长度方向倾斜设置。四根钢柱支撑杆12通过多根相对应的第五连接杆13连接后在每个面形成四边形和三角形的稳定结构。

Claims (10)

1.大跨度自稳定轻钢结构厂房，包括多榀屋架(1)，屋架(1)包括立体桁架(2)、多个支撑钢柱(3)，所有支撑钢柱(3)均竖直设置，立体桁架(2)匹配设置在支撑钢柱(3)上，其特征在于：立体桁架(2)包括两根相互平行设置的下弦支撑杆(4)、两根相互平行设置的上弦支撑杆(5)，上弦支撑杆(5)设置在下弦支撑杆(4)的上方，两根下弦支撑杆(4)通过多根第一连接杆(6)固定连接在一起，两根上弦支撑杆(5)通过多根第二连接杆(7)固定连接在一起，沿上弦支撑杆(5)长度方向，位于左侧的下弦支撑杆(4)、上弦支撑杆(5)通过多根第三连接杆(8)固定连接在一起，位于右侧的下弦支撑杆(4)、上弦支撑杆(5)通过多根第四连接杆(9)固定连接在一起，第一连接杆(6)、第二连接杆(7)、第三连接杆(8)、第四连接杆(9)将两根下弦支撑杆(4)、两根上弦支撑杆(5)连接后形成立体的空间网状结构。
2.如权利要求1所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：立体桁架(2)的长度大于136m。
3.如权利要求1所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：上弦支撑杆(5)、下弦支撑杆(4)均为钢管，第一连接杆(6)、第二连接杆(7)、第三连接杆(8)、第四连接杆(9)均为钢管。
4.如权利要求1所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：两根下弦支撑杆(4)之间的距离与两根上弦支撑杆(5)之间的距离相等，两根下弦支撑杆(4)在同一水平平面上，两根上弦支撑杆(5)在同一水平平面上；
沿上弦支撑杆(5)长度方向，位于左侧的下弦支撑杆(4)、上弦支撑杆(5)在同一设置平面上，位于右侧的下弦支撑杆(4)、上弦支撑杆(5)在同一设置平面上。
5.如权利要求4所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：上弦支撑杆(5)包括长度相等的左半部和右半部，沿上弦支撑杆(5)长度方向，左半部倾斜向上设置，右半部倾斜向下设置。
6.如权利要求1所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：第一连接杆(6)、第二连接杆(7)、第三连接杆(8)、第四连接杆(9)均包括垂直于上弦支撑杆(5)长度方向的第一垂直杆(10)。
7.如权利要求5所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：第一连接杆(6)、第二连接杆(7)、第三连接杆(8)、第四连接杆(9)均包括相对于上弦支撑杆(5)长度方向倾斜设置的第一倾斜杆(11)。
8.如权利要求1所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：支撑钢柱(3)的数量为两个，一个支撑钢柱(3)与立体桁架(2)的左端垂直连接，另一个支撑钢柱(3)与立体桁架(2)的右端垂直连接。
9.如权利要求1至8任意一项所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：支撑钢柱(3)包括呈四边形分布的四根相互平行设置的钢柱支撑杆(12)，在四根钢柱支撑杆(12)的任意两根钢柱支撑杆(12)之间设置有多根第五连接杆(13)，每根第五连接杆(13)将相应的两根钢柱支撑杆(12)进行固定连接，通过第五连接杆(13)将四根钢柱支撑杆(12)连接后形成立体的空间网状结构。
10.如权利要求9所述的大跨度自稳定轻钢结构厂房，其特征在于：支撑钢柱(3)包括呈正方形分布的四根相互平行设置的钢柱支撑杆(12)，第五连接杆(13)包括第二垂直杆(14)、第二倾斜杆(15)，第二垂直杆(14)垂直于钢柱支撑杆(12)长度方向设置，第二倾斜杆(15)相对于钢柱支撑杆(12)长度方向倾斜设置。
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