CN112095882A - 采用悬挑结构的开合屋盖构造及开合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用悬挑结构的开合屋盖构造，它包括屋面和结构受力桁架组成，其中结构受力桁架在开合方向上至少有两榀主受力桁架组成，每榀桁架一侧下弦由两个台车支座组成，桁架下弦与台车通过法兰连接，桁架另外一侧为屋面结构；钢结构屋盖自重及屋面荷载通过主受力桁架传递到台车支座，再通过台车支座传递到其下部的轨道系统、轨道梁，最终传递到轨道梁的下部结构柱。本发明解决了轨道梁及轨道跨域开闭合区域的问题，通过单片或多片本发明开合屋盖的组合，可实现各种造型的开闭顶形状，增强了整体屋面的美观性。

Description

采用悬挑结构的开合屋盖构造及开合方法

技术领域

本发明涉及一种钢结构建筑领域，具体的说是采用悬挑结构的开合屋盖构造及开合方法。

背景技术

开合屋盖从结构形式上划分可以分为刚性开合与柔性开合。其中刚性开合指受力结构为桁架、网架等刚性钢结构作为移动屋盖单元，其屋面材料为膜材料、金属板及其他轻质材料，通过各单元之间的移动或转动实现屋面的开合。在开合方式上可分为滑移式、提升式、旋转式、折叠式、混合式。当前国内的刚性滑移式开合屋盖，滑移轨道需要跨越屋盖开闭合区域，开闭合区域跨度较大或者屋盖区域形状不规则时，滑移轨道难以布置，跨域开闭合屋盖区域的轨道系统甚至会影响建筑美观。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种采用悬挑结构的开合屋盖构造及开合方法，在电气系统控制下，通过开合系统使钢结构屋盖系统沿轨道滑动，在不需要轨道跨越屋盖区域的情况下，实现钢结构屋盖的开启和闭合。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：它包括屋面和结构受力桁架组成，其中结构受力桁架在开合方向上至少有两榀主受力桁架组成，每榀桁架一侧下弦由两个台车支座组成，桁架下弦与台车通过法兰连接，桁架另外一侧为屋面结构；钢结构屋盖自重及屋面荷载通过主受力桁架传递到台车支座，再通过台车支座传递到其下部的轨道系统、轨道梁，最终传递到轨道梁的下部结构柱。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述悬挑钢结构屋盖主受力桁架截面形式、高度大小、屋面次要檩条等结构布置由建筑及结构确定，主受力桁架在两台车支座之间增加配重荷载，抵抗悬挑屋面的倾覆力矩，保证在各种荷载组合作用下，两台车支座都只承受竖向向下压力。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述配重荷载采用混凝土块，在桁架两侧布置支架，用来放置混凝土块。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述开合系统由轨道系统、台车系统、传动系统、电气控制系统组成，所述悬挑钢结构屋盖系统在电气系统的控制下，通过台车在轨道上滑动，实现屋盖的开闭合。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述的轨道系统安装于固定屋盖的轨道梁上，可以根据屋盖的重量选择合适的轨道系统，如双轨或单轨结构，轨道端部与中央抗冲击禁行装置焊接，轨道梁和台车上设置安全锁紧插销装置，安全锁紧插销一部分在轨道梁上，一部分在台车上，轨道梁的安全锁紧插销设置在驱动台车打开或闭合的相应位置，在驱动台车到达打开或闭合的位置时，通过安全锁紧插销能够将台车和轨道梁固定。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述台车系统分为驱动台车、从动台车，台车顶部与屋盖钢桁架通过高强螺栓法兰连接形式进行连接，每个主受力桁架均由两台台车支撑，其中至少一台为驱动台车，从动台车系统主要包括台车架、车轮、车轴、导向反钩轮装置，驱动台车由台车和驱动结构组成，包括台车架、车轮、车轴、导向反钩轮装置、电机、减速机、电机输出轴。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述的传动系统可以采用链轮链条传动系统、销齿轮销齿条传动系统，链轮或销齿轮与电机输出轴通过花键连接，链条或销齿条安装于轨道梁顶部，通过啮合实现动力的传递。

所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造的开合方法，其特征在于：

闭合方法，安全锁紧插销打开，所有驱动台车制动器释放，电机开始同步运动，所有活动屋盖沿轨道向关闭位置运行。当活动屋盖到达闭合设定位置时，驱动电机停止，制动器抱闸，安全锁紧插销关闭，屋盖固定；

打开方法，安全锁紧插销打开，所有驱动台车制动器释放，电机开始同步运动，所有活动屋盖沿轨道向打开位置运行。当活动屋盖到达打开设定位置时，驱动电机停止，制动器抱闸，安全锁紧插销关闭，屋盖固定。

本发明的有益效果是：在电气系统控制下，通过开合系统使钢结构屋盖系统沿轨道滑动，在不需要轨道跨越屋盖区域的情况下，实现钢结构屋盖的开启和闭合；驱动系统及轨道系统在开闭合区域外部，增强了整体屋面的美观性，实用性，经济性和安全性好，使用范围广，具有一定的推广价值。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1 开合屋盖关闭状态平面示意图

图2 开合屋盖打开状态平面示意图

图3 开合屋盖受力桁架结构轴侧示意图

图4 屋盖关闭状态立面示意图

图5 屋盖打开状态立面示意图

图6 台车截面示意图

图7 驱动结构截面示意图。

具体实施方式

以三片采用悬挑结构的开合屋盖为例来说明本发明的内容。

图1所示开合屋盖关闭状态平面布置图，图2所示开合屋盖打开状态平面布置图。每一片开合屋盖的屋面2为120°扇形，三片屋盖刚好拼合成一个圆形屋盖。

如图3所示，悬挑钢结构屋盖系统12的结构受力桁架1，其中结构受力桁架在开合方向上有四榀主受力桁架组成。

图4、图5给出了主受力桁架立面布置图，每榀主受力桁架1上面有屋面2，下部有驱动台车5-1，从动台车5-2，再下部有轨道系统3和轨道梁4，轨道梁与下部结构柱连接。本发明主要特征是受力桁架1为悬挑桁架，屋面2与台车5-1、5-2，轨道系统3，轨道梁4分别位于桁架1两侧。钢结构屋盖自重及屋面2荷载通过悬挑桁架1传递到台车支座5-1/5-2，最终通过轨道3传递到轨道梁4，最终传递到下部结构11。

所述悬挑钢结构屋盖主受力桁架截面形式、高度大小、屋面次要檩条等结构布置由建筑及结构确定，主受力桁架在两台车支座之间增加配重荷载13，抵抗悬挑屋面的倾覆力矩，保证在各种荷载组合作用下，两台车支座都只承受竖向向下压力；所述配重荷载采用混凝土块，在桁架两侧布置支架，用来放置混凝土块。

图6给出了从动台车截面5-2示意图，台车系统主要包括台车架7、车轮、车轴、导向反钩轮6，台车顶部与桁架1底部采用高强螺栓通过法兰8连接，台车底部车轮在轨道3上，轨道3固定在轨道梁4上。

驱动台车由台车和驱动结构组成，图7给出了齿轮齿条驱动结构截面示意图。驱动结构有减速电机9，齿轮10，齿轮与轨道梁上方的齿条啮合实现动力的传递。

闭合方法，安全锁紧插销打开，所有驱动台车制动器释放，电机开始同步运动，所有台车5-1、5-2沿轨道3向关闭位置运行。当活动屋盖到达闭合设定位置时，驱动电机停止，制动器抱闸，安全锁紧插销关闭，屋盖固定。打开方法，安全锁紧插销打开，所有驱动台车制动器释放，电机开始同步运动，所有活动屋盖沿轨道向打开位置运行。当活动屋盖到达打开设定位置时，驱动电机停止，制动器抱闸，安全锁紧插销关闭，屋盖固定。

Claims (8)

1.一种采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：它包括屋面和结构受力桁架组成，其中结构受力桁架在开合方向上至少有两榀主受力桁架组成，每榀桁架一侧下弦由两个台车支座组成，桁架下弦与台车通过法兰连接，桁架另外一侧为屋面结构；钢结构屋盖自重及屋面荷载通过主受力桁架传递到台车支座，再通过台车支座传递到其下部的轨道系统、轨道梁，最终传递到轨道梁的下部结构柱。

2.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述悬挑钢结构屋盖主受力桁架截面形式、高度大小、屋面次要檩条等结构布置由建筑及结构确定，主受力桁架在两台车支座之间增加配重荷载，抵抗悬挑屋面的倾覆力矩，保证在各种荷载组合作用下，两台车支座都只承受竖向向下压力。

3.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述配重荷载采用混凝土块，在桁架两侧布置支架，用来放置混凝土块。

4.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述开合系统由轨道系统、台车系统、传动系统、电气控制系统组成，所述悬挑钢结构屋盖系统在电气系统的控制下，通过台车在轨道上滑动，实现屋盖的开闭合。

5.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述的轨道系统安装于固定屋盖的轨道梁上，可以根据屋盖的重量选择合适的轨道系统，如双轨或单轨结构，轨道端部与中央抗冲击禁行装置焊接，轨道梁和台车上设置安全锁紧插销装置，安全锁紧插销一部分在轨道梁上，一部分在台车上，轨道梁的安全锁紧插销设置在驱动台车打开或闭合的相应位置，在驱动台车到达打开或闭合的位置时，通过安全锁紧插销能够将台车和轨道梁固定。

6.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述台车系统分为驱动台车、从动台车，台车顶部与屋盖钢桁架通过高强螺栓法兰连接形式进行连接，每个主受力桁架均由两台台车支撑，其中至少一台为驱动台车，从动台车系统主要包括台车架、车轮、车轴、导向反钩轮装置，驱动台车由台车和驱动结构组成，包括台车架、车轮、车轴、导向反钩轮装置、电机、减速机、电机输出轴。

7.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造，其特征在于：所述的传动系统可以采用链轮链条传动系统、销齿轮销齿条传动系统，链轮或销齿轮与电机输出轴通过花键连接，链条或销齿条安装于轨道梁顶部，通过啮合实现动力的传递。

8.根据权利要求1所述的采用悬挑结构的开合屋盖构造的开合方法，其特征在于：

闭合方法，安全锁紧插销打开，所有驱动台车制动器释放，电机开始同步运动，所有活动屋盖沿轨道向关闭位置运行。当活动屋盖到达闭合设定位置时，驱动电机停止，制动器抱闸，安全锁紧插销关闭，屋盖固定；

打开方法，安全锁紧插销打开，所有驱动台车制动器释放，电机开始同步运动，所有活动屋盖沿轨道向打开位置运行。当活动屋盖到达打开设定位置时，驱动电机停止，制动器抱闸，安全锁紧插销关闭，屋盖固定。

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