CN112482579A - 一种双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法，包括：本体和临时机构，所述本体包括：若干个桁架机构、若干个外围结构、若干个上层结构；所述临时机构包括：若干个支撑机构、若干个承重机构；所述桁架机构的两端与所述外围结构连接，所述支撑机构通过所述承重机构与所述桁架机构的底部连接，所述上层结构的两端与所述外围结构连接并设置在所述桁架机构的上方。本发明所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法整个转换桁架体系的本体依托临时机构来完成搭建，从而实现大跨度的转换桁架体系搭建。

Description

一种双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法

技术领域

本发明涉及结构施工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法。

背景技术

对于结构施工领域大跨度的桁架很少被应用，因为大跨度意味着桁架需要有足够大的刚性能够支撑的起上层结构更不要提在此结构上浇筑混凝土，因此跨度和桁架的刚性就限制了结构施工的面积。并且在满足大跨度大刚度的情况下目前还没有出现过转换桁架带上层结构和混凝土的安装、卸载模式，本项目就对于这些问题进行优化改善处理。因此，有必要提出一种双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种双向大刚度大跨度转换桁架体系，包括：本体和临时机构，所述本体包括：若干个桁架机构、若干个外围结构、若干个上层结构；所述临时机构包括：若干个支撑机构、若干个承重机构；所述桁架机构的两端与所述外围结构连接，所述支撑机构通过所述承重机构与所述桁架机构的底部连接，所述上层结构的两端与所述外围结构连接并设置在所述桁架机构的上方。

优选的是，所述桁架机构包括转换桁架，所述转换桁架包括上弦杆、下弦杆、若干根竖腹杆、若干根斜腹杆，所述上弦杆和所述下弦杆的两端与所述外围结构连接，所述竖腹杆设置在所述上弦杆和所述下弦杆之间，两根相邻的所述竖腹杆之间设置有所述斜腹杆。

优选的是，所述支撑机构和所述承重机构卸载前，所述上层结构的两端通过安装螺栓与所述外围结构临时固定连接，所述上层结构的两端均焊接有临时马板并通过所述马板搭接在所述外围结构上；所述支撑结构和所述承重机构卸载后，拆除所述马板和所述安装螺栓，所述上层结构的两端通过高强螺栓与所述外围结构连接且连接端的上端面和下端面焊接。

优选的是，所述支撑机构包括若干个预埋件、若干根支撑组件，所述预埋件设置在地面或下层楼面上，所述支撑组件设置在所述预埋件上并通过所述承重机构与所述转换桁架的所述下弦杆连接，所述支撑组件与所述竖腹杆的位置相对应。

优选的是，所述承重机构包括若干个砂箱和一个放料棒，所述砂箱的顶部与所述转换桁架的所述下弦杆的底部连接，所述砂箱的底部与所述支撑组件的顶部连接。

优选的是，所述砂箱包括四根支撑柱、支撑面、活塞柱、套筒、固定板；所述固定板的底面与所述支撑组件的上表面连接，所述固定板上表面的四个顶角处分别设置有所述支撑柱，所述套筒的下底面与所述固定板的上表面连接，所述套筒的侧壁上设置有排砂孔，所述活塞柱设置在所述套筒内部，所述活塞柱的上表面与所述支撑面的下表面连接，所述支撑面的上表面与所述下弦杆的底部连接，所述套筒内设置有压实的砂子。

优选的是，所述放料棒包括：电机和震动部，所述震动部包括：管套、吸音棉、轴管和旋转轴，所述轴管和所述旋转轴均与所述电机连接，所述管套包括下管套和上管套，所述上管套的底部设有环状凸台，所述凸台与所述下管套的顶部插接，所述下管套顶部设有第一通孔，所述凸台底部设有第二通孔，所述下管套和所述上管套通过固定销连接，所述固定销插接在所述第一通孔和所述第二通孔内，所述下管套和所述上管套之间设有筒状吸音棉，所述吸音棉设置在所述凸台内；所述管套内从下到上依次设有第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，所述第一轴承设置在所述下管套的底部，所述第二轴承设置在所述下管套的顶部，所述第四轴承设置在所述上管套的中部，所述第三轴承设置在所述上管套的底部；所述轴管插接在所述第三轴承和所述第四轴承中，所述轴管的外侧壁上设置有第二偏心件，所述第二偏心件设置在所述第四轴承和所述第三轴承之间；所述旋转轴贯穿所述轴管，所述旋转轴插接在所述第一轴承和所述第二轴承中，所述旋转轴上设置有第一偏心件，所述第一偏心件设置在所述第一轴承和所述第二轴承中间。

一种双向大刚度大跨度转换桁架体系的卸载方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：设置施工分区并按顺序施工转换桁架体系的外围结构、支撑机构、承重机构、桁架机构、上层结构、浇筑混凝土；上层结构与外围结构的连接方式采用临时铰接；混凝土仅可浇筑桁架机构的中间区域；

S2：根据各承重机构的支撑点位计算理论挠度值和卸载次数，确定各支撑点位每次的卸载高度值；

S3：根据第1次的卸载高度值，从中间向四周顺序降低承重机构的高度，直至第1次卸载全部完成；

S4：重复步骤S3，直到所有承重机构都脱离转换桁架的下弦杆为止；

S5：卸载完成后，静置24小时，拆除所有支撑机构和承重机构；并等待中间区域混凝土干透；

S6：将上层结构与外围结构之间的临时铰接更换为固定连接，随后向桁架机构的四周边缘区域浇筑混凝土。

优选的是，所述步骤S1中包括如下步骤：

S101：先设置施工分区，然后按照分区进行施工，两个分区之间通过结构柱进行连接；

S102：根据外围结构的间距确定支撑机构中每个预埋件和支撑组件的位置并加以固定；

S103：在每个支撑组件的顶部安装砂箱，并通过水平仪调整确定支撑面的水平度；

S104：将转换桁架架设在砂箱的支撑面上，转换桁架与外围结构之间进行连接固定；

S105：安装好转换桁架之后安装上层结构，上层结构的两端与外围结构之间采用临时铰接，(即上层结构的两端通过安装螺栓与外围结构临时固定连接，上层结构两端的上端面均焊接有临时马板并通过所述马板搭接在外围结构上)保证转换桁架不受上层结构的作用力；

S106:全部连接完成后只在桁架机构的中间区域浇筑混凝土，并使其自然干透。

优选的是，所述步骤S3包括：

S301：打开砂箱的排砂孔，用放料棒辅助放出砂箱内的砂子；

S302：根据S2中求得的各支撑点位每次卸载的位移值(即支撑面竖直方向的位移值)对各个砂箱进行放砂和测量高度，达到预定高度后关闭排砂孔；

S303：从转换桁架体系的中间开始向四周进行位移等比例卸载，每次卸载之后承重机构都会一直保持与下弦杆接触并起到支撑作用，直至最后一次排砂完毕才会彻底分离。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法将整个转换桁架体系的本体依托临时机构来完成搭建，从而实现大跨度的转换桁架体系搭建，将承重机构和支撑机构分开独立设置后只需调整承重机构的水平度就可以使其上的桁架机构达到水平状态，上层结构与外围结构临时铰接避免在搭建体系的时候桁架机构受力，这样可以防止临时铰接的桁架机构在进行位移等比例卸载的时候受到上层结构的压力导致变形影响桁架机构的刚度，同时也可避免上层结构在弯矩敏感区受力变形导致金属疲劳刚度下降，由此便可以搭建出大刚度大跨度的转换桁架体系。

本发明所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系的结构示意图。

图2为本发明所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系的俯视图。

图3为图2中截面E的主视图。

图4为图2中截面F的主视图。

图5为图2中卸载支撑机构和承重机构后截面E的主视图。

图6为图2中卸载支撑机构和承重机构后截面F的主视图。

图7为图2中中央区域混凝土浇灌的示意图。

图8为本发明所述的砂箱的结构示意图。

图9为本发明所述的放料棒的结构示意图。

图10为本发明所述的支撑点位的位移等比例卸载的卸载步骤示意图。

图11为本发明所述的上层结构临时铰接的示意图。

1桁架机构、11桁架、12结构柱、2支撑机构、3承重机构、31砂箱、311支撑柱、312支撑面、313活塞柱、314套筒、315固定板、316排砂孔、32放料棒、321管套、3211下管套、3212上管套、3213凸台、3221第一轴承、3222第二轴承、3223第三轴承、3224第四轴承、323第一偏心件、324吸音棉、325第二偏心件、326轴管、327旋转轴、328固定销、4外围结构、5上层结构、100转换桁架体系。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图11所示，本发明提供了一种双向大刚度大跨度转换桁架体系及其卸载方法，包括：本体和临时机构，所述本体包括：若干个桁架机构1、若干个外围结构4、若干个上层结构5；所述临时机构包括：若干个支撑机构2、若干个承重机构3；所述桁架机构1的两端与所述外围结构4连接，所述支撑机构2通过所述承重机构3与所述桁架机构1的底部连接，所述上层结构5的两端与所述外围结构4连接并设置在所述桁架机构1的上方。

上述技术方案的工作原理：转换桁架体系100是由本体和临时机构组成，搭建时将外围结构4确定好位置并固定，之后搭建支撑机构2并在支撑机构2的顶部安装承重机构3，承重机构3在搭建时充当桁架机构1的支撑点，并且在后续拆卸过程中可以降低高度方便拆卸和拆卸时的应急防护，之后将桁架机构1架设在相邻的外围结构4之间，压在承重机构3上然后将桁架机构1和外围结构4进行连接固定，连接固定完毕之后将上层结构5临时固定在外围结构4上，不要让上层结构5压在桁架机构1上对其施加压力，然后根据施工需要组装成转换桁架体系100。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，整个转换桁架体系100的本体依托临时机构来完成搭建，从而实现大跨度的转换桁架体系100搭建，将承重机构3和支撑机构2分开独立设置后只需调整承重机构3的水平度就可以使其上的桁架机构1达到水平状态，上层结构5与外围结构4临时铰接避免在搭建体系的时候桁架机构1受力，这样可以防止临时铰接的桁架机构1在进行位移等比例卸载的时候受到上层结构5的压力导致变形影响桁架机构1的刚度，同时也可避免上层结构5在弯矩敏感区受力变形导致金属疲劳刚度下降，由此便可以搭建出大刚度大跨度的转换桁架体系100。

在一个实施例中，所述桁架机构1包括转换桁架11，所述转换桁架11包括上弦杆、下弦杆、若干根竖腹杆、若干根斜腹杆，所述上弦杆和所述下弦杆的两端与所述外围结构4连接，所述竖腹杆设置在所述上弦杆和所述下弦杆之间，两根相邻的所述竖腹杆之间设置有所述斜腹杆。

上述技术方案的工作原理：桁架由上弦杆和下弦杆组成主承重梁，之后竖腹杆在上弦杆和下弦杆之间起到支撑作用增加上弦杆和下弦杆的刚度、减少上弦杆和下弦杆的形变和金属疲劳，斜腹杆位于两个相邻的竖腹杆之间，用来提高对上弦杆和下弦杆之间以及相邻的两根竖腹杆之间的拉力，增加整个转换桁架11的刚度。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，竖腹杆和斜腹杆的相互配合增加了上弦杆和下弦杆的承重力度，将施加在上弦杆和下弦杆上的力进行分散，从而增大了整个桁架机构1的刚度和承重。

在一个实施例中，所述支撑机构2和所述承重机构3卸载前，所述上层结构5的两端通过安装螺栓与所述外围结构4临时固定连接，所述上层结构5的两端均焊接有临时马板并通过所述马板搭接在所述外围结构4上；所述支撑结构2和所述承重机构3卸载后，拆除所述马板和所述安装螺栓，所述上层结构5的两端通过高强螺栓与所述外围结构4连接且连接端的上端面和下端面焊接。

上述技术方案的工作原理：在临时机构卸载前既要将上层结构5一起吊装又要减少其对转换桁架11的受力，就不可避免的要将上层结构5与外围结构4进行连接，但是如果采用固定连接的方式，虽然也能减少上层结构5对转换桁架11施加的压力，但是当对临时机构进行卸载的时候上层结构5也会随着转换桁架11向下弯曲，此时会在上层结构5和外围结构4的连接处形成弯矩敏感区，随着临时机构的卸载上层结构5会在弯矩敏感区内弯曲变形进而影响上层结构5的刚度，所以在临时机构卸载前只将上层结构5和外围结构4进行临时铰接，通过在上层结构5的两端焊接马板来搭接在外围结构4上并且通过安装螺栓临时固定，等临时机构卸载之后再通过高强螺栓进行固定连接并将上层结构5的两端与外围机构4的连接处进行焊接。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，将上层结构5在临时机构卸载前临时铰接在外围结构4上，等临时机构卸载完之后再进行固定连接可以有效释放弯矩敏感区内上层结构5所受的应力，当上层结构5和外围结构4连接处的应力释放完毕后再进行固定连接可以减少上层结构5内部的应力积赞缓解上层结构5的金属疲劳增加上层结构5的刚度。

在一个实施例中，所述支撑机构2包括若干根支撑组件，所述支撑机构2包括若干个预埋件、若干根支撑组件，所述预埋件设置在地面或下层楼面上，所述支撑组件设置在所述预埋件上并通过所述承重机构3与所述转换桁架11的所述下弦杆连接，所述支撑组件与所述竖腹杆的位置相对应。

上述技术方案的工作原理：在支撑机构2安装前需要在转换桁架11竖腹杆对应的位置下方设置预埋件，预埋件可以给支撑组件提供支撑增加支撑组件和地面及下层楼面的受力面积，防止支撑组件偏移或者因为转换桁架11及上层机构5过重将支撑组件压陷到地面或压坏下层楼面造成危险。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，预埋件给支撑组件提供支撑点，防止支撑组件压力过大被压陷到地面或下层楼面导致转换桁架11变形，将支撑组件和竖腹杆设置在竖直方向的同一位置可以和竖腹杆一起对上弦杆起到支撑作用，减少在浇灌水泥时上弦杆受力过大导致变形。

在一个实施例中，所述承重机构3包括若干个砂箱31和一个放料棒32，所述砂箱31的顶部与所述转换桁架11的所述下弦杆的底部连接，所述砂箱31的底部与所述支撑组件的顶部连接。

上述技术方案的工作原理：用砂箱31充当承重机构3的支撑点可以对桁架起到很好的支撑作用，选用砂箱31方便卸载时与桁架机构1分离，当砂箱31内的砂子压得过于严实难以放出的时候，可以使用放料棒32对紧实的砂子进行疏松。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，采用砂箱31的成本相对于选用液压装置而言更加低廉。

在一个实施例中，所述砂箱31包括四根支撑柱311、支撑面312、活塞柱313、套筒314、固定板315；所述固定板315的底面与所述支撑组件的上表面连接，所述固定板315上表面的四个顶角处分别设置有所述支撑柱311，所述套筒314的下底面与所述固定板315的上表面连接，所述套筒314的侧壁上设置有排砂孔316，所述活塞柱313设置在所述套筒314内部，所述活塞柱313的上表面与所述支撑面312的下表面连接，所述支撑面312的上表面与所述下弦杆的底部连接，所述套筒314内设置有压实的砂子。

上述技术方案的工作原理：支撑面312和活塞柱313连接为一个整体，活塞柱313插到套筒314内，支撑面312通过支撑柱311支撑四个角，套筒314内填充压实的砂子，通过调节砂子的多少来调节活塞柱313的竖直位移，从而调节支撑面312的高低和水平度，固定板315放在支撑组件的顶部，当需要卸载时通过排砂孔316放出砂子即可降低支撑面312的高度。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，调节活塞柱313对套筒314内砂子的压力方向即可调整支撑面312的水平度，不需要常规机械式螺母调节，并且套筒314内压实的砂子可以提供足够的支撑，支撑柱桁架机构1。

在一个实施例中，所述放料棒32包括：电机和震动部，所述震动部包括：管套321、吸音棉324、轴管326和旋转轴327，所述轴管326和所述旋转轴327均与所述电机连接，所述管套321包括下管套3211和上管套3212，所述上管套3212的底部设有环状凸台3213，所述凸台3213与所述下管套3211的顶部插接，所述下管套3211顶部设有第一通孔，所述凸台3213底部设有第二通孔，所述下管套3211和所述上管套3212通过固定销328连接，所述固定销328插接在所述第一通孔和所述第二通孔内，所述下管套3211和所述上管套3212之间设有筒状吸音棉324，所述吸音棉324设置在所述凸台3213内；所述管套321内从下到上依次设有第一轴承3221、第二轴承3222、第三轴承3223和第四轴承3224，所述第一轴承3221设置在所述下管套3211的底部，所述第二轴承3222设置在所述下管套3211的顶部，所述第四轴承3224设置在所述上管套3212的中部，所述第三轴承3223设置在所述上管套3212的底部；所述轴管326插接在所述第三轴承3223和所述第四轴承3224中，所述轴管326的外侧壁上设置有第二偏心件325，所述第二偏心件325设置在所述第四轴承3224和所述第三轴承3223之间；所述旋转轴327贯穿所述轴管326，所述旋转轴327插接在所述第一轴承3221和所述第二轴承3222中，所述旋转轴327上设置有第一偏心件323，所述第一偏心件323设置在所述第一轴承3221和所述第二轴承3222中间。

上述技术方案的工作原理：当砂箱31在卸载时，套筒314内的砂子因为压力过大和时间过久已经压实很难排出，这时则需要使用配套的放料棒32插入到排砂孔316中，当打开电机时轴管326和旋转轴327会在电机的带动下旋转，轴管326旋转的同时带动第二偏心件325一起旋转，轴管326卡接在第四轴承3224和第三轴承3223上，可以防止第二偏心件325转动时轴管326摆动过大造成损坏，同理旋转轴327转动的时候会带动第一偏心件323一起转动，旋转轴327卡接在第二轴承3222和第一轴承3221上可以防止第一偏心件323转动时造成旋转轴327的损坏，上管套3212和下管套3211可以拆分开对管套321的内部结构来进行维护，同时在凸台3213内部设置有吸音棉324防止噪音过大并且可以起到减震缓震的作用。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，放料棒32通过自身两个偏转轴反向旋转产生震动，并通过放料棒32的震动将压实的砂子震松，从而达到平滑卸砂的目的，自带的吸音棉324可以减少放料棒32内部的震动，防止内部震动频率过快和两个偏转轴形成共振对放料棒32的内部结构造成损坏。

在一个实施例中，一种双向大刚度大跨度转换桁架体系的卸载方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：设置施工分区并按顺序施工转换桁架体系(100)的外围结构4、支撑机构2、承重机构3、桁架机构1、上层结构5、浇筑混凝土；上层结构5与外围结构4的连接方式采用临时铰接；混凝土仅可浇筑桁架机构1的中间区域；

S2：根据各承重机构3的支撑点位计算理论挠度值和卸载次数，确定各支撑点位每次的卸载高度值；

S3：根据第1次的卸载高度值，从中间向四周顺序降低承重机构3的高度，直至第1次卸载全部完成；

S4：重复步骤S3，直到所有承重机构3都脱离转换桁架11的下弦杆为止；

S5：卸载完成后，静置24小时，拆除所有支撑机构2和承重机构3；并等待中间区域混凝土干透；

S6：将上层结构5与外围结构4之间的临时铰接更换为固定连接，随后向桁架机构1的四周边缘区域浇筑混凝土。

上述技术方案的工作原理及有益效果：将转换桁架体系100进行分区设置，多个分区同时施工，施工时首先固定安装承重用的外围结构4，然后再固定支撑机构2和承重机构3来对桁架机构1起到临时支撑固定的作用，上层结构5和桁架结构1一起吊装，可以提前完成上层结构5为后续工作提供工作面，并且上层结构5和外围结构4之间采用临时铰接的方式临时固定连接，在临时机构卸载前可以减少对桁架机构1的受力并且在临时机构卸载后可以释放上层结构5在弯矩敏感区受到的应力，混凝土先浇筑中间区域因为转换桁架体系100的中间区域的混凝土属于受压混凝土不易开裂而且可以辅助上弦杆承受压力，而四周边缘区域混凝土则是属于受拉混凝土容易开裂，所以根据受力不同采取分开浇筑的方案，承重机构3的支撑点位的分级一般分为5级，每级卸载挠度值的20％。例如支撑点a1的理论计算挠度值为△La1，则每级卸载位移值为0.2△La1，分级卸载可使卸载过程中桁架机构1的内力重分布过程缓慢过渡，不会出现一次卸载过程中的内力突变和临时支撑反力过大的情况，从中间向四周顺序卸载也是为了保证卸载过程中中间临时支撑的支撑力均匀传递到四周，也可保证桁架机构1的内力重分配过程的缓慢均匀，保证卸载过程结构安全。

在一个实施例中，所述步骤S1中包括如下步骤：

S101：先设置施工分区，然后按照分区进行施工，两个分区之间通过结构柱12进行连接；

S102：根据外围结构4的间距确定支撑机构2中每个预埋件和支撑组件的位置并加以固定；

S103：在每个支撑组件的顶部安装砂箱31，并通过水平仪调整确定支撑面312的水平度；

S104：将转换桁架11架设在砂箱31的支撑面312上，转换桁架11与外围结构4之间进行连接固定；

S105：安装好转换桁架11之后安装上层结构5，上层结构5的两端与外围结构4之间采用临时铰接，(即上层结构5的两端通过安装螺栓与外围结构4临时固定连接，上层结构5两端的上端面均焊接有临时马板并通过所述马板搭接在外围结构4上)保证转换桁架11不受上层结构5的作用力；

S106:全部连接完成后只在桁架机构1的中间区域浇筑混凝土，并使其自然干透。

上述技术方案的工作原理及有益效果：在临时机构卸载前上层结构5和外围结构4之间采用临时铰接，通过焊接在上层结构两端的马板搭接在外围结构4上，并且上层结构5和外围结构4之间通过可拆卸的安装螺栓进行临时固定，因为上层结构5在卸载过程中弯矩敏感区内所受的应力变化较大，临时铰接可以释放掉这部分变化大的应力，并且多个分区同时施工可以大大缩短工期。

在一个实施例中，所述步骤S3包括：

S301：打开砂箱31的排砂孔316，用放料棒32辅助放出砂箱31内的砂子；

S302：根据S2中求得的各支撑点位每次卸载的位移值(即支撑面312竖直方向的位移值)对各个砂箱31进行放砂和测量高度，达到预定高度后关闭排砂孔316；

S303：从转换桁架体系100的中间开始向四周进行位移等比例卸载，每次卸载之后承重机构3都会一直保持与下弦杆接触并起到支撑作用，直至最后一次排砂完毕才会彻底分离。

上述技术方案的工作原理及有益效果：通过放料棒32辅助砂箱31排砂，防止压实的砂子被挤压成型，同时根据每级的卸载值调整不同的排砂量，并且卸载时从中心向四周根据计算的卸载位移值和挠度值进行卸载，例如共分五级进行卸载，卸载步骤如下：

第一步：从中间向四周顺序卸载，中间区域(42个点位)按顺序卸载5毫米，四周区域(30个点位)按顺序卸载至计算的下挠值，

第二步：从中间向四周顺序卸载，中间区域(20个点位)按顺序卸载5毫米，四周区域(22个点位)按顺序卸载至计算的下挠值，

第三步：从中间向四周顺序卸载，中间区域(20个点位)按顺序卸载5毫米，

第四步：从中间向四周顺序卸载，中间区域(10个点位)按顺序卸载5毫米，四周区域(10个点位)按顺序卸载至计算的下挠值，

第五步：从中间向四周顺序卸载，中间区域(10个点位)按顺序卸载至计算的下挠值，

第六步：检查所有点位卸载情况，确认所有点位卸载完成，

卸载后桁架机构1和支撑面312之间会只会分离开少量距离避免桁架机构突然坍塌没有支撑造成危险。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，包括：本体和临时机构，所述本体包括：若干个桁架机构(1)、若干个外围结构(4)、若干个上层结构(5)；所述临时机构包括：若干个支撑机构(2)、若干个承重机构(3)；所述桁架机构(1)的两端与所述外围结构(4)连接，所述支撑机构(2)通过所述承重机构(3)与所述桁架机构(1)的底部连接，所述上层结构(5)的两端与所述外围结构(4)连接并设置在所述桁架机构(1)的上方。

2.根据权利要求1所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，所述桁架机构(1)包括转换桁架(11)，所述转换桁架(11)包括上弦杆、下弦杆、若干根竖腹杆、若干根斜腹杆，所述上弦杆和所述下弦杆的两端与所述外围结构(4)连接，所述竖腹杆设置在所述上弦杆和所述下弦杆之间，两根相邻的所述竖腹杆之间设置有所述斜腹杆。

3.根据权利要求2所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，所述支撑机构(2)和所述承重机构(3)卸载前，所述上层结构(5)的两端通过安装螺栓与所述外围结构(4)临时固定连接，所述上层结构(5)的两端均焊接有临时马板并通过所述马板搭接在所述外围结构(4)上；所述支撑结构(2)和所述承重机构(3)卸载后，拆除所述马板和所述安装螺栓，所述上层结构(5)的两端通过高强螺栓与所述外围结构(4)连接且连接端的上端面和下端面焊接。

4.根据权利要求3所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，所述支撑机构(2)包括若干个预埋件、若干根支撑组件，所述预埋件设置在地面或下层楼面上，所述支撑组件设置在所述预埋件上并通过所述承重机构(3)与所述转换桁架(11)的所述下弦杆连接，所述支撑组件与所述竖腹杆的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，所述承重机构(3)包括若干个砂箱(31)和一个放料棒(32)，所述砂箱(31)的顶部与所述转换桁架(11)的所述下弦杆的底部连接，所述砂箱(31)的底部与所述支撑组件的顶部连接。

6.根据权利要求5所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，所述砂箱(31)包括四根支撑柱(311)、支撑面(312)、活塞柱(313)、套筒(314)、固定板(315)；所述固定板(315)的底面与所述支撑组件的上表面连接，所述固定板(315)上表面的四个顶角处分别设置有所述支撑柱(311)，所述套筒(314)的下底面与所述固定板(315)的上表面连接，所述套筒(314)的侧壁上设置有排砂孔(316)，所述活塞柱(313)设置在所述套筒(314)内部，所述活塞柱(313)的上表面与所述支撑面(312)的下表面连接，所述支撑面(312)的上表面与所述下弦杆的底部连接，所述套筒(314)内设置有压实的砂子。

7.根据权利要求5所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系，其特征在于，所述放料棒(32)包括：电机和震动部，所述震动部包括：管套(321)、吸音棉(324)、轴管(326)和旋转轴(327)，所述轴管(326)和所述旋转轴(327)均与所述电机连接，所述管套(321)包括下管套(3211)和上管套(3212)，所述上管套(3212)的底部设有环状凸台(3213)，所述凸台(3213)与所述下管套(3211)的顶部插接，所述下管套(3211)顶部设有第一通孔，所述凸台(3213)底部设有第二通孔，所述下管套(3211)和所述上管套(3212)通过固定销(328)连接，所述固定销(328)插接在所述第一通孔和所述第二通孔内，所述下管套(3211)和所述上管套(3212)之间设有筒状吸音棉(324)，所述吸音棉(324)设置在所述凸台(3213)内；所述管套(321)内从下到上依次设有第一轴承(3221)、第二轴承(3222)、第三轴承(3223)和第四轴承(3224)，所述第一轴承(3221)设置在所述下管套(3211)的底部，所述第二轴承(3222)设置在所述下管套(3211)的顶部，所述第四轴承(3224)设置在所述上管套(3212)的中部，所述第三轴承(3223)设置在所述上管套(3212)的底部；所述轴管(326)插接在所述第三轴承(3223)和所述第四轴承(3224)中，所述轴管(326)的外侧壁上设置有第二偏心件(325)，所述第二偏心件(325)设置在所述第四轴承(3224)和所述第三轴承(3223)之间；所述旋转轴(327)贯穿所述轴管(326)，所述旋转轴(327)插接在所述第一轴承(3221)和所述第二轴承(3222)中，所述旋转轴(327)上设置有第一偏心件(323)，所述第一偏心件(323)设置在所述第一轴承(3221)和所述第二轴承(3222)中间。

8.一种双向大刚度大跨度转换桁架体系的卸载方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：设置施工分区并按顺序施工转换桁架体系(100)的外围结构(4)、支撑机构(2)、承重机构(3)、桁架机构(1)、上层结构(5)、浇筑混凝土；上层结构(5)与外围结构(4)的连接方式采用临时铰接；混凝土仅可浇筑桁架机构(1)的中间区域；

S2：根据各承重机构(3)的支撑点位计算理论挠度值和卸载次数，确定各支撑点位每次的卸载高度值；

S3：根据第1次的卸载高度值，从中间向四周顺序降低承重机构(3)的高度，直至第1次卸载全部完成；

S4：重复步骤S3，直到所有承重机构(3)都脱离转换桁架(11)的下弦杆为止；

S5：卸载完成后，静置24小时，拆除所有支撑机构(2)和承重机构(3)；并等待中间区域混凝土干透；

S6：将上层结构(5)与外围结构(4)之间的临时铰接更换为固定连接，随后向桁架机构(1)的四周边缘区域浇筑混凝土。

9.根据权利要求8所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系的卸载方法，其特征在于，所述步骤S1中包括如下步骤：

S101：先设置施工分区，然后按照分区进行施工，两个分区之间通过结构柱(12)进行连接；

S102：根据外围结构(4)的间距确定支撑机构(2)中每个预埋件和支撑组件的位置并加以固定；

S103：在每个支撑组件的顶部安装砂箱(31)，并通过水平仪调整确定支撑面(312)的水平度；

S104：将转换桁架(11)架设在砂箱(31)的支撑面(312)上，转换桁架(11)与外围结构(4)之间进行连接固定；

S105：安装好转换桁架(11)之后安装上层结构(5)，上层结构(5)的两端与外围结构(4)之间采用临时铰接，(即上层结构(5)的两端通过安装螺栓与外围结构(4)临时固定连接，上层结构(5)两端的上端面均焊接有临时马板并通过所述马板搭接在外围结构(4)上)保证转换桁架(11)不受上层结构(5)的作用力；

S106:全部连接完成后只在桁架机构(1)的中间区域浇筑混凝土，并使其自然干透。

10.根据权利要求8所述的双向大刚度大跨度转换桁架体系的卸载方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S301：打开砂箱(31)的排砂孔(316)，用放料棒(32)辅助放出砂箱(31)内的砂子；

S302：根据S2中求得的各支撑点位每次卸载的位移值(即支撑面(312)竖直方向的位移值)对各个砂箱(31)进行放砂和测量高度，达到预定高度后关闭排砂孔(316)；

S303：从转换桁架体系(100)的中间开始向四周进行位移等比例卸载，每次卸载之后承重机构(3)都会一直保持与下弦杆接触并起到支撑作用，直至最后一次排砂完毕才会彻底分离。

Images