CN113323266B - 一种空间双向空腹桁架结构体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种空间双向空腹桁架结构体系，属于桁架施工的领域，包括桁架主体，桁架主体包括多个相平行的弦杆、连接于两个弦杆之间的竖杆以及连接于两个弦杆之间的横杆，横杆与竖杆相交，弦杆、横杆与竖杆形成桁架网格，桁架网格内设置有斜腹杆，斜腹杆的两端均滑动连接有定位架，定位架包括相互连接的第一定位板和第二定位板，第一定位板用于与弦杆连接，第二定位板用于与竖杆连接。本申请具有在固定前对斜腹杆进行定位，提高斜腹杆安装精度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及桁架施工的领域，尤其是涉及一种空间双向空腹桁架结构体系及其施工方法。
背景技术
桁架是一种常用于大跨度建筑的结构，桁架的杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，使桁架具有较好的结构稳定性。空腹桁架是桁架中的一种，其双向交叉布置的网格具有整体性和刚度强的优点，因此广泛应用于建筑的屋顶。
一般来说，桁架会在各个网格当中设置斜腹杆，而空腹桁架不设有斜腹杆，但是在实际施工中人们发现，在空腹桁架适当的设置斜腹杆可以减少空腹桁架整体的剪切变形，因此斜腹杆在空腹桁架内的应用也有所增加。
在空腹桁架的网格内设置斜腹杆时，由于空腹桁架的网格已经成型，斜腹杆不易进行定位，进而导致焊接固定斜腹杆时的精准度较低，有待改进。
发明内容
为了在固定前对斜腹杆进行定位，提高斜腹杆安装精度，本申请提供一种空间双向空腹桁架结构体系及其施工方法。
第一方面，本申请提供一种空间双向空腹桁架结构体系，采用如下的技术方案：
一种空间双向空腹桁架结构体系，包括桁架主体，所述桁架主体包括多个相平行的弦杆、连接于两个所述弦杆之间的竖杆以及连接于两个所述弦杆之间的横杆，所述横杆与所述竖杆相交，所述弦杆、所述横杆与所述竖杆形成桁架网格，所述桁架网格内设置有斜腹杆，所述斜腹杆的两端均滑动连接有定位架，所述定位架包括相互连接的第一定位板和第二定位板，所述第一定位板用于与所述弦杆连接，所述第二定位板用于与所述竖杆连接。
通过采用上述技术方案，在斜腹杆固定前，利用定位架来限制斜腹杆的移动，第一定位板与弦杆连接，第二定位板与竖杆连接，对斜腹杆起到定位作用，在焊接斜腹杆前使斜腹杆对准预定固定部位，提高固定精度，并且保持焊接固定斜腹杆时的稳定性。
可选的，所述第一定位板和所述第二定位板均开设有相互连通的定位槽，所述定位架通过所述定位槽套设且滑动连接于所述斜腹杆。
通过采用上述技术方案，实现定位架滑动连接于斜腹杆，滑动定位架至定位架抵接于弦杆和竖杆，对斜腹杆进行定位。
可选的，相邻所述桁架网格的所述斜腹杆以所述竖杆为轴对称设置。
通过采用上述技术方案，斜腹杆对称设置有助于提高桁架主体端部的稳定性。
可选的，所述第一定位板设有与所述弦杆固定的耳板。
通过采用上述技术方案，耳板可以增大第一定位板与弦杆的接触面积，提高连接稳定性。
可选的，所述第二定位板设有连接板，所述连接板背离所述第二定位板的一侧开设有与所述竖杆卡接的卡槽。
通过采用上述技术方案，连接板通过卡槽与竖杆连接，增强连接板与竖杆的连接强度，并提高斜腹杆与竖杆形成的结构的稳定性。
可选的，相邻两个所述斜腹杆中，其中一个所述连接板设有延长板、另一个所述连接板设有与所述延长板贴合并固定的加固板。
通过采用上述技术方案，实现相邻斜腹杆之间的连接，同时提高连接板与竖杆连接的稳定性。
可选的，所述定位槽的侧壁设有与所述斜腹杆抵接的第一柔性垫。
通过采用上述技术方案，定位架更易在斜腹杆上滑动，并且第一柔性垫可以缓冲地震对斜腹杆与定位架连接的影响，起到减震的作用。
可选的，所述卡槽的侧壁设有与所述竖杆抵接的第二柔性垫。
通过采用上述技术方案，提高斜腹杆与竖杆连接的稳定性，同时第二柔性垫可以缓冲地震时竖杆传递到斜腹杆的冲击力，起到减震的作用。
第二方面，本申请提供一种空间双向空腹桁架结构体系的施工方法，采用如下的技术方案：
一种空间双向空腹桁架结构体系的施工方法，包括以下步骤：
将多个弦杆、多个竖杆和多个横杆相互固定，形成含有多个桁架网格的桁架主体；
将两个定位架分别套入斜腹杆的两端，然后将所述斜腹杆放入所述桁架网格内，且所述斜腹杆的两端对准所述桁架网格的对角；
滑动定位架，使第一定位板靠近所述弦杆，第二定位板靠近所述竖杆，然后将所述第一定位板与所述弦杆固定，所述第二定位板与所述竖杆固定，最后将所述斜腹杆的两端与所述桁架网格的对角固定。
通过采用上述技术方案，在桁架主体制作好后再安装斜腹杆，提高斜腹杆安装的灵活性，并通过定位架的定位作用，提高斜腹杆的安装精度。
可选的，在形成所述桁架主体后，将相邻所述桁架主体首尾相连，连接步骤为：在所述桁架主体的端部省略安装所述竖杆和所述横杆，在省略安装所述竖杆和所述横杆的桁架网格中安装斜腹杆，固定所述斜腹杆上的第一定位板，然后将相邻所述桁架主体的弦杆相互靠近并连接，在相邻所述弦杆连接的过程中，将所述竖杆放入连接板的卡槽中，在相邻所述弦杆连接的过程后，将所述竖杆与弦杆固定，形成所述桁架网格，再将所述斜腹杆与竖杆固定。
通过采用上述技术方案，在安装竖杆时，连接板和连接板上的卡槽可以起到对竖杆进行定位的作用，便于后续竖杆与弦杆的固定，并且对桁架主体的弦杆连接起到预对准的作用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在斜腹杆固定前，利用定位架来限制斜腹杆的移动，第一定位板与弦杆连接，第二定位板与竖杆连接，对斜腹杆起到定位作用，在焊接斜腹杆前使斜腹杆对准预定固定部位，提高固定精度，并且保持焊接固定斜腹杆时的稳定性；
2.斜腹杆通过连接板上的卡槽与竖杆进一步连接，提高斜腹杆与竖杆连接的稳定性，进而提高桁架主体的结构强度。
附图说明
图1是本申请实施例1的桁架主体的立体结构图。
图2是图1中A的局部放大图。
图3是图2中B的局部放大图。
图4是本申请实施例2的桁架主体的立体结构图。
图5是图4中C的局部放大图。
附图标记说明：1、桁架网格；2、弦杆；3、横杆；4、竖杆；5、斜腹杆；6、定位架；61、第一定位板；611、耳板；62、第二定位板；63、连接板；631、卡槽；64、定位槽；65、第一柔性垫；66、第二柔性垫；67、延长板；68、加固板；69、加固块；7、预制桁架主体。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本实施例公开一种空间双向空腹桁架结构体系，如图1所示，一种空间双向空腹桁架结构体系是通过以下施工方法制造的：
S1.制造桁架主体。
取四个弦杆2，取多个竖杆4和多个横杆3，将弦杆2、竖杆4和横杆3相互固定，形成含有多个桁架网格1的桁架主体。
弦杆2均水平设置，竖杆4均竖向设置，横杆3均横向设置，竖杆4和横杆3均沿弦杆2的长度方向间隔均匀分布，并且在两个竖杆4、两个横杆3与两个弦杆2之间形成桁架网格1，使桁架网格1在桁架主体的长度方向上形成有多个。
S2.将斜腹杆5放入对应的桁架网格1中。
将两个定位架6分别套入斜腹杆5的两端，然后将斜腹杆5放入桁架网格1内，使斜腹杆5位于两个弦杆2以及两个竖杆4之间，斜腹杆5的两端对准桁架网格1的对角。
在本实施例中，斜腹杆5设置于桁架主体两端的桁架网格1中，桁架主体的每一端中设置斜腹杆5的桁架网格1数量为两个，从而起到提高桁架主体结构稳定性的作用，减少桁架主体的剪切变形。
以桁架主体的其中一端为例，该端部的两个斜腹杆5以两者之间的竖杆4为轴对称设置，从而利用两个斜腹杆5对竖杆4的同一端进行加固，提高桁架主体端部竖杆4的稳固性。
如图1和图2所示，斜腹杆5的两端均设有定位架6，定位架6包括第一定位板61和第二定位板62，第一定位板61的侧边与第二定位板62的侧边垂直固定，且第一定位板61与弦杆2垂直，第二定位板62与竖杆4垂直，第一定位板61和第二定位板62均开设有定位槽64，定位槽64靠近第一定位板61和第二定位板62相连接的侧边，且第一定位板61的定位槽64与第二定位板62的定位槽64相互连通，两个定位槽64围成的空间可供斜腹杆5穿设，从而使定位架6套设且滑动连接于斜腹杆5。
如图2所示，定位槽64的侧壁围设固定有第一柔性垫65，第一柔性垫65具体为橡胶垫，第一柔性垫65与斜腹杆5抵接，从而利用第一柔性垫65的弹性形变使得定位架6与斜腹杆5的连接更加紧密。
第一定位板61垂直固定有耳板611，耳板611朝向远离第二定位板62的方向延伸，滑动定位架6可以使耳板611抵接于弦杆2。
如图2和图3所示，第二定位板62一体成型有连接板63，连接板63沿第二定位板62的延伸方向延伸，连接板63的长度大于竖杆4的宽度，使得连接板63的部分伸出桁架网格1，连接板63背离第二定位板62的一侧开设有卡槽631，当耳板611与弦杆2抵接时，竖杆4卡接于卡槽631；具体的，卡槽631的开设深度小于竖杆4的宽度的一半，因此对于设置于相邻两个斜腹杆5的连接板63，两个连接板63通过各自的卡槽631围设于竖杆4的周边，从而使第二定位板62与竖杆4连接。
对于设置于相邻两个斜腹杆5的连接板63，其中一个连接板63背离相近弦杆2的一面固定有延长板67，延长板67伸出至连接板63远离第二定位板62的一侧，另一个连接板63背离相近弦杆2的一面设有加固板68，加固板68靠近连接板63的一端固定有加固块69，加固块69的厚度与连接板63的厚度相等，加固板68伸出连接板63远离第二定位板62的一侧。
S3.定位和固定斜腹杆5。
滑动其中一个斜腹杆5的定位架6，该定位架6设有延长板67，使第一定位板61往靠近弦杆2的方向移动，第二定位板62往靠近竖杆4的方向移动，直至耳板611与弦杆2抵接且连接板63通过卡槽631与竖杆4卡接；滑动另一个斜腹杆5的定位架6，该定位架6设有加固板68，使第一定位板61往靠近弦杆2的方向移动，第二定位板62往靠近竖杆4的方向移动，直至耳板611与弦杆2抵接且连接板63通过卡槽631与竖杆4卡接，同时加固板68抵接于相邻斜腹杆5的延长板67，实现定位架6的初定位。
将耳板611与弦杆2焊接固定，将加固板68与延长板67焊接固定，实现定位架6与弦杆2以及竖杆4的固定；然后再将斜腹杆5的两端焊接固定于弦杆2与竖杆4的连接处，因为有定位架6的限制作用，限制斜腹杆5在桁架网格1内的移动，在焊接斜腹杆5的过程中保持斜腹杆5的稳定，并且在焊接前将斜腹杆5对准连接处，对斜腹杆5起到预定位作用，提高斜腹杆5的固定精度。
卡槽631的侧壁围设固定有第二柔性垫66，第二柔性垫66具体为橡胶垫，第二柔性垫66与竖杆4抵接，从而利用第二柔性垫66的弹性形变使得连接板63与竖杆4的连接更加紧密；另外，在发生地震时，第一柔性垫65和第二柔性垫66可以配合缓冲定位架6与竖杆4相互之间的冲击，保持竖杆4的稳定，起到减震作用。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，如图4所示，本实施例的桁架主体由两个预先制作好的预制桁架主体7拼装而成。
如图4和图5所示，两个预制桁架主体7首尾相连，且两个预制桁架主体7相靠近的端部均省略安装竖杆4和横杆3，在省略安装竖杆4和横杆3的桁架网格1中安装斜腹杆5，先将斜腹杆5一端的定位架6与弦杆2以及竖杆4固定，斜腹杆5另一端的定位架6中的第一定位板61与弦杆2固定，该定位架6的连接板63不作处理，然后将斜腹杆5一端与弦杆2以及竖杆4固定，斜腹杆5另一端与弦杆2固定。
将竖杆4放入其中一个预制桁架主体7的端部，且竖杆4卡接于连接板63的卡槽631，使竖杆4初步固定，然后将两个预制桁架主体7往相互靠近的方向移动，直至另一个预制桁架主体7的连接板63的卡槽631与竖杆4卡接，从而对竖杆4起到定位的作用，便于后续竖杆4与弦杆2的固定，同时利用竖杆4与卡槽631的配合将两个预制桁架主体7的弦杆2对准，便于后续弦杆2之间的固定；在竖杆4以及两个预制桁架主体7的弦杆2固定后，将横杆3固定于弦杆2。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种空间双向空腹桁架结构体系，包括桁架主体，所述桁架主体包括多个相平行的弦杆(2)、连接于两个所述弦杆(2)之间的竖杆(4)以及连接于两个所述弦杆(2)之间的横杆(3)，所述横杆(3)与所述竖杆(4)相交，所述弦杆(2)、所述横杆(3)与所述竖杆(4)形成桁架网格(1)，其特征在于：所述桁架网格(1)内设置有斜腹杆(5)，所述斜腹杆(5)的两端均滑动连接有定位架(6)，所述定位架(6)包括相互连接的第一定位板(61)和第二定位板(62)，所述第一定位板(61)用于与所述弦杆(2)连接，所述第二定位板(62)用于与所述竖杆(4)连接；
所述第一定位板(61)和所述第二定位板(62)均开设有相互连通的定位槽(64)，所述定位架(6)通过所述定位槽(64)套设且滑动连接于所述斜腹杆(5)；
所述第二定位板(62)设有连接板(63)，所述连接板(63)背离所述第二定位板(62)的一侧开设有与所述竖杆(4)卡接的卡槽(631)。
2.根据权利要求1所述的一种空间双向空腹桁架结构体系，其特征在于：相邻所述桁架网格(1)的所述斜腹杆(5)以所述竖杆(4)为轴对称设置。
3.根据权利要求1所述的一种空间双向空腹桁架结构体系，其特征在于：所述第一定位板(61)设有与所述弦杆(2)固定的耳板(611)。
4.根据权利要求1所述的一种空间双向空腹桁架结构体系，其特征在于：相邻两个所述斜腹杆(5)中，其中一个所述连接板(63)设有延长板(67)、另一个所述连接板(63)设有与所述延长板(67)贴合并固定的加固板(68)。
5.根据权利要求1所述的一种空间双向空腹桁架结构体系，其特征在于：所述定位槽(64)的侧壁设有与所述斜腹杆(5)抵接的第一柔性垫(65)。
6.根据权利要求1所述的一种空间双向空腹桁架结构体系，其特征在于：所述卡槽(631)的侧壁设有与所述竖杆(4)抵接的第二柔性垫(66)。
7.一种空间双向空腹桁架结构体系的施工方法，其特征在于：用于制造权利要求2-6任一所述的一种空间双向空腹桁架结构体系，包括以下步骤：
将多个弦杆(2)、多个竖杆(4)和多个横杆(3)相互固定，形成含有多个桁架网格(1)的桁架主体；
将两个定位架(6)分别套入斜腹杆(5)的两端，然后将所述斜腹杆(5)放入所述桁架网格(1)内，且所述斜腹杆(5)的两端对准所述桁架网格(1)的对角；
滑动定位架(6)，使第一定位板(61)靠近所述弦杆(2)，第二定位板(62)靠近所述竖杆(4)，然后将所述第一定位板(61)与所述弦杆(2)固定，所述第二定位板(62)与所述竖杆(4)固定，最后将所述斜腹杆(5)的两端与所述桁架网格(1)的对角固定。
8.根据权利要求7所述的一种空间双向空腹桁架结构体系的施工方法，其特征在于：在形成所述桁架主体后，将相邻所述桁架主体首尾相连，连接步骤为：在所述桁架主体的端部省略安装所述竖杆(4)和所述横杆(3)，在省略安装所述竖杆(4)和所述横杆(3)的桁架网格(1)中安装斜腹杆(5)，固定所述斜腹杆(5)上的第一定位板(61)，然后将相邻所述桁架主体的弦杆(2)相互靠近并连接，在相邻所述弦杆(2)连接的过程中，将所述竖杆(4)放入连接板(63)的卡槽(631)中，在相邻所述弦杆(2)连接的过程后，将所述竖杆(4)与弦杆(2)固定，然后将所述横杆(3)与弦杆(2)固定，形成所述桁架网格(1)，再将所述斜腹杆(5)与竖杆(4)固定。
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