CN113404163A - 一种组合式钢结构桁架以及安装方法 - Google Patents

一种组合式钢结构桁架以及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合式钢结构桁架，包括四根相互垂直的主杆，每两根相邻的所述主杆之间连接有多个连接杆，所述主杆的内侧还设置有竖向倾斜的功能组件，所述功能组件的两端分别朝向对立的两根连接杆内侧面处；所述功能组件包括输出轴、外筒、内置弹簧，所述输出轴的一端固定有压头，并处于外筒的内部；所述外筒的内部底端面上安装有压力传感器；通过设计的功能组件，能够对桁架内部进行辅助支撑，同时对桁架的形变进行实时监测，一旦形变超过设定的阈值，可以及时的发出警报，提醒工作人员及时更换维护，避免出现安全事故，提高了桁架的功能性和安全性，且功能组件易拆装，并能够适应不同大小的桁架，范围较广。

Description

一种组合式钢结构桁架以及安装方法
技术领域
本发明属于桁架技术领域，具体涉及一种组合式钢结构桁架。
背景技术
桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架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，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度，是常见的机械结构之一。
现有的桁架通过在自身的钢结构安装位置以及材料性能达到正常使用的目的，但由于桁架自身结构简单，没有任何可以进行预警的结构或者功能，在长时间的使用中，桁架会受到各种外力的挤压，一旦材料疲劳度增大，容易造成桁架断裂的问题，且现有的桁架主要的支撑力形成在桁架外侧，而桁架内部的支撑力较低，以及现有多个桁架在组装中，难度较大，因此实际使用中存在较大的局限性，具有可改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式钢结构桁架，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种组合式钢结构桁架，包括四根相互垂直的主杆，每两根相邻的所述主杆之间连接有多个连接杆，所述主杆的内侧还设置有竖向倾斜的功能组件，所述功能组件的两端分别朝向对立的两根连接杆内侧面处；所述功能组件包括输出轴、外筒、内置弹簧，所述输出轴的一端固定有压头，并处于外筒的内部；
所述外筒的内部底端面上安装有压力传感器，所述压力传感器的输出端上连接有贯穿至所述外筒外部的连接线，在连接线的端部还安装有信号发射端，所述信号发射端与外部终端相连接；
所述内置弹簧内置于外筒的内部，且内置弹簧的两端分别与压力传感器以及压头相抵；
所述输出轴的另一端固定有输出轴连接端，所述外筒的底端固定有外筒连接端，处于所述功能组件两端处对立的连接杆内侧面均开设有放置槽，所述放置槽的内部底端面上固定有螺柱，所述螺柱的顶部套设有用于限位的螺母，所述放置槽的内部放置有安装块，所述螺柱与所述安装块贯穿连接，所述输出轴连接端与外筒连接端分别固定在两个所述安装块的表面。
优选的，每个所述主杆的底端内侧均固定有底盘，所述底盘的纵截面为三角形结构，所述主杆的顶端还设置有组合机构。
优选的，所述组合机构包括固定合页，所述固定合页由两个对称的板体以及将两个板体旋转连接的转轴构成，两个所述板体的表面呈三点式开设有通孔，所述主杆的顶部开设有与所述通孔位置相对应的螺孔，其中一个板体通过螺栓贯穿通孔与所述螺孔螺纹连接，所述主杆的外部还设置有外部杆体，所述外部杆体朝向所述主杆的端部固定有插杆，所述主杆的顶端面开设有供所述插杆插入的插槽，所述外部杆体朝向所述主杆的端部表面同样开设有螺孔，且另一个板体通过螺栓与外部杆体上的螺孔螺纹固定。
优选的，每两个相邻的所述连接杆之间还焊接有内支撑杆，所述内支撑杆的两端处于所述主杆与连接杆之间的角平分线上。
优选的，每两个相邻的所述内支撑杆纵截面呈“八”字型结构，多个所述功能组件呈平行状，且所述功能组件与其中一个所述内支撑杆的倾斜角度相等。
优选的，所述外部终端包括手机、平板、电脑、智能手环。
优选的，所述输出轴连接端与外筒连接端朝向所述放置槽的端部均呈弯折状，该弯折状与所述安装块的表面呈平行状，所述安装块为长方体结构。
本发明还公开了一种组合式钢结构桁架的安装方法：
步骤一：先将主杆、连接杆、内支撑杆焊接安装，随后将输出轴连接端、外筒连接端通过螺栓或者焊接固定在两个安装块上，并将两个安装块分别放置在两个对立且交错的连接杆处，并卡入至放置槽内，直至放置槽与连接杆的内侧面平行，此时螺柱贯穿放置槽，接着将螺栓套在螺柱上完成固定，此时功能组件的长度被两个交错对立的连接杆限位；
步骤二：当功能组件被限位时，输出轴带动压头挤压内置弹簧，此时内置弹簧受力压缩，并将部分力传递给压力传感器，压力传感器将受到的压力通过连接线传输给信号发射端，信号发射端将压力数据传输给外部终端，此时外部终端记录压力数值，并将此时的压力数值定为压力初始值，根据压力初始值设定压力变化的范围，设定好阈值；
步骤三：根据需要，将多个桁架进行安装，在安装中，将外部桁架中的外部杆体朝向主杆的顶部移动，并使得插杆插入插槽内，直至外部杆体的底端面与主杆的顶端面贴合，再将固定合页翻转，使得组成固定合页的两块板体分别与主杆以及外部杆体对立端面贴合，再通过螺栓贯穿固定合页，分别与主杆以及外部杆体固定，通过三点式的通孔，增加稳固性，同时通过插杆插入插槽内形成二次稳定性；
步骤四：在长期使用中，当桁架受到外力以及自身材质老化因素，导致自身出现形变时，输出轴会做出相对应的位移，一旦输出轴位移，压力传感器的数值会发生变化，同时压力传感器将变化数值情况通过信号发射端传递给外部终端，外部终端能够实时对桁架的形变情况进行掌握，一旦桁架的形变超过设定的阈值，在传输给外部终端同时，进行预警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过设计的功能组件，能够对桁架内部进行辅助支撑，同时对桁架的形变进行实时监测，一旦形变超过设定的阈值，可以及时的发出警报，提醒工作人员及时更换维护，避免出现安全事故，提高了桁架的功能性和安全性，且功能组件易拆装，并能够适应不同大小的桁架，范围较广；
2.通过设计的固定合页、插杆与插槽，能够简单快速的将多个桁架组合安装，同时稳定性还能够得到保证，大大的提高了工作效率，完善现有结构中的不足。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的功能组件的剖视图；
图3为本发明图1中A区域的放大示意图；
图4为本发明图1中B区域的放大示意图。
图中：1、主杆；2、连接杆；3、底盘；4、功能组件；41、输出轴连接端；42、外筒；43、内置弹簧；44、信号发射端；45、外筒连接端；46、压力传感器；47、压头；48、输出轴；5、内支撑杆；6、放置槽；7、螺柱；8、安装块；9、外部杆体；10、插杆；11、螺孔；12、插槽；13、固定合页。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种组合式钢结构桁架，包括四根相互垂直的主杆1，每两根相邻的主杆1之间连接有多个连接杆2，主杆1的内侧还设置有竖向倾斜的功能组件4，通过设计的功能组件4，能够对桁架内部进行辅助支撑，同时对桁架的形变进行实时监测，一旦形变超过设定的阈值，可以及时的发出警报，提醒工作人员及时更换维护，避免出现安全事故，提高了桁架的功能性和安全性，且功能组件易拆装，并能够适应不同大小的桁架，范围较广，功能组件4的两端分别朝向对立的两根连接杆2内侧面处；功能组件4包括输出轴48、外筒42、内置弹簧43，输出轴48的一端固定有压头47，并处于外筒42的内部；
外筒42的内部底端面上安装有压力传感器46，压力传感器46的输出端上连接有贯穿至外筒42外部的连接线，在连接线的端部还安装有信号发射端44，信号发射端44与外部终端相连接；
内置弹簧43内置于外筒42的内部，且内置弹簧43的两端分别与压力传感器46以及压头47相抵，用于将压力传递反应；
输出轴48的另一端固定有输出轴连接端41，外筒42的底端固定有外筒连接端45，处于功能组件4两端处对立的连接杆2内侧面均开设有放置槽6，放置槽6的内部底端面上固定有螺柱7，螺柱7的顶部套设有用于限位的螺母，放置槽6的内部放置有安装块8，螺柱7与安装块8贯穿连接，输出轴连接端41与外筒连接端45分别固定在两个安装块8的表面。
本实施例中，优选的，每个主杆1的底端内侧均固定有底盘3，底盘3的纵截面为三角形结构，主杆1的顶端还设置有组合机构。
本实施例中，优选的，组合机构包括固定合页13，通过设计的固定合页13、插杆10与插槽12，能够简单快速的将多个桁架组合安装，同时稳定性还能够得到保证，大大的提高了工作效率，完善现有结构中的不足，固定合页13由两个对称的板体以及将两个板体旋转连接的转轴构成，两个板体的表面呈三点式开设有通孔，主杆1的顶部开设有与通孔位置相对应的螺孔11，其中一个板体通过螺栓贯穿通孔与螺孔11螺纹连接，主杆1的外部还设置有外部杆体9，外部杆体9朝向主杆1的端部固定有插杆10，主杆1的顶端面开设有供插杆10插入的插槽12，外部杆体9朝向主杆1的端部表面同样开设有螺孔11，且另一个板体通过螺栓与外部杆体9上的螺孔11螺纹固定。
本实施例中，优选的，每两个相邻的连接杆2之间还焊接有内支撑杆5，内支撑杆5的两端处于主杆1与连接杆2之间的角平分线上。
本实施例中，优选的，每两个相邻的内支撑杆5纵截面呈“八”字型结构，多个功能组件4呈平行状，且功能组件4与其中一个内支撑杆5的倾斜角度相等，使得支撑能力得到提升。
本实施例中，优选的，外部终端包括手机、平板、电脑、智能手环。
本实施例中，优选的，输出轴连接端41与外筒连接端45朝向放置槽6的端部均呈弯折状，该弯折状与安装块8的表面呈平行状，安装块8为长方体结构。
本发明还公开了一种组合式钢结构桁架的安装方法：
步骤一：先将主杆1、连接杆2、内支撑杆5焊接安装，随后将输出轴连接端41、外筒连接端45通过螺栓或者焊接固定在两个安装块8上，并将两个安装块8分别放置在两个对立且交错的连接杆2处，并卡入至放置槽6内，直至放置槽6与连接杆2的内侧面平行，此时螺柱7贯穿放置槽6，接着将螺栓套在螺柱7上完成固定，此时功能组件4的长度被两个交错对立的连接杆2限位；
步骤二：当功能组件4被限位时，输出轴48带动压头47挤压内置弹簧43，此时内置弹簧43受力压缩，并将部分力传递给压力传感器46，压力传感器46将受到的压力通过连接线传输给信号发射端44，信号发射端44将压力数据传输给外部终端，此时外部终端记录压力数值，并将此时的压力数值定为压力初始值，根据压力初始值设定压力变化的范围，设定好阈值；
步骤三：根据需要，将多个桁架进行安装，在安装中，将外部桁架中的外部杆体9朝向主杆1的顶部移动，并使得插杆10插入插槽12内，直至外部杆体9的底端面与主杆1的顶端面贴合，再将固定合页13翻转，使得组成固定合页13的两块板体分别与主杆1以及外部杆体9对立端面贴合，再通过螺栓贯穿固定合页13，分别与主杆1以及外部杆体9固定，通过三点式的通孔，增加稳固性，同时通过插杆10插入插槽12内形成二次稳定性；
步骤四：在长期使用中，当桁架受到外力以及自身材质老化因素，导致自身出现形变时，输出轴48会做出相对应的位移，一旦输出轴48位移，压力传感器46的数值会发生变化，同时压力传感器46将变化数值情况通过信号发射端44传递给外部终端，外部终端能够实时对桁架的形变情况进行掌握，一旦桁架的形变超过设定的阈值，在传输给外部终端同时，进行预警。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种组合式钢结构桁架，包括四根相互垂直的主杆(1)，每两根相邻的所述主杆(1)之间连接有多个连接杆(2)，其特征在于：所述主杆(1)的内侧还设置有竖向倾斜的功能组件(4)，所述功能组件(4)的两端分别朝向对立的两根连接杆(2)内侧面处；所述功能组件(4)包括输出轴(48)、外筒(42)、内置弹簧(43)，所述输出轴(48)的一端固定有压头(47)，并处于外筒(42)的内部；
所述外筒(42)的内部底端面上安装有压力传感器(46)，所述压力传感器(46)的输出端上连接有贯穿至所述外筒(42)外部的连接线，在连接线的端部还安装有信号发射端(44)，所述信号发射端(44)与外部终端相连接；
所述内置弹簧(43)内置于外筒(42)的内部，且内置弹簧(43)的两端分别与压力传感器(46)以及压头(47)相抵；
所述输出轴(48)的另一端固定有输出轴连接端(41)，所述外筒(42)的底端固定有外筒连接端(45)，处于所述功能组件(4)两端处对立的连接杆(2)内侧面均开设有放置槽(6)，所述放置槽(6)的内部底端面上固定有螺柱(7)，所述螺柱(7)的顶部套设有用于限位的螺母，所述放置槽(6)的内部放置有安装块(8)，所述螺柱(7)与所述安装块(8)贯穿连接，所述输出轴连接端(41)与外筒连接端(45)分别固定在两个所述安装块(8)的表面。
2.根据权利要求1所述的一种组合式钢结构桁架，其特征在于：每个所述主杆(1)的底端内侧均固定有底盘(3)，所述底盘(3)的纵截面为三角形结构，所述主杆(1)的顶端还设置有组合机构。
3.根据权利要求2所述的一种组合式钢结构桁架，其特征在于：所述组合机构包括固定合页(13)，所述固定合页(13)由两个对称的板体以及将两个板体旋转连接的转轴构成，两个所述板体的表面呈三点式开设有通孔，所述主杆(1)的顶部开设有与所述通孔位置相对应的螺孔(11)，其中一个板体通过螺栓贯穿通孔与所述螺孔(11)螺纹连接，所述主杆(1)的外部还设置有外部杆体(9)，所述外部杆体(9)朝向所述主杆(1)的端部固定有插杆(10)，所述主杆(1)的顶端面开设有供所述插杆(10)插入的插槽(12)，所述外部杆体(9)朝向所述主杆(1)的端部表面同样开设有螺孔(11)，且另一个板体通过螺栓与外部杆体(9)上的螺孔(11)螺纹固定。
4.根据权利要求1所述的一种组合式钢结构桁架，其特征在于：每两个相邻的所述连接杆(2)之间还焊接有内支撑杆(5)，所述内支撑杆(5)的两端处于所述主杆(1)与连接杆(2)之间的角平分线上。
5.根据权利要求4所述的一种组合式钢结构桁架，其特征在于：每两个相邻的所述内支撑杆(5)纵截面呈“八”字型结构，多个所述功能组件(4)呈平行状，且所述功能组件(4)与其中一个所述内支撑杆(5)的倾斜角度相等。
6.根据权利要求1所述的一种组合式钢结构桁架，其特征在于：所述外部终端包括手机、平板、电脑、智能手环。
7.根据权利要求1所述的一种组合式钢结构桁架，其特征在于：所述输出轴连接端(41)与外筒连接端(45)朝向所述放置槽(6)的端部均呈弯折状，该弯折状与所述安装块(8)的表面呈平行状，所述安装块(8)为长方体结构。
8.根据权利要求1-7所述一种组合式钢结构桁架的安装方法，其特征在于：
步骤一：先将主杆(1)、连接杆(2)、内支撑杆(5)焊接安装，随后将输出轴连接端(41)、外筒连接端(45)通过螺栓或者焊接固定在两个安装块(8)上，并将两个安装块(8)分别放置在两个对立且交错的连接杆(2)处，并卡入至放置槽(6)内，直至放置槽(6)与连接杆(2)的内侧面平行，此时螺柱(7)贯穿放置槽(6)，接着将螺栓套在螺柱(7)上完成固定，此时功能组件(4)的长度被两个交错对立的连接杆(2)限位；
步骤二：当功能组件(4)被限位时，输出轴(48)带动压头(47)挤压内置弹簧(43)，此时内置弹簧(43)受力压缩，并将部分力传递给压力传感器(46)，压力传感器(46)将受到的压力通过连接线传输给信号发射端(44)，信号发射端(44)将压力数据传输给外部终端，此时外部终端记录压力数值，并将此时的压力数值定为压力初始值，根据压力初始值设定压力变化的范围，设定好阈值；
步骤三：根据需要，将多个桁架进行安装，在安装中，将外部桁架中的外部杆体(9)朝向主杆(1)的顶部移动，并使得插杆(10)插入插槽(12)内，直至外部杆体(9)的底端面与主杆(1)的顶端面贴合，再将固定合页(13)翻转，使得组成固定合页(13)的两块板体分别与主杆(1)以及外部杆体(9)对立端面贴合，再通过螺栓贯穿固定合页(13)，分别与主杆(1)以及外部杆体(9)固定，通过三点式的通孔，增加稳固性，同时通过插杆(10)插入插槽(12)内形成二次稳定性；
步骤四：在长期使用中，当桁架受到外力以及自身材质老化因素，导致自身出现形变时，输出轴(48)会做出相对应的位移，一旦输出轴(48)位移，压力传感器(46)的数值会发生变化，同时压力传感器(46)将变化数值情况通过信号发射端(44)传递给外部终端，外部终端能够实时对桁架的形变情况进行掌握，一旦桁架的形变超过设定的阈值，在传输给外部终端同时，进行预警。
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