CN114673854B - 基于bim的抗震吊架及其钢结构建筑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的抗震吊架及其钢结构建筑。基于BIM的抗震吊架，包括：四向支架组件、横梁以及管箍装置，横梁的两端分别连接两组四向支架组件，管箍装置安装于横梁上；四向支架组件包括：主吊杆、侧向支撑杆以及纵向支撑杆；主吊杆与横梁的一端固定连接，侧向支撑杆固定安装于主吊杆的一侧，侧向支撑杆与主吊杆之间的夹角为40°～50°，纵向支撑杆固定安装于主吊杆的另一侧，纵向支撑杆与主吊杆之间的夹角为40°～50°；侧向支撑杆与纵向支撑杆之间的夹角为45°～60°。本发明的基于BIM的抗震吊架可以实现管道快速便捷地拆装，从而减小工作人员的工作负担，有利于提高工作效率。

Description

基于BIM的抗震吊架及其钢结构建筑

技术领域

本发明涉及工程建筑领域，特别是涉及一种基于BIM的抗震吊架及其钢结构建筑。

背景技术

BIM(Building Information Modeling)技术是通过建立虚拟的工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，有效提高工作效率、节省资源、以实现可持续发展。

抗震支架是限制附属机电工程设施产生位移，控制设施振动，并将荷载传递至承载结构上的各类组件或装置。抗震支架在地震中应对建筑机电工程设施给予可靠的保护，承受来自任意水平方向的地震作用。

现有技术的抗震吊架中，通常采用螺栓连接的方式将管道与横梁固定连接在一起，虽然这种方式可以实现抗震吊架与管道的稳定连接，但是在安装和拆卸管道时，众多螺栓的安装或拆卸过程费时费力，增加了工作人员的工作负担，并不利于提高工作效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于BIM的抗震吊架及其钢结构建筑，改变传统的将管道与横梁通过螺栓连接在一起的安装方式，减轻工作人员的工作负担，提高工作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于BIM的抗震吊架，包括：四向支架组件、横梁以及管箍装置，所述横梁的两端分别连接两组所述四向支架组件，所述管箍装置安装于所述横梁上；

所述四向支架组件包括：主吊杆、侧向支撑杆以及纵向支撑杆；所述主吊杆与所述横梁的一端固定连接，所述侧向支撑杆固定安装于所述主吊杆的一侧，所述侧向支撑杆与所述主吊杆之间的夹角为40°～50°，所述纵向支撑杆固定安装于所述主吊杆的另一侧，所述纵向支撑杆与所述主吊杆之间的夹角为40°～50°；所述侧向支撑杆与所述纵向支撑杆之间的夹角为45°～60°。

在其中一个实施例中，所述管箍装置包括：基座、管箍夹持臂、顶持杆、主动偏摆杆以及从动偏摆杆；

所述基座固定安装于所述横梁上，所述管箍夹持臂对称并铰接地设于所述基座上，所述管箍夹持臂与所述顶持杆驱动连接；所述主动偏摆杆及所述从动偏摆杆均可转动地设于所述基座上，所述主动偏摆杆用于驱动所述管箍夹持臂转动，所述从动偏摆杆用于限制所述管箍夹持臂转动；

所述管箍夹持臂包括铰接部与夹持部，所述顶持杆设于两个所述管箍夹持臂的铰接部之间，所述从动偏摆杆通过伸缩弹簧与所述管箍夹持臂的夹持部连接。

在其中一个实施例中，所述主动偏摆杆上设有施力端，所述管箍夹持臂的所述铰接部与所述夹持部之间设有推力板，所述施力端抵持或脱离所述推力板；所述主动偏摆杆通过复位弹性件可转动地设于所述基座上；

所述从动偏摆杆上设有第一支臂与第二支臂，所述第一支臂压持于所述管箍夹持臂的夹持部，所述第一支臂通过伸缩弹簧与所述夹持部连接；所述第二支臂抵持或脱离所述夹持部，所述主动偏摆杆的施力端压持或脱离所述从动偏摆杆的第二支臂。

在其中一个实施例中，所述主动偏摆杆的施力端处设有可自由转动的滚轮。

在其中一个实施例中，所述从动偏摆杆的第一支臂上设有可自由转动的滚轮。

在其中一个实施例中，所述伸缩弹簧为拉簧结构，所述复位弹性件为扭簧结构。

在其中一个实施例中，所述基座上设有阻挡柱，所述阻挡柱用于限制所述主动偏摆杆。

在其中一个实施例中，所述管箍夹持臂的铰接部上设有齿轮，所述顶持杆的两侧设有与所述齿轮配合的齿条，所述齿轮与所述齿条相互啮合。

一种钢结构建筑，所述钢结构建筑包括支撑柱及安装于所述支撑柱上的顶棚结构；

所述钢结构建筑还包括上述的基于BIM的抗震吊架；

所述基于BIM的抗震吊架安装于所述顶棚结构上。

本发明的基于BIM的抗震吊架可以实现管道快速便捷地拆装，从而减小工作人员的工作负担，有利于提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种钢结构建筑的示意图；

图2为本发明基于BIM的抗震吊架的结构示意图；

图3为图2所示的管箍装置的结构示意图；

图4为图3所示的管箍装置的分解结构示意图；

图5为管箍装置在闭合状态下的结构示意图；

图6为管箍装置在打开状态下的结构示意图；

图7为管箍装置由打开到闭合过程中的状态示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明公开了一种钢结构建筑50，该钢结构建筑50包括支撑柱51及安装于支撑柱51上的顶棚结构52。

现有技术的抗震吊架中，通常采用螺栓连接的方式将管道与横梁固定连接在一起，虽然这种方式可以实现抗震吊架与管道的稳定连接，但是在安装和拆卸管道时，众多螺栓的安装或拆卸过程费时费力，增加了工作人员的工作负担，并不利于提高工作效率。为了解决上述问题，本发明在上述钢结构建筑50的基础上，还公开了一种基于BIM的抗震吊架10(如图2所示)，该基于BIM的抗震吊架10安装于顶棚结构52上。

如图2所示，一种基于BIM的抗震吊架10，其包括：四向支架组件20、横梁30以及管箍装置40，横梁30的两端分别连接两组四向支架组件20，管箍装置40安装于横梁上30。其中，四向支架组件20包括：主吊杆21、侧向支撑杆22以及纵向支撑杆23。主吊杆21与横梁30的一端固定连接，侧向支撑杆22固定安装于主吊杆21的一侧，侧向支撑杆22与主吊杆21之间的夹角为40°～50°，纵向支撑杆23固定安装于主吊杆21的另一侧，纵向支撑杆23与主吊杆21之间的夹角为40°～50°，侧向支撑杆22与纵向支撑杆23之间的夹角为45°～60°。

使用时，主吊杆21作为主要的承重部件安装于天花板(顶棚结构52)上，横梁30由两根主吊杆21支撑，管箍装置40固定安装在横梁30上，且管箍装置40用于夹持并固定管道。侧向支撑杆22以及纵向支撑杆23安装在主吊杆21不同的侧面上，而且，侧向支撑杆22的一端安装在天花板(顶棚结构52)上，这样侧向支撑杆22与主吊杆21可以构成一个稳定的三角形结构；同理，纵向支撑杆23的一端也安装在天花板(顶棚结构52)上，纵向支撑杆23与主吊杆21也构成稳定的三角形结构。地震来临时，侧向支撑杆22可以降低主吊杆21在横向的晃动幅度，从而减小传递到管道上的应力，同理，纵向支撑杆23可以降低主吊杆21在纵向的晃动幅度，从而减少和尽可能防止次生灾害的发生，达到减少人员伤亡及财产损失的目的。

在本实施例中，如图3所示，管箍装置40包括：基座100、管箍夹持臂200、顶持杆300、主动偏摆杆400以及从动偏摆杆500。基座100固定安装于横梁30上，管箍夹持臂200对称并铰接地设于基座100上，管箍夹持臂200与顶持杆300驱动连接；主动偏摆杆400及从动偏摆杆500均可转动地设于基座100上，主动偏摆杆400用于驱动管箍夹持臂200转动，从动偏摆杆500用于限制管箍夹持臂200转动。如图4所示，管箍夹持臂200包括铰接部210与夹持部220，顶持杆300设于两个管箍夹持臂200的铰接部之间，从动偏摆杆500通过伸缩弹簧501(如图5所示)与管箍夹持臂200的夹持部220连接。

使用时，管道主要依靠管箍夹持臂200的夹持部220进行夹持固定，主动偏摆杆400用于驱动管箍夹持臂200张开，顶持杆300用于驱动管箍夹持臂200闭合；而从动偏摆杆500主要用于限制管箍夹持臂200，使其可以稳定保持在张开或者闭合状态，具体的工作原理将在下文进行说明。

在本实施例中，如图5所示，主动偏摆杆400上设有施力端410，管箍夹持臂200的铰接部210与夹持部220之间设有推力板230，施力端410抵持或脱离推力板230，且主动偏摆杆400通过复位弹性件(图未示)可转动地设于基座100上，当主动偏摆杆400驱动推力板230时，施力端410抵持在推力板230上。而且，如图4及图5所示，从动偏摆杆500上设有第一支臂510与第二支臂520，第一支臂510压持于管箍夹持臂200的夹持部220，同时，第一支臂510还通过伸缩弹簧501与夹持部220连接(即伸缩弹簧501的两端分别连接第一支臂510与夹持部220)；而第二支臂520可以抵持或脱离夹持部220，且主动偏摆杆400的施力端410压持或脱离从动偏摆杆500的第二支臂520。其中，伸缩弹簧501时刻为夹持部220提供一个靠近第一支臂510的力，从动偏摆杆500可以使管箍夹持臂200稳定保持在当前状态；而主动偏摆杆400除了用于驱动管箍夹持臂200张开外，还可以限制从动偏摆杆500，从而限制管箍夹持臂200，具体的工作原理将在下文进行说明。

优选的，在本实施例中，管箍夹持臂200的铰接部210上设有齿轮211，顶持杆300的两侧设有与齿轮211配合的齿条301，齿轮211与齿条301相互啮合。

在本实施例中，伸缩弹簧501为拉簧结构(如图5所示)，复位弹性件为扭簧结构，基座100上设有阻挡柱110(如图4及图6所示)，阻挡柱110用于限制主动偏摆杆400。

接下来结合上述结构，对本发明的管箍装置40的工作原理进行阐述说明，下面以管道安装为例，请一并参考图3、图5、图6及图7：

初始状态下，如图5所示，管箍夹持臂200处于闭合状态，从动偏摆杆500的第一支臂510与第二支臂520均压持在管箍夹持臂200上，第一支臂510、第二支臂520与管箍夹持臂200共同构成较为稳定的三角形结构，并且主动偏摆杆400在复位弹性件的作用力下转动至与阻挡柱110抵持，此时，主动偏摆杆400的施力端410抵持于第二支臂520上，使得从动偏摆杆500无法转动，进而使管箍夹持臂200也无法转动；

安装管道前，需要将管箍夹持臂200打开。首先，转动主动偏摆杆400，使得施力端410远离第二支臂520并抵持于推力板230上；随着主动偏摆杆400进一步转动，施力端410通过推力板230推动管箍夹持臂200绕着铰接部210旋转，在此过程中，由于第一支臂510、第二支臂520均压持于夹持部220上，则管箍夹持臂200转动时将推动从动偏摆杆500一起旋转，使得从动偏摆杆500变化为如图6所示的状态。此时，第一支臂510通过伸缩弹簧501为夹持部220提供拉力，从而使得管箍夹持臂200可以稳定保持在打开状态。与此同时，由于顶持杆300处于两个管箍夹持臂200之间，且顶持杆300与铰接部210相互啮合，则管箍夹持臂200转动打开时，将驱动顶持杆300向下移动，使得顶持杆300的一端处于两个夹持部220之间，如图6所示；

安装管道时，要使管箍夹持臂200夹持管道并闭合。具体地，工作人员将管道推入已经打开的管箍夹持臂200，管道会与处于两个夹持部220之间的顶持杆300发生碰触，并且在推力作用下，管道将顶升顶持杆300；由于顶持杆300与铰接部210相互啮合，随着顶持杆300的移动，管箍夹持臂200将绕着铰接部210旋转至闭合状态，进而从两侧夹紧并固定管道。在这个过程中，管箍夹持臂200需要克服伸缩弹簧501的弹性力，并通过伸缩弹簧501拉着从动偏摆杆500反向旋转，使得第二支臂520重新压持在管箍夹持臂200上，从动偏摆杆500再次与管箍夹持臂200构成稳定的三角形结构。并且，主动偏摆杆400在复位弹性件的作用力转动至与阻挡柱110抵持，其上的施力端410抵持于第二支臂520上，进一步的限制使得从动偏摆杆500无法转动，管箍装置40重新处于闭合状态(如图5所示)；

同理，管道拆卸时，工作人员转动主动偏摆杆400，管箍装置40如上所述由闭合状态变为打开状态，同时顶持杆300将管道顶出，这样便完成了管道的拆卸。

要说明的是，本发明的管箍装置40具有利于管道便捷式拆装的特点。与传统抗震吊架相比，本发明的基于BIM的抗震吊架10采用管箍装置40与管道连接，可以避免使用众多螺栓，从而减少了管道拆装时的复杂程度。采用管箍装置40后，安装管道时，工作人员只需要先将管箍夹持臂200打开，然后将管道压入两个管箍夹持臂200之间即可，管箍夹持臂200便可以自主闭合，从而夹紧并固定管道；拆卸管道时，工作人员只需要转动主动偏摆杆400，使其驱动管箍夹持臂200打开即可，管道便可以顺畅脱离管箍装置40。这样便实现了管道快速便捷地拆装。

要强调的是，无论管箍夹持臂200张开或闭合后，从动偏摆杆500都可以使管箍装置40稳定地保持在当前状态。具体地，如图5所示，当管箍夹持臂200闭合时，第一支臂510、第二支臂520均压持在管箍夹持臂200上，此时，伸缩弹簧501拉着从动偏摆杆500，使得从动偏摆杆500有向着管箍夹持臂200方向转动的趋势，如此使得从动偏摆杆500与管箍夹持臂200可以构成较为稳定的三角形结构，进而使管箍夹持臂200稳定保持在当前状态；如图6所示，当管箍夹持臂200打开后，第一支臂510压持在管箍夹持臂200上，此时在伸缩弹簧501的作用下，从动偏摆杆500与管箍夹持臂200有着相互靠近的拉力，在管箍夹持臂200不受外力的情况下，管箍夹持臂200无法克服伸缩弹簧501的拉力而复位，如此使管箍夹持臂200稳定保持在当前状态。

进一步地，由于在闭合状态下管箍夹持臂200夹持着管道，则此时的管箍夹持臂200不能在非正常情况下打开(例如地震来临时，管箍夹持臂200将受到管道的水平力作用，该作用力可能推动管箍夹持臂200)，为了进一步限制管箍夹持臂200，防止其在非正常情况下打开，在本实施例中，使用主动偏摆杆400对从动偏摆杆500施加限制。具体地，在闭合状态下，主动偏摆杆400的施力端410将压持在第二支臂520上，从而使得从动偏摆杆500无法转动，这样，即使管箍夹持臂200受到水平推力，从动偏摆杆500仍压持在管箍夹持臂200，使其无法打开。只有当工作人员转动主动偏摆杆400，使得施力端410不再压持第二支臂520，从动偏摆杆500才具备转动的条件，管箍夹持臂200才能被打开。

要说明的是，工作人员转动主动偏摆杆400，使得管箍夹持臂200打开后，主动偏摆杆400便会在复位弹性件的作用下复位。紧接着，当管箍夹持臂200再次闭合时，从动偏摆杆500反向旋转，其上的第二支臂520将会与主动偏摆杆400的施力端410发生碰触，如图7所示。此时，主动偏摆杆400受推力发生轻微转动，使得施力端410做出避让动作，这样，第二支臂520便可以顺利越过施力端410并压持在管箍夹持臂200上。而施力端410做出避让动作后，主动偏摆杆400在复位弹性件的作用下复位，施力端410将压持在第二支臂520上，从而限制从动偏摆杆500，使得管箍夹持臂200稳定保持在闭合状态。

在其中一个实施例中，主动偏摆杆400的施力端410处设有可自由转动的滚轮(图未示)，从动偏摆杆500的第一支臂510上也设有可自由转动的滚轮(图未示)。当主动偏摆杆400推动推力板230时，施力端410处的滚轮可以减小推力板230与施力端410之间的摩擦力，使得两者之间更顺畅地传递力矩。同理，在管箍夹持臂200打开或闭合的过程中，第一支臂510上的滚轮也可以减小第一支臂510与管箍夹持臂200之间的摩擦力。

综上所述，本发明的基于BIM的抗震吊架10可以实现管道快速便捷地拆装，从而减小工作人员的工作负担，有利于提高工作效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于BIM的抗震吊架，其特征在于，包括：四向支架组件、横梁以及管箍装置，所述横梁的两端分别连接两组所述四向支架组件，所述管箍装置安装于所述横梁上；

所述四向支架组件包括：主吊杆、侧向支撑杆以及纵向支撑杆；所述主吊杆与所述横梁的一端固定连接，所述侧向支撑杆固定安装于所述主吊杆的一侧，所述侧向支撑杆与所述主吊杆之间的夹角为40°~50°，所述纵向支撑杆固定安装于所述主吊杆的另一侧，所述纵向支撑杆与所述主吊杆之间的夹角为40°~50°；所述侧向支撑杆与所述纵向支撑杆之间的夹角为45°~60°；

所述管箍装置包括：基座、管箍夹持臂、顶持杆、主动偏摆杆以及从动偏摆杆；

所述基座固定安装于所述横梁上，所述管箍夹持臂对称并铰接地设于所述基座上，所述管箍夹持臂与所述顶持杆驱动连接；所述主动偏摆杆及所述从动偏摆杆均可转动地设于所述基座上，所述主动偏摆杆用于驱动所述管箍夹持臂转动，所述从动偏摆杆用于限制所述管箍夹持臂转动；

所述管箍夹持臂包括铰接部与夹持部，所述顶持杆设于两个所述管箍夹持臂的铰接部之间，所述从动偏摆杆通过伸缩弹簧与所述管箍夹持臂的夹持部连接；

所述主动偏摆杆上设有施力端，所述管箍夹持臂的所述铰接部与所述夹持部之间设有推力板，所述施力端抵持或脱离所述推力板；所述主动偏摆杆通过复位弹性件可转动地设于所述基座上；

所述从动偏摆杆上设有第一支臂与第二支臂，所述第一支臂压持于所述管箍夹持臂的夹持部，所述第一支臂通过伸缩弹簧与所述夹持部连接；所述第二支臂抵持或脱离所述夹持部，所述主动偏摆杆的施力端压持或脱离所述从动偏摆杆的第二支臂；

所述管箍夹持臂的铰接部上设有齿轮，所述顶持杆的两侧设有与所述齿轮配合的齿条，所述齿轮与所述齿条相互啮合。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的抗震吊架，其特征在于，所述主动偏摆杆的施力端处设有可自由转动的滚轮。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的抗震吊架，其特征在于，所述从动偏摆杆的第一支臂上设有可自由转动的滚轮。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的抗震吊架，其特征在于，所述伸缩弹簧为拉簧结构，所述复位弹性件为扭簧结构。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的抗震吊架，其特征在于，所述基座上设有阻挡柱，所述阻挡柱用于限制所述主动偏摆杆。

6.一种钢结构建筑，其特征在于，所述钢结构建筑包括支撑柱及安装于所述支撑柱上的顶棚结构；

所述钢结构建筑还包括权利要求1至5中任意一项所述的基于BIM的抗震吊架；

所述基于BIM的抗震吊架安装于所述顶棚结构上。