CN115324256A - 基于三角桁架的体育场悬挑屋盖及其施工方法 - Google Patents

基于三角桁架的体育场悬挑屋盖及其施工方法 Download PDF

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Abstract

基于三角桁架的体育场悬挑屋盖及其施工方法，所述悬挑屋盖包括连接桁架、滑移桁架和多个屋盖本体，屋盖本体沿滑移桁架长度方向分布；相邻屋盖本体之间固接；连接桁架包括次连接钢架和支撑次连接钢架的竖直设置的多个竖向支撑柱，竖向支撑柱沿次连接钢架的长度方向分布；滑移桁架包括主连接钢架，主连接钢架连接于连接桁架上，主连接钢架上设有滑移轨道，屋盖本体前端滑动设置于滑移轨道上，屋盖本体上螺接有斜向支撑钢架，斜向支撑钢架末端螺接在竖向支撑柱上。本发明所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖结构新颖，通过设置滑移桁架装配时可以直接将各个屋盖本体滑入进去，定位更加方便准确，同时该结构通过设置斜向支撑钢架，稳定性更高。

Description

基于三角桁架的体育场悬挑屋盖及其施工方法
技术领域
本发明属于体育场屋盖领域，尤其涉及一种基于三角桁架的体育场悬挑屋盖及其施工方法。
背景技术
屋盖是房屋最上部的围护结构，应满足相应的使用功能要求，为建筑提供适宜的内部空间环境。屋盖也是房屋顶部的承重结构，受到材料、结构、施工条件等因素的制约。屋盖的作用和要求：屋盖是房屋最上层的覆盖物，由屋面和支撑结构组成。屋盖的围护作用是防止自然界雨、雪和风沙的侵袭及太阳辐射的影响。
体育场一般包括体育场、体育馆和大看台三部分，由于体育场馆面积一般较大，跨度大，所以，在施工的时候通常采用钢结构，钢结构施工快速，成本低，可实现大跨度的悬挑。
体育场悬挑结构的施工时，有以下几种方式：
1、整块在工厂装配好后，再运过来吊装，这种方式，在现场的操作极少，对现场消防要求不高，不易引发火灾等事故；但是，这种方式的不足之处在于：由于体育场的屋盖往往悬挑较大，存在运输困难，吊装难度大的问题。
2、将配件运输到现场，在现场进行焊接。这种方式极大降低了运输困难，但是存在以下问题：对现场环境要求较高，需要符合消防要求，同时，现场焊接好后，吊到空中，依然难度较大。
3、将屋盖各个配件依次吊装到空中，安装着，焊接着。这种方式，运输的问题解决了，同时，吊装的问题也解决了。但是，又引发了新的问题：安装时需要不断定位，否则容易引发精度低的问题；严重降低了施工进度，影响工期。
发明内容
本发明旨在提供一种结构简单，使用效果好的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖及其施工方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，包括连接桁架、滑移桁架和多个屋盖本体，屋盖本体沿滑移桁架长度方向分布；相邻屋盖本体之间固接；连接桁架包括次连接钢架和支撑次连接钢架的竖直设置的多个竖向支撑柱，竖向支撑柱沿次连接钢架的长度方向分布；滑移桁架包括主连接钢架，主连接钢架连接于连接桁架上，主连接钢架上设有滑移轨道，屋盖本体前端滑动设置于滑移轨道上，屋盖本体上螺接有斜向支撑钢架，斜向支撑钢架末端螺接在竖向支撑柱上。
次连接钢架包括第一上主梁、第一下主梁、第一竖向次梁和第一斜次梁；第一上主梁与第一下主梁相互平行，第一上主梁位于第一下主梁上方，第一竖向次梁竖直设置，且第一竖向次梁连接在第一上主梁和第一下主梁之间，第一斜次梁倾斜设置，且第一斜次梁的两端中一端连接在相邻两个第一竖向次梁中，第一个第一竖向次梁与第一上主梁的上连接处，另一端连接在第二个第一竖向次梁与第一下主梁的连接处。
主连接钢架包括左主梁、右主梁、中间次梁和上梁；左主梁与右主梁位于同一水平面上，且左主梁与右主梁焊接在次连接钢架上，中间次梁连接在左主梁和右主梁之间；上梁位于左主梁和右主梁的上方，且相对于左主梁和右主梁对称设置；上梁为工字型钢，上梁与左主梁、右主梁之间分别通过斜向连接梁连接；上梁与中间次梁之间通过竖向连接梁连接。
相邻屋盖本体支架连接有上水平梁和下水平梁，屋盖本体包括第二上主梁、第二下主梁、第二竖向次梁和第二斜次梁，第二上主梁上连接水平设置的上水平梁，第二下主梁上连接水平设置的下水平梁；
第二上主梁水平设置，第二下主梁位于第二上主梁下方，且第二下主梁朝向屋盖悬挑端向上倾斜设置；第二竖向次梁竖直设置，且第二竖向次梁连接在第二上主梁和第二下主梁之间，第二斜次梁倾斜设置，且第二斜次梁连接在第二上主梁和第二下主梁之间。
位于端部的上水平梁可动设置于上梁内。
位于端部的下水平梁上设有水平螺杆，水平螺杆螺接于左主梁和右主梁上，且水平螺杆端部螺接有螺母。
斜向支撑钢架末端连接在屋盖本体中部。
屋盖本体上方铺设有PTFE膜材。
上述基于三角桁架的体育场悬挑屋盖的施工方法，所述方法依次包括如下步骤：1、设置竖向支撑柱，在竖向支撑柱上安装连接桁架；2、将滑移桁架连接在连接桁架上；3、设置屋盖本体，将第二上主梁和第二下主梁通过第二竖向次梁和第二斜次梁连接，并将上水平梁和下水平梁连接在第二上主梁和第二下主梁上；4、将第一个屋盖本体推入到滑移桁架，利用第一个屋盖本体上水平梁上的槽，将第一个屋盖本体推入到滑移横街；5、依次将剩余的屋盖本体滑入到滑移桁架，并将相邻的两个屋盖本体螺接；6、各个屋盖本体初步固定，将各个屋盖本体的位于端部的下水平梁上穿设水平螺杆，水平螺杆穿过左主梁和下主梁，最终通过螺母固定；7、各个屋盖本体二次固定。
步骤7中，各个屋盖本体二次固定的方法为：将斜向支撑钢架一端连接在屋盖本体的中部，将斜向支撑钢架的另外一端连接在竖向支撑柱上。
通过以上技术方案，本发明的有益效果为：1、本发明所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖结构新颖，通过设置滑移桁架装配时可以直接将各个屋盖本体滑入进去，定位更加方便准确，同时该结构通过设置斜向支撑钢架，稳定性更高；2、设置的主连接钢架稳定性高，通过设置上梁，并将上梁选为工字钢，实现了轨道功能，使得屋盖本体可以滑入进去；3、设置的屋盖本体结构简单，稳定性高，可以实现大尺寸的悬挑；4、本发明所述的方法描述了悬挑屋盖的施工，施工方便，只需在生产车间内将连接桁架、滑移桁架以及屋盖本体进行组装即可，装配现场施工少，安全性高，同时运输方便；5、将屋盖本体滑入到滑移桁架上，节省了定位步骤，精度更高，连接方便。
附图说明
图1为本发明所述屋盖结构示意图；
图2为连接桁架结构示意图；
图3为滑移桁架端部结构示意图；
图4为屋盖本体结构示意图。
具体实施方式
基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，如图1~4所示，包括连接桁架、滑移桁架2和多个屋盖本体3，连接桁架起到支撑的作用，滑移桁架2连接在连接桁架上，各个屋盖本体3从滑移桁架2前端滑动到滑移桁架2设定位置，最终再固定到一起即可，利用这种方式，降低了屋盖本体3放置时的难度，节省了定位程序，加快了施工进度。
其中，连接桁架包括次连接钢架和支撑次连接钢架的竖直设置的多个竖向支撑柱1，竖向支撑柱1沿次连接钢架的长度方向分布。
竖向支撑柱1竖直设置，而次连接钢架水平设置，通过竖向支撑柱1将次连接钢架支撑起来。实施的时候，竖向支撑柱1选择圆钢柱，并向圆钢柱内灌装混凝土，提高竖向支撑柱1的强度。
次连接钢架包括第一上主梁5、第一下主梁6、第一竖向次梁7和第一斜次梁8；第一下主梁6与竖向支撑柱1顶端连接。
第一上主梁5与第一下主梁6相互平行，第一上主梁5位于第一下主梁6上方，第一竖向次梁7竖直设置，且第一竖向次梁7连接在第一上主梁5和第一下主梁6之间，第一斜次梁8倾斜设置，且第一斜次梁8的两端中一端连接在相邻两个第一竖向次梁7中，第一个第一竖向次梁7与第一上主梁5的上连接处，另一端连接在第二个第一竖向次梁7与第一下主梁6的连接处。
滑移桁架2用于提供屋盖本体3的滑移通道，滑移桁架2包括主连接钢架，主连接钢架连接于连接桁架上，主连接钢架上设有滑移轨道。
主连接钢架包括左主梁9、右主梁10、中间次梁11和上梁14；左主梁9与右主梁10位于同一水平面上，且左主梁9与右主梁10焊接在次连接钢架上，中间次梁11连接在左主梁9和右主梁10之间；上梁14位于左主梁9和右主梁10的上方，且相对于左主梁9和右主梁10对称设置；上梁14为工字型钢，上梁14与左主梁9、右主梁10之间分别通过斜向连接梁13连接；上梁14与中间次梁11之间通过竖向连接梁12连接。
设置的主连接钢架稳定性高，左主梁9、右主梁10和上梁14形成三角形结构。
其中，上梁14上的工字型钢为滑移轨道，实现屋盖本体3安装时的定位。屋盖本体3前端滑动设置于滑移轨道上，屋盖本体3后端为悬挑端。实施的时候，屋盖本体3沿滑移桁架2长度方向分布；相邻屋盖本体3之间固接。
其中，屋盖本体3包括第二上主梁15、第二下主梁16、第二竖向次梁17和第二斜次梁18，第二上主梁15上连接水平设置的上水平梁19，第二下主梁16上连接水平设置的下水平梁20，上水平梁19和下水平梁20实现相邻屋盖本体3的连接，实施的时候，上水平梁19和下水平梁20朝向相邻的屋盖本体3设置，这样连接的时候，通过上水平梁19和下水平梁20连接即可。
另外，每个屋盖本体3上，上水平梁19和下水平梁20的数量均为多个，沿屋盖本体3前端到屋盖本体3末端方向均匀分布。
实施的时候，第二上主梁15水平设置，第二下主梁16位于第二上主梁15下方，且第二下主梁16朝向屋盖悬挑端向上倾斜设置；第二竖向次梁17竖直设置，且第二竖向次梁17连接在第二上主梁15和第二下主梁16之间，第二斜次梁18倾斜设置，且第二斜次梁18连接在第二上主梁15和第二下主梁16之间。设置的第二上主梁15和第二下主梁16形成三角形结构，稳定性高。
为进一步提高稳定性，屋盖本体3上螺接有斜向支撑钢架4，且，斜向支撑钢架4连接在屋盖本体3中部。斜向支撑钢架4末端螺接在竖向支撑柱1上。
为实现屋盖本体3在滑移桁架2上的移动，位于端部的上水平梁19可动设置于上梁14内。位于端部的下水平梁20上设有水平螺杆，水平螺杆螺接于左主梁9和右主梁10上，且水平螺杆端部螺接有螺母。
当将屋盖本体3装配完成后，在屋盖本体3上方铺设PTFE膜材实现全覆盖即可，本实施例中选用的PTFE膜材为成熟的现有技术，且PTFE膜材在附图中没有显示。
本发明所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖结构新颖，通过设置滑移桁架2装配时可以直接将各个屋盖本体3滑入进去，定位更加方便准确，同时该结构通过设置斜向支撑钢架4，稳定性更高。
本实施例还公开了一种上述基于三角桁架的体育场悬挑屋盖的施工方法，所述方法依次包括如下步骤：
1、设置竖向支撑柱1，在竖向支撑柱1上安装连接桁架。在设置竖向支撑柱1的时候，选用圆柱钢即可，同时，在圆柱钢内灌注混凝土，提高竖向支撑柱1的强度。安装的时候，保证连接桁架的水平。
2、将滑移桁架2连接在连接桁架上；安装的时候，使用左主梁9和右主梁10焊接或者螺接在第一上主梁5上即可。
3、设置屋盖本体3，将第二上主梁15和第二下主梁16通过第二竖向次梁17和第二斜次梁18连接，并将上水平梁19和下水平梁20连接在第二上主梁15和第二下主梁16上，此处的连接均为焊接。通过这样的步骤，制作出一个屋盖本体3，重复本步骤，直至制作出需要数量的屋盖本体3。
4、将第一个屋盖本体3推入到滑移桁架2；推入的时候，利用第一个屋盖本体3上水平梁19上的槽，将第一个屋盖本体3推入到滑移横街。
5、依次将剩余的屋盖本体3滑入到滑移桁架2，并将相邻的两个屋盖本体3螺接。
6、各个屋盖本体3初步固定，将各个屋盖本体3的位于端部的下水平梁20上穿设水平螺杆，水平螺杆穿过左主梁9和下主梁，最终通过螺母固定，从而实现屋盖本体3的稳定性。
7、各个屋盖本体3二次固定；其中，各个屋盖本体3二次固定的方法为：将斜向支撑钢架4一端连接在屋盖本体3的中部，将斜向支撑钢架4的另外一端连接在竖向支撑柱1上，通过设置斜向支撑钢架4进一步提高了屋盖本体3的稳定性。
本发明所述的方法描述了悬挑屋盖的施工，施工方便，只需在生产车间内将连接桁架、滑移桁架以及屋盖本体进行组装即可，装配现场施工少，安全性高，同时运输方便。

Claims (10)

1.基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：包括连接桁架、滑移桁架和多个屋盖本体，屋盖本体沿滑移桁架长度方向分布；相邻屋盖本体之间固接；连接桁架包括次连接钢架和支撑次连接钢架的竖直设置的多个竖向支撑柱，竖向支撑柱沿次连接钢架的长度方向分布；滑移桁架包括主连接钢架，主连接钢架连接于连接桁架上，主连接钢架上设有滑移轨道，屋盖本体前端滑动设置于滑移轨道上，屋盖本体上螺接有斜向支撑钢架，斜向支撑钢架末端螺接在竖向支撑柱上。
2.权利要求1所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：次连接钢架包括第一上主梁、第一下主梁、第一竖向次梁和第一斜次梁；第一上主梁与第一下主梁相互平行，第一上主梁位于第一下主梁上方，第一竖向次梁竖直设置，且第一竖向次梁连接在第一上主梁和第一下主梁之间，第一斜次梁倾斜设置，且第一斜次梁的两端中一端连接在相邻两个第一竖向次梁中，第一个第一竖向次梁与第一上主梁的上连接处，另一端连接在第二个第一竖向次梁与第一下主梁的连接处。
3.权利要求2所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：主连接钢架包括左主梁、右主梁、中间次梁和上梁；左主梁与右主梁位于同一水平面上，且左主梁与右主梁焊接在次连接钢架上，中间次梁连接在左主梁和右主梁之间；上梁位于左主梁和右主梁的上方，且相对于左主梁和右主梁对称设置；上梁为工字型钢，上梁与左主梁、右主梁之间分别通过斜向连接梁连接；上梁与中间次梁之间通过竖向连接梁连接。
4.权利要求3所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：相邻屋盖本体支架连接有上水平梁和下水平梁，屋盖本体包括第二上主梁、第二下主梁、第二竖向次梁和第二斜次梁，第二上主梁上连接水平设置的上水平梁，第二下主梁上连接水平设置的下水平梁；
第二上主梁水平设置，第二下主梁位于第二上主梁下方，且第二下主梁朝向屋盖悬挑端向上倾斜设置；第二竖向次梁竖直设置，且第二竖向次梁连接在第二上主梁和第二下主梁之间，第二斜次梁倾斜设置，且第二斜次梁连接在第二上主梁和第二下主梁之间。
5.权利要求4所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：位于端部的上水平梁可动设置于上梁内。
6.权利要求5所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：位于端部的下水平梁上设有水平螺杆，水平螺杆螺接于左主梁和右主梁上，且水平螺杆端部螺接有螺母。
7.权利要求6所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：斜向支撑钢架末端连接在屋盖本体中部。
8.权利要求1至7任意一项所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖，其特征在于：屋盖本体上方铺设有PTFE膜材。
9.权利要求8所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖的施工方法，其特征在于：所述方法依次包括如下步骤：1、设置竖向支撑柱，在竖向支撑柱上安装连接桁架；2、将滑移桁架连接在连接桁架上；3、设置屋盖本体，将第二上主梁和第二下主梁通过第二竖向次梁和第二斜次梁连接，并将上水平梁和下水平梁连接在第二上主梁和第二下主梁上；4、将第一个屋盖本体推入到滑移桁架，利用第一个屋盖本体上水平梁上的槽，将第一个屋盖本体推入到滑移横街；5、依次将剩余的屋盖本体滑入到滑移桁架，并将相邻的两个屋盖本体螺接；6、各个屋盖本体初步固定，将各个屋盖本体的位于端部的下水平梁上穿设水平螺杆，水平螺杆穿过左主梁和下主梁，最终通过螺母固定；7、各个屋盖本体二次固定。
10.如权利要求9所述的基于三角桁架的体育场悬挑屋盖的施工方法，其特征在于：步骤7中，各个屋盖本体二次固定的方法为：将斜向支撑钢架一端连接在屋盖本体的中部，将斜向支撑钢架的另外一端连接在竖向支撑柱上。
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