CN117587985A - 一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑墙面支撑技术领域，特别涉及一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，包括基础框架、安装于基础框架上且以三角形结构呈现并对基础框架整体进行稳定支撑的顶面支撑单元、左右侧面支撑单元、前后侧面支撑单元以及设置在基础框架、左右侧面支撑单元与顶面支撑单元的连接处以及基础框架、前后侧面支撑单元与顶面支撑单元的连接处用于提高连接处强度的连接单元，设置的顶面支撑单元、左右侧面支撑单元、前后侧面支撑单元内具体构件之间任意三根形成稳定的三角型结构，能够大大提高桁架的支撑强度，减少了纵向支撑和垂直支撑钢柱的数量，同时也不会影响厂房内部的空间分布；通过连接单元增加了各连接处的强度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑墙面支撑技术领域，特别涉及一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构。
背景技术
建筑大跨度墙面桁架是一种用于支撑和加固建筑物外墙的结构系统。它主要由水平和垂直的梁、柱组成，通常采用钢材或混凝土构造。这种桁架设计旨在解决大跨度建筑物外墙结构的稳定性和承载力问题。
大跨度墙面桁架必须具备足够的刚度和稳定性，以抵抗风荷载、地震等外部荷载。这需要合理选择桁架的梁柱尺寸和布置方式，并确保连接部分的强度和刚性。墙面桁架需要能够承受自身重量以及其他附加荷载，如外墙材料、隔热层、玻璃幕墙等。结构设计应该经过详细计算和工程分析，确保满足安全的承载要求。考虑到施工过程中的便捷性和效率性，设计应尽量简化桁架的组装和安装。模块化设计和预制构件的使用可以减少现场施工时间和成本。大跨度墙面桁架的设计也需要与建筑整体风格和外观协调一致。这可能涉及到选择合适的材料、颜色和纹理，以及考虑桁架在建筑外观上的呈现方式。
总之，大跨度墙面桁架的设计需要综合考虑结构力学、承载能力、施工可行性和建筑美学等因素。通过合理的设计和工程分析，可以实现稳定、安全和符合设计要求的墙面桁架结构。
如附图4所示，顶面为平面的现有的大跨度墙面桁架各面通常采用横向和纵向垂直的多根钢柱焊接而成，这样的方式使用的钢柱数量较多，同时为了保证顶面的强度和稳定性，还需要在其顶面钢柱下方设置多根垂直的钢柱进行支撑，不仅浪费材料，而且影响厂房内的空间分布。
发明内容
要解决的技术问题：本发明提供的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，可以解决上述提到的材料浪费和影响空间分布的问题。
技术方案:为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，包括基础框架、安装于基础框架上且以三角形结构呈现并对基础框架整体进行稳定支撑的顶面支撑单元、左右侧面支撑单元、前后侧面支撑单元以及设置在基础框架、左右侧面支撑单元与顶面支撑单元的连接处以及基础框架、前后侧面支撑单元与顶面支撑单元的连接处用于提高连接处强度的连接单元。
所述基础框架由奇数个开口朝下的U型件、框架水平支杆一、框架水平支杆二、框架水平横杆、框架水平竖杆焊接而成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述U型件从左到右依次均匀分布，若干个U型件的水平段部分中间位置通过若干框架水平支杆一连接，若干个U型件的水平段部分前后端部分别通过若干框架水平支杆二连接，若干个U型件的竖直段部分通过若干框架水平横杆连接，位于最外侧的两个U型件各自的竖直段部分之间通过框架水平竖杆连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述顶面支撑单元位于基础框架顶面且由以基础框架顶面的横向和纵向中心线为轴对称分布的四个顶面斜支撑杆一组成，顶面斜支撑杆一一端与最中间位置的U型件和框架水平支杆二的连接处焊接，另一端与框架水平支杆一和最外侧的U型件的连接处焊接；当U型件数量大于三个时，顶面斜支撑杆一与内侧的U型件焊接，顶面斜支撑杆一的高度尺寸大于U型件水平段部分的高度尺寸，顶面斜支撑杆一对应于U型件水平段的部分开设有用于容纳U型件水平段的第一凹槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述左右侧面支撑单元设置有两组且分别位于基础框架的左侧面和右侧面上；左右侧面支撑单元由两个以基础框架左侧面或右侧面竖直中心线为轴对称分布的侧面斜支撑一焊接而成，其中侧面斜支撑一一端与U型件竖直段部分与框架水平竖杆连接处焊接，另一端与U型件水平段部分底侧中间位置焊接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前后侧面支撑单元设置有两组且分别位于基础框架的前侧面和后侧面上；前后侧面支撑单元由以基础框架前侧面或后侧面的垂直中心线为轴对称分布的两个侧面斜支撑二组成，侧面斜支撑二一端与最中间位置的U型件和框架水平支杆二的连接处焊接，另一端与框架水平横杆和最外侧的U型件的连接处位置焊接；当U型件数量大于三个时，侧面斜支撑二与内侧的U型件竖直段部分焊接，侧面斜支撑二的厚度尺寸大于U型件竖直段部分的厚度尺寸，侧面斜支撑二对应于U型件水平段的部分开设有用于容纳U型件水平段的第二凹槽。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接单元包括通过转轴转动连接的连接板一和连接板二。
作为本发明的一种优选技术方案，所述顶面支撑单元与前后侧面支撑单元之间的连接板一和连接板二以及顶面支撑单元与左右侧面支撑单元之间的连接板一均为不字形，不字形结构的底部三条直线段的左右两侧各对称设置有折边，成匚型结构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述顶面支撑单元与左右侧面支撑单元之间的连接板二均为π形，π形结构的下方两条线段的左右两侧各对称设置有折边，成匚型结构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接板一不字形结构的上方直线段为弹性可伸缩结构，连接板一包括固定板和通过弹簧滑动连接在固定板上的滑动板。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连接板一和连接板二的同一直线段上对称的两折边相对的侧面下方设置有卡钩，卡钩为弹簧钢片；顶面斜支撑杆一、侧面斜支撑一、侧面斜支撑二与U型件上均开设有与卡钩相互配合的卡槽。
本发明具有以下有益效果：1.本发明提供的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构通过顶面支撑单元、左右侧面支撑单元、前后侧面支撑单元分别对基础框架的顶面、前后左右侧面以三角形结构稳定支撑，在降低各侧面上纵向或者横向钢柱使用数量的前提下保证了支撑的强度和稳定性。
2.本发明提供的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构通过顶面斜支撑杆一、侧面斜支撑一、侧面斜支撑二三者相互配合形成在基础框架内部空间内的三角型稳定支撑，提供了竖直方向的支撑力，在减少基础框架竖直方向钢柱使用数量的同时保证了支撑的强度和稳定性。
3.本发明提供的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构通过连接单元对顶面支撑单元分别与左右侧面支撑单元、前后侧面支撑单元的连接处进行连接以提高连接强度，进一步保证了基础框架整体的稳定性和可靠性；通过转动连接的连接板一和连接板二不仅提高了连接强度，也提高了安装效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的第一视角立体结构示意图。
图2是本发明的基础框架、顶面支撑单元、左右侧面支撑单元、前后侧面支撑单元的立体结构示意图。
图3是本发明基础框架的立体结构示意图。
图4是本发明的顶面斜支撑杆一的结构示意图。
图5是本发明的连接单元的第一视角立体结构示意图。
图6是本发明的连接单元的第二视角立体结构示意图。
图7是本发明的连接单元的状态变化图。
图8是本发明的卡钩与卡槽的配合结构示意图。
图9是传统的大跨度墙面桁架支撑立体结构示意图。
图中：1、基础框架；2、顶面支撑单元；3、左右侧面支撑单元；4、前后侧面支撑单元；5、连接单元；11、U型件；12、框架水平支杆一；13、框架水平支杆二；14、框架水平横杆；15、框架水平竖杆；21、顶面斜支撑杆一；31、侧面斜支撑一；41、侧面斜支撑二；51、连接板一；52、连接板二；511、固定板；512、滑动板；53、折边；54、卡钩；55、卡槽。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于下面所描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
参阅图1-图2，一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，包括基础框架1、安装于基础框架1上且以三角形结构呈现并对基础框架1整体进行稳定支撑的顶面支撑单元2、左右侧面支撑单元3以及前后侧面支撑单元4；基础框架1、左右侧面支撑单元3与顶面支撑单元2的连接处以及基础框架1、前后侧面支撑单元4与顶面支撑单元2的连接处分别设置有用于提高连接处强度的连接单元5；需要说明的是，基础框架1、顶面支撑单元2、左右侧面支撑单元3以及前后侧面支撑单元4的具体构件均由常规的方形或矩形钢柱构成。
参阅图3，所述基础框架1由奇数个开口朝下的U型件11、框架水平支杆一12、框架水平支杆二13、框架水平横杆14、框架水平竖杆15焊接而成，其中，U型件11从左到右依次均匀分布，若干个U型件11的水平段部分中间位置通过若干框架水平支杆一12连接，若干个U型件11的水平段部分前后端部分别通过若干框架水平支杆二13连接，若干个U型件11的竖直段部分通过若干框架水平横杆14连接，位于最外侧的两个U型件11各自的竖直段部分之间通过框架水平竖杆15连接。
参阅图2、图4，所述顶面支撑单元2位于基础框架1顶面且由以基础框架1顶面的横向和纵向中心线为轴对称分布的四个顶面斜支撑杆一21组成，顶面斜支撑杆一21一端与最中间位置的U型件11和框架水平支杆二13的连接处焊接，另一端与框架水平支杆一12和最外侧的U型件11的连接处焊接；当U型件11数量大于三个时，顶面斜支撑杆一21与内侧的U型件11焊接，为了保证顶面斜支撑杆一21对基础框架1的支撑稳定性，顶面斜支撑杆一21的高度尺寸大于U型件11水平段部分的高度尺寸，顶面斜支撑杆一21对应于U型件11水平段的部分开设有用于容纳U型件11水平段的第一凹槽，具体使用时，基础框架1焊接完成后，将顶面斜支撑杆一21从其内部从下往上安装(顶面斜支撑杆一21两端部分别与最中间位置的U型件11和框架水平支杆二13的连接处和框架水平支杆一12和最外侧的U型件11的连接处接触，第一凹槽与U型件11水平段对应，将顶面斜支撑杆一21向上移动)，当U型件11水平段部分卡入第一凹槽内后焊接即可，这样的设置能够保证顶面斜支撑杆一21与多个U型件11连接时的完整性，从而进一步提高了对基础框架1支撑的强度和稳定性。
所设置的顶面斜支撑杆一21与U型件11水平段、框架水平支杆二13或框架水平支杆一12形成稳定的三角型结构，使得基础框架1既可以承受横向的作用力也可以承受纵向作用力，同时减少了顶面纵向钢柱的使用数量。
参阅图2，所述左右侧面支撑单元3设置有两组且分别位于基础框架1的左侧面和右侧面上；左右侧面支撑单元3由两个以基础框架1左侧面或右侧面竖直中心线为轴对称分布的侧面斜支撑一31焊接而成，其中侧面斜支撑一31一端与U型件11竖直段部分与框架水平竖杆15连接处焊接，另一端与U型件11水平段部分底侧中间位置焊接。
所设置的侧面斜支撑一31与U型件11以及两个侧面斜支撑一31与框架水平竖杆15形成多个稳定的三角型结构，使得基础框架1左右侧面既可以承受横向的作用力也可以承受纵向作用力，同时减少了侧面纵向钢柱的使用数量。
参阅图2和图4，所述前后侧面支撑单元4设置有两组且分别位于基础框架1的前侧面和后侧面上；前后侧面支撑单元4由以基础框架1前侧面或后侧面的垂直中心线为轴对称分布的两个侧面斜支撑二41组成，侧面斜支撑二41一端与最中间位置的U型件11和框架水平支杆二13的连接处焊接，另一端与框架水平横杆14和最外侧的U型件11的连接处位置焊接；当U型件11数量大于三个时，侧面斜支撑二41与内侧的U型件11竖直段部分焊接，为了保证侧面斜支撑二41对基础框架1的支撑稳定性，侧面斜支撑二41的厚度尺寸大于U型件11竖直段部分的厚度尺寸，侧面斜支撑二41对应于U型件11水平段的部分开设有用于容纳U型件11水平段的第二凹槽，具体使用时，基础框架1焊接完成后，将侧面斜支撑二41从其内部由内向外安装(侧面斜支撑二41两端部分别与最中间位置的U型件11和框架水平支杆二13的连接处以及框架水平横杆14和最外侧的U型件11的连接处接触，第二凹槽与U型件11竖直段对应，将侧面斜支撑二41向外移动)，当U型件11水平段部分卡入第二凹槽内后，侧面斜支撑二41到达合适的位置，此时焊接即可，这样的设置能够保证侧面斜支撑二41与多个U型件11连接时的完整性，从而进一步提高了对基础框架1支撑的强度和稳定性。
所设置的侧面斜支撑二41与U型件11竖直段、框架水平支杆二13或框架水平横杆14形成稳定的三角型结构，使得基础框架1前后侧面既可以承受横向的作用力也可以承受纵向作用力，同时减少了前后侧面横向钢柱的使用数量。
还需要说明的是，顶面斜支撑杆一21与其相邻的侧面斜支撑一31、侧面斜支撑二41三者之间也形成了稳定的三角型结构，三角型所在的平面同时贯穿基础框架1的顶面、前后侧面和左右侧面，从而使得基础框架1可以承受竖直方向上的作用力，提高了竖向支撑的稳定性，同时减少了竖直钢柱的使用数量。
由于顶面斜支撑杆一21、侧面斜支撑一31、侧面斜支撑二41与U型件11、框架水平支杆二13或者框架水平支杆一12的连接处均通过焊接处理，过多的焊接容易造成钢结构腐蚀、性能变化，从而影响连接处的稳定性，因此本发明还设置了连接单元5；参阅图5-7，所述连接单元5包括通过转轴转动连接的连接板一51和连接板二52；通过将连接板一51和连接板二52转动连接保证连接单元5的整体性，提高稳定连接效果，同时提高连接的效率。
参阅图1和图7，顶面支撑单元2与前后侧面支撑单元4之间的连接单元5和顶面支撑单元2与左右侧面支撑单元3之间的连接单元5内的连接板一51结构形状相同，尺寸不同；具体的，顶面支撑单元2与前后侧面支撑单元4之间的连接板一51和连接板二52以及顶面支撑单元2与左右侧面支撑单元3之间的连接板一51均为不字形，不字形结构的底部三条直线段的左右两侧各对称设置有折边53，形成匚型结构；以顶面支撑单元2与前后侧面支撑单元4之间的连接单元5为例，使用时，首先将连接板一51不字形结构的下方三条带有折边的直线段卡入对应的顶面斜支撑杆一21和U型件11水平段上，上方直线段与框架水平支杆二13贴合，之后，转动连接板二52，使其不字形结构的下方三条带有折边的直线段卡入对应的侧面斜支撑二41和U型件11竖直段上，上方直线段与框架水平支杆二13贴合，从而完成连接单元5对顶面支撑单元2与前后侧面支撑单元4连接处的卡接。
参阅图1，顶面支撑单元2与左右侧面支撑单元3之间的连接板二52为π形，π形结构的下方两条线段的左右两侧各对称设置有折边53，形成匚型结构，具体使用时，π形结构上方直线段与U型件11水平段部分贴合，下方两条线段分别与侧面斜支撑一31卡合。
参阅图7，所述连接板一51不字形结构的上方直线段为弹性可伸缩结构，具体的，连接板一51包括固定板511和通过弹簧滑动连接在固定板511上的滑动板512；当连接板一51卡接完成开始安装连接板二52时，拉动滑动板512使得连接板二52远离连接板一51，之后转动连接板二52使其相对于连接板一51呈垂直状态，松开滑动板512，连接板二52在弹簧作用下靠近钢柱并贴合在其表面，进而完成连接板二52的安装。
参阅图2、图3、图6、图8，所述连接板一51和连接板二52的同一直线段上对称的两折边53相对的侧面下方设置有卡钩54，卡钩54为弹簧钢片；顶面斜支撑杆一21、侧面斜支撑一31、侧面斜支撑二41与U型件11上均开设有与卡钩54相互配合的卡槽55；具体使用时，当折边53卡入对应的钢柱上，卡钩54与钢柱接触，钢柱反作用于卡钩54使其发生变形，继续推动折边53下移，当卡钩54到达卡槽55，卡钩54形状恢复从而卡接在卡槽55内，卡钩54的上端为平面，便于与卡槽55的上侧壁抵接。
在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接，或滑动连接；可以是机械连接,也可以是电连接；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。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。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故：凡依据本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，包括基础框架(1)，其特征在于：还包括安装于基础框架(1)上且以三角形结构呈现并对基础框架(1)整体进行稳定支撑的顶面支撑单元(2)、左右侧面支撑单元(3)、前后侧面支撑单元(4)以及设置在基础框架(1)、左右侧面支撑单元(3)与顶面支撑单元(2)的连接处以及基础框架(1)、前后侧面支撑单元(4)与顶面支撑单元(2)的连接处用于提高连接处强度的连接单元(5)；
所述基础框架(1)由奇数个开口朝下的U型件(11)、框架水平支杆一(12)、框架水平支杆二(13)、框架水平横杆(14)、框架水平竖杆(15)焊接而成。
2.根据权利要求1所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述U型件(11)从左到右依次均匀分布，若干个U型件(11)的水平段部分中间位置通过若干框架水平支杆一(12)连接，若干个U型件(11)的水平段部分前后端部分别通过若干框架水平支杆二(13)连接，若干个U型件(11)的竖直段部分通过若干框架水平横杆(14)连接，位于最外侧的两个U型件(11)各自的竖直段部分之间通过框架水平竖杆(15)连接。
3.根据权利要求1所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述顶面支撑单元(2)位于基础框架(1)顶面且由以基础框架(1)顶面的横向和纵向中心线为轴对称分布的四个顶面斜支撑杆一(21)组成，顶面斜支撑杆一(21)一端与最中间位置的U型件(11)和框架水平支杆二(13)的连接处焊接，另一端与框架水平支杆一(12)和最外侧的U型件(11)的连接处焊接；
当U型件(11)数量大于三个时，顶面斜支撑杆一(21)与内侧的U型件(11)焊接，顶面斜支撑杆一(21)的高度尺寸大于U型件(11)水平段部分的高度尺寸，顶面斜支撑杆一(21)对应于U型件(11)水平段的部分开设有用于容纳U型件(11)水平段的第一凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述左右侧面支撑单元(3)设置有两组且分别位于基础框架(1)的左侧面和右侧面上；左右侧面支撑单元(3)由两个以基础框架(1)左侧面或右侧面竖直中心线为轴对称分布的侧面斜支撑一(31)焊接而成，其中侧面斜支撑一(31)一端与U型件(11)竖直段部分与框架水平竖杆(15)连接处焊接，另一端与U型件(11)水平段部分底侧中间位置焊接。
5.根据权利要求3所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述前后侧面支撑单元(4)设置有两组且分别位于基础框架(1)的前侧面和后侧面上；前后侧面支撑单元(4)由以基础框架(1)前侧面或后侧面的垂直中心线为轴对称分布的两个侧面斜支撑二(41)组成，侧面斜支撑二(41)一端与最中间位置的U型件(11)和框架水平支杆二(13)的连接处焊接，另一端与框架水平横杆(14)和最外侧的U型件(11)的连接处位置焊接；
当U型件(11)数量大于三个时，侧面斜支撑二(41)与内侧的U型件(11)竖直段部分焊接，侧面斜支撑二(41)的厚度尺寸大于U型件(11)竖直段部分的厚度尺寸，侧面斜支撑二(41)对应于U型件(11)水平段的部分开设有用于容纳U型件(11)水平段的第二凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述连接单元(5)包括通过转轴转动连接的连接板一(51)和连接板二(52)。
7.根据权利要求6所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述顶面支撑单元(2)与前后侧面支撑单元(4)之间的连接板一(51)和连接板二(52)以及顶面支撑单元(2)与左右侧面支撑单元(3)之间的连接板一(51)均为不字形，不字形结构的底部三条直线段的左右两侧各对称设置有折边，成匚型结构。
8.根据权利要求6所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述顶面支撑单元(2)与左右侧面支撑单元(3)之间的连接板二(52)均为π形，π形结构的下方两条线段的左右两侧各对称设置有折边，成匚型结构。
9.根据权利要求6-8任一项所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述连接板一(51)不字形结构的上方直线段为弹性可伸缩结构，连接板一(51)包括固定板(511)和通过弹簧滑动连接在固定板(511)上的滑动板(512)。
10.根据权利要求6-8任一项所述的一种防扭转大跨度墙面桁架支撑结构，其特征在于：所述连接板一(51)和连接板二(52)的同一直线段上对称的两折边(53)相对的侧面下方设置有卡钩(54)，卡钩(54)为弹簧钢片；顶面斜支撑杆一(21)、侧面斜支撑一(31)、侧面斜支撑二(41)与U型件(11)上均开设有与卡钩(54)相互配合的卡槽(55)。
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