CN1180170C - 一种经改进的屋顶桁架组件 - Google Patents

Abstract

一种屋顶桁架，包括一个下弦杆(13)和一对斜上弦杆(11，12)，各弦杆的槽型横截面形状接近C型，其中上弦杆及下弦杆处于同一垂直平面，其槽开口朝向同一方向。在下弦杆两端槽上的上凸缘(20)中形成有开口，并包括一个向上伸出的腹板伸出部(21)，其向下弦杆方向纵向延伸。各上弦杆(11，12)中用于形成顶点的上端被切开，以便把上端相互重叠，而且其腹板在重叠区域面对面相连。其顶角的大小可以改变。

Description

一种经改进的屋顶桁架组件

技术领域

本发明涉及一种用于建造金属架建筑的经改进的屋顶桁架组件。

背景技术

由于金属架建筑可以显著降低建造成本，所以在建筑工业中备受欢迎。此外，这种金属建筑架构的部件的重量很轻，所以很容易使用。当然，人们对采用了桁架屋顶的建筑非常熟悉，这种衍架屋顶包括一系列有固定间距并跨在两支撑点间的桁架，各衍架包括一个下弦杆和一对斜上弦杆，上弦杆和下弦杆之间通过腹板件(web member)或支杆(strut)与下弦杆来支撑。通常，弦杆和腹板件用卷状金属片制成，并具有槽型横截面。

澳大利亚专利588747公开了一种屋顶桁架组件，但是这种组件要求桁架的各部件准确削切，以便对它们进行组装来构成桁架。

澳大利亚专利81585/94(Sanjan)公开了另一种屋顶桁架组件。这种组件的缺陷是需要使用侧支杆或腹板件来把上弦杆的两端与两个斜上弦杆连接起来，同时还需要在衍架的顶点处使用一个连接板，以便把上弦杆的相邻两端连接起来。两上弦杆延伸止于桁架的顶点处，它们的上端之间留有间隔，一个跨接连接板被用来连接这两个相隔的端点。这在大多数桁架设计中普遍采用。

已知的屋顶桁架结构的另外一个缺陷，是无法不使用托架而简单地把两个上弦杆连接起来，同时也无法容易地改变桁架的顶角，来把桁架装配起来，应用于不同旋转夹角的屋顶。

此外，一些已知的屋顶桁架结构还有一个缺点，即需要把下弦杆与上弦杆背靠背相连，结果，下弦杆与上弦杆处于不同的平面。人们希望这些弦杆部件能够基本处于同一垂直平面。

发明内容

因此，本发明的主要目的，是提高一种经改进的屋顶桁架架构，该架构可以使桁架的各弦杆部件简单而有效地装配和连接起来，而且这些弦杆部件处于相同或基本相同的垂直平面。

本发明的另一个目的，是提供一种经改进的屋顶桁架架构，其顶角可以很容易地进行改变，因此，这些桁架可以被组装起来并适应于不同的旋转角。

本发明的另外一个目的是提供一种屋顶桁架架构，其中，桁架中的弦杆及腹板件可以使用具有相同横截面的金属片来制成。

总之，本发明提供了一种屋顶桁架架构组件，其包括有一个下弦杆和一对斜上弦杆，上弦杆与下弦杆通过腹板件相连，其特征在于，各弦杆的槽型横截面形状接近C型，该形状由上下平行凸缘以及连接所述凸缘的腹板来确定。所述下弦杆在其两端的上凸缘处形成了一对开口。下弦杆包括一个腹板延伸部，该腹板延伸部向上伸出而超出上凸缘平面。所示上弦杆中包括有下端部分，该下端部分把所述开口分别与上弦杆的腹板接合起来，该腹板在下弦杆的相对端处紧靠下弦杆的所述腹板延伸部，这样，所述上弦杆和下弦杆就基本处于一个垂直平面，其槽朝向同一方向。该屋顶桁架架构还包括用来牢固固定弦杆的固定装置。

本发明提供一种屋顶桁架架构组件，包括一下弦杆及一对在邻近所述下弦杆下端位置处与该下弦杆相固定的斜上弦杆，各弦杆的槽型横截面形状接近C型，该横截面形状由上下平行凸缘及一个连接所述凸缘的腹板形成，其特征在于，各上弦杆中用于形成顶点的上端被切削，使得所述上弦杆以坡口角度相互接合，所述坡口角度可根据所需衍架的放置角而改变，接合后的上弦杆的上端与腹板相互重叠，并在重叠区面对面连接，其中所述上弦杆处于同一垂直平面，其槽开口向同一方向，以及一个固定装置，用来把上弦杆的重叠腹板面对面固定在一起。

优选地，由所述上弦杆限定的所述坡口角度被改变从而使得所述桁架的旋转角角度可以在5°到45°之间变化。

优选地，在所述下弦杆相对端处的上凸缘中形成有开口；所述上弦杆的下端部分对角穿过所述开口。

优选地，所述上弦杆及所述下弦杆基本处于一个垂直平面，其槽开口朝向相同方向。

采用这种结构，上弦杆与下弦杆可以通过螺钉简单且齐平地连接起来，而且其槽开口朝向同一方向。

根据本发明的另一个方面，该屋顶桁架架构组件包括一个槽下弦杆和一对与下弦杆相连的斜槽上弦杆，其特征在于，各上弦杆中用于形成顶点的上端被切开，以便使上端相互重叠，而且其腹板在重叠区域面对面相连，由上弦杆所形成的顶角以及桁架的旋转夹角可以改变，例如可在5°到45°之间变化。

另一方面，本发明提供了一种连接托架，用来连接下弦杆的一端与墙壁架构的顶板。所述连接托架包括一个基础壁，该基础壁与一个一体化的向上连接凸缘相连。在使用时，该连接凸缘紧靠下弦杆一端附近腹板件的外表面。所述基础壁包括一个向上的闭锁凸缘，该闭锁凸缘跨其表面延伸，它与向上连接凸缘之间的间距基本等于下弦杆中下凸缘的宽度。所示闭锁凸缘可以和下弦杆的下凸缘上的唇部锁紧，这样，连接托架就可以和下弦杆的下侧连接。

该桁架最好包括位于下弦杆和上弦杆之间的中间支撑腹板，它们用具有和弦杆件相同横截面形状的卷状金属片制成，各中间腹板的相对两端分别通过螺钉与下弦杆的跨接腹板及一上弦杆相连。位于衍架上弦杆与下弦杆之间的中间腹板可以根据需要设计设定其角度，以取得必要的强度。

附图说明

为了进一步解释本发明，下面参照附图对其中的一个优选实施例进行更详细的描述。

图1为本发明中屋顶桁架架构的前视图。

图2为图1所示桁架的屋檐连接装置的局部透视图。

图3为图2所示屋檐连接装置沿箭头“X”方向的正视图。

图4说明了图3所示的屋檐连接托架。

图5(a)及(b)为图1所示一对上弦杆之间的顶点连接部分的局部正视图(其中之一为分解图)。

图6为一上弦杆切除端的局部透视图。

图7示出了图1所示一对腹板件与下弦杆之间的连接。

图8示出了图1所示一对中间腹板件与一对上弦杆之间的连接。

具体实施方式

如图1所示，屋顶桁架组件10包括一对在衍架10的顶点“A”处相互连接的斜上弦杆11与12，并包括一下弦杆13，其两端分别和上弦杆11与12相连。多个斜中间腹板件14，15，16，17，18及19位于上弦杆11，12及下弦杆13之间，以进行支撑。在本实施例中，上弦杆、下弦杆以及中间腹板件都用卷状金属片制成，其槽型横截面形状接近C型。上弦杆、下弦杆以及中间腹板件都具有一对平行的凸缘，这些凸缘由一个跨接腹板相连，该跨接腹板中形成有一对向内伸出的弓形加强肋条，该肋条沿靠近腹板的边缘纵向延伸。

在组装时，上弦杆11、12与下弦杆13之间可以不使用任何连接托架或连接板而被连接起来，而且它们处于相同或基本相同的垂直平面中，其槽开口朝向同一方向。

图2及图3详细说明了下弦杆13的各端分别与上弦杆11及12之间的连接。在下弦杆13的各端，其上凸缘20的一端被切开，并在形成卷状的区域折叠，构成了腹板22的一个向上延伸的延伸部21，从而形成一个切口24，该切口24可以使上弦杆11对角套入下弦杆13中，并与下弦杆13基本对齐。孔25形成于上弦杆11的腹板26处以及延伸部21处，从而使上弦杆11可以固定在下弦杆13上，弦杆11的腹板26紧靠腹板22的内壁及下弦杆13腹板延伸部——如图2所示。

腹板延伸部21最好为扁平形状，例如可以通过碾压制成，以便去除由横向加强肋条27及向内弯曲的唇部28所形成的谷。由于平面延伸部21基本上与腹板22共面，所以上弦杆11、12可以基本与延伸部21的内表面及下弦杆13的腹板22对齐紧靠。不过，这一点并不是非常重要。

如果上弦杆11、12非常倾斜，则各上弦杆11、12中带唇的下凸缘将被夹在由下弦杆13的带唇下凸缘形成的槽中。这种夹接有助于使得弦杆对齐连接。

如图2及图3所示，连接托架30可拆卸地固定于下弦杆1 3处，用来把桁架10与墙壁架构(未示出)的顶板连接起来。连接托架30用卷状金属制成，其横截面形状与上弦杆11、12及下弦杆13的横截面形状相同。它包括一对相互隔开的平行凸缘31、32以及一跨接腹板33，该跨接腹板33的一端和一个一体化的朝上连接凸缘34相连，在连接凸缘34上有螺钉穿孔37，孔37与形成于弦杆11的腹板延伸部21及腹板26的孔对齐，以便使一紧固螺钉(未示出)穿过并把部件固定在一起。

跨接腹板33的两端之间包括一个一体化向上横向锁闭凸缘39，该凸缘39与连接凸缘34之间的间距基本等于下弦杆13的下凸缘的宽度。在该装置中，当连接托架被固定后，锁闭凸缘把下弦杆13的下凸缘的唇部闭锁起来，以保证该托架牢牢固定。通常，该连接托架可以通过从下弦杆13的一端水平向内滑动而和下弦杆13接合起来。

如图5及图6所示，上弦杆11、12的上端沿其凸缘斜切，以便一端可以插入另一端的槽中并在腹板26中形成一个面对面的重叠接合点。然后，该重叠的上端可以不使用任何连接托架或连接板而通过螺钉连接起来。经切割后的上弦杆11及12的上端可以使弦杆在不同的夹角条件下连接起来，这样，可以使桁架以可变的旋转角而装配起来，例如，旋转角可从5°到大约45°之间变化。该结构的一个特点是，上弦杆末端之间的重叠接合点可以构成具有多种旋转角的桁架，而无需根据所需的旋转角而把上弦杆的末端切削成不同的切削用。

在本实施例中，切削和垂直面之间的角度为45°。但是，沿弦杆11、12的上凸缘40及下凸缘41的切削面和切削角可以为图5及图6所示的情况。例如，上凸缘40可以进行这样的切削，即使其末端边缘如上凸缘40一样变尖，即切除42部分。当然，桁架顶角的变化程度将小于图5所示的切割边缘侧面。当然，对上弦杆的凸缘的切削不应实质性削弱桁架的强度。

图7示出了中间腹板件14、15与下弦杆13之间的连接，其中中间腹板件14、15用卷状金属片制成，其横截面形状与上弦杆11、12及下弦杆13的横截面形状相同。中间腹板件14、15的各基础壁在相对端处通过螺钉分别与上弦杆及下弦杆11、13的腹板相连。中间腹板件14、15的末端以斜角切削，例如45°，以便减小腹板与弦杆之间的间距，从而防止加载耦合效应(load coupling effect)。

图8示出了中间腹板件15、16的上端分别与上弦杆11、12之间的连接。同样，通过使用穿过分别形成于中间腹板件15、16的邻接基础壁以及上弦杆11、12的腹板26上的对齐开口的螺钉，可以实现以上的连接。

从以上实施例的描述可以得知，本发明提供了一种屋顶桁架架构，其部件可以简单、迅速和方便地通过螺钉连接起来，从而形成一个桁架，本发明尤其提供了一种屋顶桁架架构，其中的上弦杆及下弦杆可以很简单地对齐连接，而不用使用任何连接托架/板或支杆。

在不背离本发明精神话范围的条件下，可以对以上描述的实施例进行改变和修改。

Claims (6)

1.一种屋顶桁架架构组件，包括一下弦杆及一对在邻近所述下弦杆下端位置处与该下弦杆相固定的斜上弦杆，各弦杆的槽型横截面形状接近C型，该横截面形状由上下平行凸缘及一个连接所述凸缘的腹板形成，其特征在于，各上弦杆中用于形成顶点的上端被切削，使得所述上弦杆以坡口角度相互接合，所述坡口角度可根据所需桁架的旋转角而改变，接合后的上弦杆的上端与腹板相互重叠并在重叠区面对面连接，其中所述上弦杆处于同一垂直平面，其槽开口向同一方向，以及一个固定装置，用来把上弦杆的重叠腹板面对面固定在一起。

2.如权利要求1所述的屋顶桁架架构组件，其特征在于由所述上弦杆限定的所述坡口角度被改变从而使得所述桁架的旋转角角度可以在5°到45°之间变化。

3.如权利要求1所述的屋顶桁架架构组件，其特征在于：在所述下弦杆相对端处的上凸缘中形成有开口；所述上弦杆的下端部分对角穿过所述开口；所述上弦杆及所述下弦杆基本处于一个垂直平面，其槽开口朝向相同方向。

4.如权利要求1所述的屋顶桁架架构组件，其特征在于，所述固定装置包括一个紧固螺钉，该紧固螺钉穿过形成于所述上弦杆的重叠腹板上的对齐孔。

5.如权利要求1所述的屋顶桁架架构组件，其特征在于每个上弦杆上端形成顶角相对垂直面斜削成45°角。

6.如权利要求1所述的屋顶桁架架构组件，其特征在于，每个所述上弦杆的下凸缘有由多个彼此接合的斜削部形成的切口部。

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