CN203684526U - 一种pbl加劲型矩形钢管混凝土空间桁架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，包括上平联和位于上平联正下方的下平联，上平联与下平联呈平行布设；上平联包括多道上弦杆和连接于相邻两道上弦杆之间的多道上连接杆，下平联包括多道下弦杆和连接于相邻两道下弦杆之间的多道下连接杆；多道上弦杆和多道下弦杆呈交错布设；每道下弦杆与位于其左右两侧上方的两道上弦杆之间均通过多道腹杆进行紧固连接；多道上弦杆和多道下弦杆均为PBL加劲型弦杆，PBL加劲型弦杆包括方形钢管一、四道PBL加劲板和管内混凝土结构。本实用新型结构简单、加工制作及施工方便且结构力学性能优越、使用效果好，能有效解决目前钢桁架结构的诸多问题。

Description

一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架

技术领域

本实用新型涉及一种钢管空间桁架，尤其是涉及一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架。

背景技术

目前，为了方便连接、解决腹杆与弦杆直接焊接的节点处弦杆钢板局部稳定性质的问题，钢管空间桁架所用的杆件一般采用圆形截面的钢管。但是，空间桁架的上弦杆和下弦杆均采用圆形截面的钢管后，产生了上弦与混凝土面板连接难且连接不可靠以及下弦与下部结构或者支座连接难且连接不可靠的问题。同时，由于厚的钢板很难加工成小直径的钢管，因而投入加工成本较低，并且费时费力。相对来说，由钢板焊接或者折弯后焊接形成矩形钢管的加工工艺更为容易。而且，矩形钢管的对接接头除采用法兰连接形式外，还可采用螺栓连接板的接头形式。因此，研究一种既能避免弦杆节点处的钢板局部稳定性问题，又便于与混凝土面板和下部支承结构连接，同时又能很好地处理杆件加工和对接接头问题的新型钢管空间桁架结构，显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其结构简单、加工制作及施工方便且结构力学性能优越、使用效果好，能有效解决目前钢桁架结构的诸多问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：包括上平联和位于上平联正下方的下平联，所述上平联与下平联呈平行布设；所述上平联包括多道呈平行布设的上弦杆，相邻两道所述上弦杆之间通过多道上连接杆进行紧固连接，多道所述上弦杆和连接于相邻两道所述上弦杆之间的多道所述上连接杆均布设在同一平面上；所述下平联包括多道呈平行布设的下弦杆，相邻两道所述下弦杆之间通过多道下连接杆进行紧固连接，多道所述下弦杆和连接于相邻两道所述下弦杆之间的多道所述下连接杆均布设在同一平面上；多道所述上弦杆和多道所述下弦杆呈交错布设，所述上弦杆的数量比所述下弦杆的数量多一道；多道所述下弦杆和多道所述上弦杆的长度方向均一致；每道所述下弦杆与位于其左右两侧上方的两道所述上弦杆之间均通过多道均布设在同一平面上的腹杆进行紧固连接；多道所述上弦杆和多道所述下弦杆均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括方形钢管一、四道分别布设在所述方形钢管一的四个内侧壁上的PBL加劲板和由填充于所述方形钢管一与四道所述PBL加劲板之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构，四道所述PBL加劲板均沿所布设方形钢管一的长度方向进行布设，四道所述PBL加劲板均浇筑于所述混凝土结构内；所述PBL加劲板为长条形钢板，所述长条形钢板的中部开有多个通孔，多个所述通孔布设在同一直线上且其沿所述长条形钢板的长度方向由前至后进行布设，每道所述PBL加劲板的外侧壁均与所布设方形钢管一的内侧壁紧固连接为一体。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：多道所述上弦杆和多道所述下弦杆呈锯齿波形分布。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：所述腹杆为方形钢管二。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：每道所述PBL加劲板均与所布设方形钢管一的内侧壁呈垂直布设。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：所述下弦杆的混凝土结构内穿有预应力钢筋，所述预应力钢筋沿所述方形钢管一的长度方向进行布设。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：多道所述上弦杆呈均匀布设，且多道所述下弦杆呈均匀布设。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：所述上弦杆的数量为三道，所述下弦杆的数量为两道，三道所述上弦杆和两道所述下弦杆呈W字形分布。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：相邻两道所述上弦杆之间的间距与相邻两道所述下弦杆之间的间距相同。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：所述方形钢管一的横截面为正方形，四道所述PBL加劲板的宽度相同，多个所述通孔呈均匀布设。

上述一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征是：所述PBL加劲板的宽度

式中D=D1-d1，其中D1为所述方形钢管一的宽度，d1为所述方形钢管一的壁厚。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且加工制作简便，加工效率高且加工质量易于保证，可以先在工厂化预制杆件并运输到施工现场拼装成形后，再整体吊装就位，或者将在施工现场将部分拼装结构吊装就位后，再将工厂预制好的剩余杆件连接成整体空间桁架；还可以在施工现场预制杆件并拼装成形后，整体吊装就位，或者在施工现场完成部分拼装结构的杆件预制、拼装与吊装就位后，再将施工现场预制的剩余杆件连接成整体空间桁架。

2、与多榀平面桁架相比，横向刚度大，尤其是针对桥梁结构的横向分布要求，可以减少横向连接杆件的用钢量；并且，本实用新型的横断面呈上宽下窄的结构形式，既为面板的支撑提供了宽度，也为下部结构的尺寸减小了工程量，具有较好的经济效益和实用价值。

3、所采用的PBL加劲型弦杆结构设计合理且使用效果好，各榀平面桁架间纵向不易错位，因此结构整体性好，力学性能优越。

4、所采用的方形钢管一和方形钢管二加工制作简便，既可以采用钢板焊接焊接而成，也可以将钢板折弯成L形、U形等形状后焊接成形。实际使用时，相邻杆件之间也可以采用螺栓连接，不仅受力合理，也为装配式施工提供了有利条件。

5、方形钢管内设置加劲肋并填充混凝土，也可以设置预应力筋，为结构设计预留了诸多调整空间。

6、自重轻，结构整体性优良，并且适合工厂制作、现场拼装、整体吊装就位，既能保质工程质量，又能缩短工期。

综上所述，本实用新型结构简单、加工制作及施工方便且结构力学性能优越、使用效果好，具有结构自重轻、受力体系合理、施工周期短、造价低等特点，既能避免弦杆节点处的钢板局部稳定性问题，又便于与混凝土面板和下部支承结构连接，同时又能很好地处理杆件加工和对接接头问题，因而本实用新型能有效解决目前钢桁架结构的诸多问题。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的俯视图。

图5为本实用新型平面桁架的结构示意图。

图6为本实用新型V字形桁架的结构示意图。

图7为本实用新型N字形桁架的连接状态示意图。

图8为本实用新型的前端局部放大示意图。

附图标记说明:

1—上平联；       1-1—上弦杆；    1-2—上连接杆；

2—腹杆；         3—下平联；      3-1—下弦杆；

3-2—下连接杆；   4—PBL加劲板；   5—通孔；

6—混凝土结构。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4及图8所示，本实用新型包括上平联1和位于上平联1正下方的下平联3，所述上平联1与下平联3呈平行布设，所述上平联1位于下平联3的正上方。所述上平联1包括多道呈平行布设的上弦杆1-1，相邻两道所述上弦杆1-1之间通过多道上连接杆1-2进行紧固连接，多道所述上弦杆1-1和连接于相邻两道所述上弦杆1-1之间的多道所述上连接杆1-2均布设在同一平面上。所述下平联3包括多道呈平行布设的下弦杆3-1，相邻两道所述下弦杆3-1之间通过多道下连接杆3-2进行紧固连接，多道所述下弦杆3-1和连接于相邻两道所述下弦杆3-1之间的多道所述下连接杆3-2均布设在同一平面上。多道所述上弦杆1-1和多道所述下弦杆3-1呈交错布设，所述上弦杆1-1的数量比所述下弦杆3-1的数量多一道。多道所述下弦杆3-1和多道所述上弦杆1-1的长度方向均一致。每道所述下弦杆3-1与位于其左右两侧上方的两道所述上弦杆1-1之间均通过多道均布设在同一平面上的腹杆2进行紧固连接。多道所述上弦杆1-1和多道所述下弦杆3-1均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括方形钢管一、四道分别布设在所述方形钢管一的四个内侧壁上的PBL加劲板4和由填充于所述方形钢管一与四道所述PBL加劲板4之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构6，四道所述PBL加劲板4均沿所布设方形钢管一的长度方向进行布设，四道所述PBL加劲板4均浇筑于所述混凝土结构6内。所述PBL加劲板4为长条形钢板，所述长条形钢板的中部开有多个通孔5，多个所述通孔5布设在同一直线上且其沿所述长条形钢板的长度方向由前至后进行布设，每道所述PBL加劲板4的外侧壁均与所布设方形钢管一的内侧壁紧固连接为一体。

本实施例中，每道所述PBL加劲板4均与所布设方形钢管一的内侧壁呈垂直布设。

本实施例中，所述腹杆2与上弦杆1-1和下弦杆3-1之间、所述上连接杆1-2与上弦杆1-1之间以及下连接杆3-2与下弦杆3-1之间均以焊接方式进行固定连接。

实际施工时，所述腹杆2与上弦杆1-1和下弦杆3-1之间、所述上连接杆1-2与上弦杆1-1之间以及下连接杆3-2与下弦杆3-1之间也可以采用高强螺栓进行紧固连接。

本实施例中，多道所述上弦杆1-1和多道所述下弦杆3-1呈锯齿波形分布。

本实施例中，所述腹杆2为方形钢管二。

本实施例中，所述下弦杆3-1的混凝土结构6内穿有预应力钢筋，所述预应力钢筋沿所述方形钢管一的长度方向进行布设。

实际施工时，根据具体需要，也可以设置所述预应力钢筋。

本实施例中，所述上弦杆1-1的数量为三道，所述下弦杆3-1的数量为两道，三道所述上弦杆1-1和两道所述下弦杆3-1呈W字形分布。

本实施例中，所述方形钢管一的横截面为正方形，四道所述PBL加劲板4的宽度相同。

实际使用时，所述方形钢管一也可以采用横截面为长方形的方形钢管。

实际加工时，所述PBL加劲板4的宽度

式中D=D1-d1，其中D1为所述方形钢管一的宽度，d1为所述方形钢管一的壁厚。

本实施例中，多个所述通孔5呈均匀布设。

本实施例中，多道所述上弦杆1-1呈均匀布设，且多道所述下弦杆3-1呈均匀布设。相邻两道所述上弦杆1-1之间的间距与相邻两道所述下弦杆3-1之间的间距相同。

实际施工时，可以根据具体需要，对所述上平联1与下平联3之间的间距、上弦杆1-1和下弦杆3-1的数量、相邻两道所述上弦杆1-1之间的间距以及相邻两道所述下弦杆3-1之间的间距进行相应调整。

实际加工时，先拼装一个平面桁架，所述平面桁架均由一道上弦杆1-1、一道下弦杆3-1以及多道连接于上弦杆1-1与下弦杆3-1之间的腹杆2拼装组成，平面桁架的结构详见图5；其次，将相邻一个平面桁架的上弦杆1-1和多道所述腹杆2分别与已拼装完成平面桁架的下弦杆3-1进行紧固连接，并将当前所连接两个平面桁架的上弦杆1-1通过多道所述上连接杆1-2紧固连接为一体，获得上弦杆1-1与下弦杆3-1呈V字形布设的V字形桁架（包含两个平面桁架），其结构详见图6；之后，再将与所述V字形桁架相邻的一个平面桁架的下弦杆3-1和多道所述腹杆2分别与上一个所拼装平面桁架的上弦杆1-1进行紧固连接，并将当前所连接两个平面桁架的下弦杆3-1通过多道所述下连接杆3-2紧固连接为一体，获得上弦杆1-1与下弦杆3-1呈N字形布设的N字形桁架（包含三个平面桁架），其结构详见图7；然后，再将与所述N字形桁架相邻的一个平面桁架的上弦杆1-1和多道所述腹杆2分别与上一个所拼装平面桁架的下弦杆3-1进行紧固连接，并将当前所连接两个平面桁架的上弦杆1-1通过多道所述上连接杆1-2紧固连接为一体，获得上弦杆1-1与下弦杆3-1呈W字形布设的W字形桁架（包含四个平面桁架），其结构详见图1。以此类推，可根据实际需要，对上弦杆1-1和下弦杆3-1的数量进行相应调整，获得包含更多平面桁架的空间桁架。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：包括上平联（1）和位于上平联（1）正下方的下平联（3），所述上平联（1）与下平联（3）呈平行布设；所述上平联（1）包括多道呈平行布设的上弦杆（1-1），相邻两道所述上弦杆（1-1）之间通过多道上连接杆（1-2）进行紧固连接，多道所述上弦杆（1-1）和连接于相邻两道所述上弦杆（1-1）之间的多道所述上连接杆（1-2）均布设在同一平面上；所述下平联（3）包括多道呈平行布设的下弦杆（3-1），相邻两道所述下弦杆（3-1）之间通过多道下连接杆（3-2）进行紧固连接，多道所述下弦杆（3-1）和连接于相邻两道所述下弦杆（3-1）之间的多道所述下连接杆（3-2）均布设在同一平面上；多道所述上弦杆（1-1）和多道所述下弦杆（3-1）呈交错布设，所述上弦杆（1-1）的数量比所述下弦杆（3-1）的数量多一道；多道所述下弦杆（3-1）和多道所述上弦杆（1-1）的长度方向均一致；每道所述下弦杆（3-1）与位于其左右两侧上方的两道所述上弦杆（1-1）之间均通过多道均布设在同一平面上的腹杆（2）进行紧固连接；多道所述上弦杆（1-1）和多道所述下弦杆（3-1）均为PBL加劲型弦杆，所述PBL加劲型弦杆包括方形钢管一、四道分别布设在所述方形钢管一的四个内侧壁上的PBL加劲板（4）和由填充于所述方形钢管一与四道所述PBL加劲板（4）之间空腔内的混凝土浇筑成型的混凝土结构（6），四道所述PBL加劲板（4）均沿所布设方形钢管一的长度方向进行布设，四道所述PBL加劲板（4）均浇筑于所述混凝土结构（6）内；所述PBL加劲板（4）为长条形钢板，所述长条形钢板的中部开有多个通孔（5），多个所述通孔（5）布设在同一直线上且其沿所述长条形钢板的长度方向由前至后进行布设，每道所述PBL加劲板（4）的外侧壁均与所布设方形钢管一的内侧壁紧固连接为一体。

2.按照权利要求1所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：多道所述上弦杆（1-1）和多道所述下弦杆（3-1）呈锯齿波形分布。

3.按照权利要求1或2所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：所述腹杆（2）为方形钢管二。

4.按照权利要求1或2所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：每道所述PBL加劲板（4）均与所布设方形钢管一的内侧壁呈垂直布设。

5.按照权利要求1或2所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：所述下弦杆（3-1）的混凝土结构（6）内穿有预应力钢筋，所述预应力钢筋沿所述方形钢管一的长度方向进行布设。

6.按照权利要求2所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：多道所述上弦杆（1-1）呈均匀布设，且多道所述下弦杆（3-1）呈均匀布设。

7.按照权利要求6所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：所述上弦杆（1-1）的数量为三道，所述下弦杆（3-1）的数量为两道，三道所述上弦杆（1-1）和两道所述下弦杆（3-1）呈W字形分布。

8.按照权利要求6所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：相邻两道所述上弦杆（1-1）之间的间距与相邻两道所述下弦杆（3-1）之间的间距相同。

9.按照权利要求1或2所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：所述方形钢管一的横截面为正方形，四道所述PBL加劲板（4）的宽度相同，多个所述通孔（5）呈均匀布设。

10.按照权利要求9所述的一种PBL加劲型矩形钢管混凝土空间桁架，其特征在于：所述PBL加劲板（4）的宽度

式中D=D1-d1，其中D1为所述方形钢管一的宽度，d1为所述方形钢管一的壁厚。

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