CN215054542U - 组合可变式三角桁架结构 - Google Patents

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张乐亲
张沐豪
孙庆龙
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Abstract

本实用新型公开了一种组合可变式三角桁架结构,包括:上弦杆,所述上弦杆的上端设置有上弦杆加强,所述上弦杆的左右两端均设置有上弦杆接头;下弦杆,所述下弦杆的下侧设置有下弦杆加强,所述下弦杆的左右两侧均设置有下弦杆接头;直腹杆,其安装在所述上弦杆和所述下弦杆的中间,所述直腹杆的上下两侧均设置有连接法兰;斜腹杆,其安装在所述上弦杆和所述下弦杆的中间,所述斜腹杆的外部设置有斜腹杆加强,所述斜腹杆的上下两端均设置有斜腹杆连接销轴。该组合可变式三角桁架结构,与现有的装置相比可根据需要进行安排组合,受力合理、材料利用率高、方便简单、宽高可变,以及对于非永久性的、只要是支承荷载需要钢梁的工程都适用。

Description

组合可变式三角桁架结构
技术领域
本实用新型涉及组合梁技术领域,具体为一种组合可变式三角桁架结构。
背景技术
目前建筑工程和机械工程所用的非永久性(主)梁(柱)多数为专门设计的,运输存放困难;尤其再次使用困难、或改造或遗弃浪费,很难反复使用,造成巨大的社会成本、资源消耗、财富损失和环境负担。
而传统的组合梁又有其缺点:(1)万能杆件,元件形态为角铁主件等,完全为散件,零件组合极为复杂,通过栓接成矩形,单元长仅2m,主要使用小角铁材料,并且多层组合利用率极低,同时承载力很低或很浪费主材,难计算承载力,组装时很麻烦并不方便,多适用于临时支撑群平台;(2)贝雷片梁,元件形态为槽钢主件组拼成的散片,零件组合较为复杂,通过销接成矩形,单元长仅3m,主要使用小槽钢,并且多层组合利用率低,同时承载力很低或很浪费主材,组装时较麻烦并不方便,多适用于中小梁和栈桥;(3)64军用梁和87军用梁,主要使用槽钢主件等为三角组块件,零件组合不复杂,通过销接成矩形,单元长4-6m,主要使用大中型槽钢,不便多层组合,利用率和承载力较高,但不便用于机械,组装时不麻烦,较为方便,多适用于临时铁路桥,土建。
以上简析可知:传统的组合梁都为矩形截面、复杂或庞大、再利用场合不广。目前没有简单方便、受力合理、适用广的组合可变梁,导致工程建设、施工设备等用梁造成不通用、浪费、运输储存等等问题,因此我们提出组合可变式三角桁架结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种组合可变式三角桁架结构,以解决上述背景技术中提出传统的组合梁都为矩形截面、复杂或庞大、受力浪费大、单元长度短、不能用于机械设备等,利用场合不广。目前没有简单方便、受力合理、适用广的组合可变梁,导致工程建设、施工设备等用梁造成不通用、浪费、运输储存的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种组合可变式三角桁架结构,包括:
上弦杆,所述上弦杆的上端设置有上弦杆加强,所述上弦杆的左右两端均设置有上弦杆接头;
下弦杆,所述下弦杆的下侧设置有下弦杆加强,所述下弦杆的左右两侧均设置有下弦杆接头;
直腹杆,其安装在所述上弦杆和所述下弦杆的中间,所述直腹杆的上下两侧均设置有连接法兰;
斜腹杆,其安装在所述上弦杆和所述下弦杆的中间,所述斜腹杆的外部设置有斜腹杆加强,所述斜腹杆的上下两端均设置有斜腹杆连接销轴;
下弦连接系,其安装在所述下弦杆两根中间。
优选的,所述斜腹杆还设有:
斜腹杆加长变化节,其固定安装在所述斜腹杆的中间,所述斜腹杆加长变化节的个数范围为0-2个。
优选的,所述直腹杆还设有:
直腹杆加长变化节,其固定安装在所述直腹杆中间,所述直腹杆加长变化节的数量取值范围为0-2个。
优选的,所述下弦杆还设有:
下弦连接系宽度变化节,其固定安装在所述下弦杆的中间,所述下弦连接系宽度变化节的数量取值范围为0-2个。
优选的,所述上弦杆和下弦杆的尺寸结构相同,节点间距为1~3m。
优选的,所述直腹杆的中间连接有直腹杆加长变化节,直腹杆加长变化节的数量取值范围为0-2。
优选的,所述下弦连接系宽度变化节,其固定安装在下弦杆的中间,两下弦杆中心距变化范围为0.8m-2.4m,下弦连接系宽度变化节的数量取值范围范围为0-2。
与现有技术相比,本实用新型提供了一种组合可变式三角桁架结构,具备以下有益效果:
1.本实用新型是由一根上弦杆与两根有平联的下弦杆通过腹杆(包括直腹杆和斜腹杆)连成一个三角形结构,其截面的三个角度不变的前提下,通过是否补强,是否增加加长节来实现强度和截面尺寸可变,从而可合理选择,科学使用。
2.该组合可变三角桁梁受力合理、材料利用率高、方便简单、宽高可变、构件长大;方便用于机械设备等,适用场合极广:对于非永久性的、只要是支承荷载需要钢梁(或柱)的工程都适用。
3.确定特定合理的三角形截面,在不改变三角形截面三个角度的前提下,通过是否安装弦杆补强或腹杆补强,是否增加腹杆加长变化节、下弦连接系宽度变化节,来实现桁架强度和截面尺寸可变。
4.本实用新型通过设置不同直径的斜腹杆与上下弦杆的连接销轴,能够满足不同的使用需要,提高该组合可变三角桁梁的实用性;并且可根据不同直径的连接销进行实心与空心之分,从而满足腹杆与弦杆连接强度的需要、且连接用销轴可互换,提高了该组合可变三角桁梁的安装速度。
5.本实用新型通过设置不同组合的桁梁,以外形尺寸为优先分类原则,避免产生高而瘦或矮而肥(高桁梁一般杆件粗大;矮三角桁梁的杆件细小)的外形形状,高而瘦或矮而肥都不是合理和经济的构造,能够节约能源,降低桁梁成本,避免浪费。
6.本实用新型通过设置的斜腹杆加长变化节、直腹杆加长变化节和下弦连接系宽度变化节,可以对不同类型组合的桁梁进行分类。确定高度方向只上下变化各一种共三种高度,再配腹杆的长度和下平联的开档尺寸;以此为主,兼加强弦杆或腹杆,再进行多种组合。桁梁的变化能够适用于不同的使用环境,并且方便制造、组合、使用、管理、储运和鉴别;将三角桁梁设计成组合可变、再利用性极强的理念,弦杆和腹杆分解可变、亦可栓连帖板,又是三角形构造,经济性好,变化并分类统一。便于选择、计算、管理、运输储存简单,腹杆长短可变使整体装配容易;且节间距可变、分类的销接也方便;以合理三角度不变为前提,三个边长度和强度变化的分类法;根据受力和空间的需要,可计算选择最优的尺寸、强度、刚度的组合桁梁;标准化,使用方便。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图;
图2为本实用新型侧视结构示意图;
图3为本实用新型腹杆加长变化节为2个时的结构示意图;
图4为本实用新型腹杆加长变化节为0个时的结构示意图;
图5为本实用新型归纳总结示意图。
图中:1、上弦杆;2、上弦杆加强;3、上弦杆接头;4、斜腹杆连接销轴;5、斜腹杆加长变化节;6、直腹杆加长变化节;7、下弦杆接头;8、下弦杆加强;9、下弦连接系;10、下弦连接系宽度变化节;11、下弦杆;12、连接法兰;13、直腹杆;14、斜腹杆;15、斜腹杆加强。
具体实施方式
请参阅图1-5,本实用新型提供一种技术方案:一种组合可变式三角桁架结构,包括:
上弦杆1,上弦杆1的上端设置有上弦杆加强2,上弦杆1的左右两端均设置有上弦杆接头3;
下弦杆11,下弦杆11的下侧设置有下弦杆加强8,下弦杆11的左右两侧均设置有下弦杆接头7;
直腹杆13,其安装在上弦杆1和下弦杆11的中间,直腹杆13的上下两侧均设置有连接法兰;
斜腹杆14,其安装在上弦杆1和下弦杆11的中间,斜腹杆14的外部设置有斜腹杆加强15,斜腹杆14的上下两端均设置有斜腹杆连接销轴4;
下弦连接系9,其安装在下弦杆11两根中间。
本实用新型中:斜腹杆14还设有:
斜腹杆加长变化节5,其固定安装在斜腹杆14的中间,斜腹杆加长变化节5的个数范围为0-2个。
本实用新型中:直腹杆13还设有:
直腹杆13加长变化节,其固定安装在直腹杆13中间,直腹杆13加长变化节的数量取值范围为0-2个。
本实用新型中:下弦杆11还设有:
下弦连接系9宽度变化节,其固定安装在下弦杆11的中间,下弦连接系9宽度变化节的数量取值范围为0-2个。
本实用新型中:上弦杆1和下弦杆11的尺寸结构相同,节点间距为1~3m。
本实用新型中:直腹杆13的中间连接有直腹杆加长变化节6,直腹杆加长变化节6的数量取值范围为0-2。
本实用新型中:下弦连接系宽度变化节10,其固定安装在下弦杆11的中间,两下弦杆中心距变化范围为0.8m-2.4m,下弦连接系宽度变化节10的数量取值范围范围为0-2。
以上为连接使用装配方式,具体分类分型举例见附图5。
工作原理以此附图1-5举例说明:在使用该组合可变式三角桁架结构时,可在下弦杆11和上弦杆1的左右两侧套接下弦杆接头7、从而形成更长的桁梁,斜腹杆14通过斜腹杆连接销轴4与下弦杆11和上弦杆1进行连接,此时可通过增减斜腹杆加长变化节5的个数,来调整桁架总高。为配合桁架总高,选择同样个数的直腹杆加长变化节6,直腹杆13通过直腹杆连接法兰12与上弦杆1和下弦杆11进行连接。两下弦杆11之间通过下弦连接系9进行连接,配合桁架总高,选择相应的数量的下弦连接系宽度变化节10,从而调整桁架总宽。本实用新型在图示中,长度均为12m,并且不同组合之间最多只允许越一大档来匹配,比如:A型最多只能与C型配,不许与D型配,当然可以与B型配;B型最多只能与D型配,不许与E型配,当然可以与A、C型配;C型可以任意匹配,尽量与B、D配为佳。
以合理截面的三个角度不变为前提,研究归纳三个边长变化的三角形截面的分类:按三角桁的销接构成,将上弦杆1、下弦杆11、直腹杆13、斜腹杆14分别独立成可拼杆件;通过协同变化斜腹杆、下弦间的连接系杆的长度,销接形成新的三角桁梁的截面尺寸;通过补强或不补强,来变化各杆件自身的强度;通过是否装直腹杆13(是否加密腹杆)来变化节间距;根据需要、计算可组合形成不同整体尺寸、不同强度、不同刚度的桁梁。制定分类的合理型号及其组合原则;给出不同杆件和销轴的力学特性;组合范围,并列表形成标准。
综上:以三角桁架的截面形状为三角形,其截面的三个角度不变的前提下,通过是否补强,是否增加加长节来实现强度和截面尺寸可变,从而可合理选择、科学使用。具体尺寸等举例见附图(表)5。

Claims (7)

1.组合可变式三角桁架结构,其特征在于,包括:
上弦杆,所述上弦杆的上端设置有上弦杆加强,所述上弦杆的左右两端均设置有上弦杆接头;
下弦杆,所述下弦杆的下侧设置有下弦杆加强,所述下弦杆的左右两侧均设置有下弦杆接头;
直腹杆,其安装在所述上弦杆和所述下弦杆的中间,所述直腹杆的上下两侧均设置有连接法兰;
斜腹杆,其安装在所述上弦杆和所述下弦杆的中间,所述斜腹杆的外部设置有斜腹杆加强,所述斜腹杆的上下两端均设置有斜腹杆连接销轴;
下弦连接系,其安装在所述下弦杆两根中间。
2.根据权利要求1所述的组合可变式三角桁架结构,其特征在于,所述斜腹杆还设有:
斜腹杆加长变化节,其固定安装在所述斜腹杆的中间,所述斜腹杆加长变化节的个数范围为0-2个。
3.根据权利要求1所述的组合可变式三角桁架结构,其特征在于,所述直腹杆还设有:
直腹杆加长变化节,其固定安装在所述直腹杆中间,所述直腹杆加长变化节的数量取值范围为0-2个。
4.根据权利要求1所述的组合可变式三角桁架结构,其特征在于,所述下弦杆还设有:
下弦连接系宽度变化节,其固定安装在所述下弦杆的中间,所述下弦连接系宽度变化节的数量取值范围为0-2个。
5.根据权利要求1所述的组合可变式三角桁架结构,其特征在于,所述上弦杆和下弦杆的尺寸结构相同,节点间距为1~3m。
6.根据权利要求1所述的组合可变式三角桁架结构,其特征在于,所述直腹杆的中间连接有直腹杆加长变化节,直腹杆加长变化节的数量取值范围为0-2。
7.根据权利要求1所述的组合可变式三角桁架结构,其特征在于,所述下弦连接系宽度变化节,其固定安装在下弦杆的中间,两下弦杆中心距变化范围为0.8m-2.4m,下弦连接系宽度变化节的数量取值范围范围为0-2。
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