CN216516406U - 一种复合材料型材屋架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合材料型材屋架结构，包括：人字形工字梁，人字形工字梁为平行间隔布置的两个；矩形方管，矩形方管为平行间隔布置在两个人字形工字梁之间的多个，且每个矩形方管两端均与两个人字形工字梁分别固定连接；矩形板条，矩形板条为平行间隔布置的两个，且每个矩形板条两端分别与其对应的人字形工字梁的两端固定连接；其中，人字形工字梁、矩形方管、矩形板条均为PFRP材质，有效提升了屋架结构的承载能力、耐腐蚀能力；并且能够有效利用PFRP材料的结构和性能优势，促进PFRP材料的使用和发展。

Description

一种复合材料型材屋架结构

技术领域

本实用新型涉及土木工程技术领域，更具体的说是涉及一种复合材料型材屋架结构。

背景技术

纤维增强复合材料拉挤型材，简称为PFRP，是以FRP纤维丝为材料，通过拉挤工艺生产而成的一种新型型材，其具有FRP材料的轻质、高强、耐腐蚀、加工便捷等优点，同时其生产效率高这一显著优点能使该材料可被大面积推广，并应用于一般环境或特殊环境下的结构。

PFRP型材的连接问题一直是各国学者关注的焦点，以往对于PFRP型材连接的研究主要集中于板材的连接，连接方式包括螺栓连接，胶接连接和胶栓混合连接。板材的连接其破坏主要发生在一个平面，是一个二维问题。而在屋架中一般使用工字梁、矩形梁和矩形板条等型材进行搭建，而工字梁、矩形板条等型材的连接其破坏可能发生在各个面上，如纤维、基体开裂破坏和层间剥离破坏等是一个三维问题，以往适用于板材的连接方式并不能直接用于管材的节点连接。

因此，如何提供一种轻质、高强、耐腐蚀、加工组装简易的复合材料型材屋架结构是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种轻质、高强、耐腐蚀、加工组装简易的复合材料型材屋架结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种复合材料型材屋架结构，包括：

人字形工字梁，所述人字形工字梁为平行间隔布置的两个；

矩形方管，所述矩形方管为平行间隔布置在两个所述人字形工字梁之间的多个，且每个所述矩形方管两端均与两个所述人字形工字梁分别固定连接；

矩形板条，所述矩形板条为平行间隔布置的两个，且每个所述矩形板条两端分别与其对应的所述人字形工字梁的两端固定连接；

其中，所述人字形工字梁、所述矩形方管、所述矩形板条均为PFRP材质。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种复合材料型材屋架结构，其中人字形工字梁、矩形方管和矩形板条均选用轻质、高强、耐腐蚀的PFRP材质，有效提升了屋架结构的承载能力、耐腐蚀能力；并且能够有效利用PFRP材料的结构和性能优势，促进PFRP材料的使用和发展。

进一步的，所述矩形方管为三个，两个所述人字形工字梁均包括：呈人字形对接的第一工字梁和第二工字梁；所述第一工字梁一端设有第一对接坡口，所述第二工字梁一端设有第二对接坡口，所述第一对接坡口与所述第二对接坡口对接后通过节点连接板和螺栓连接件固定连接，所述矩形板条两端分别与所述第一工字梁另一端和所述第二工字梁另一端通过角钢和螺栓连接件固定连接；

第一个所述矩形方管的两端分别通过角钢和螺栓连接件与两个所述第一工字梁的另一端固定连接；第二个所述矩形方管的两端分别通过角钢和螺栓连接件与两个所述第二工字梁的另一端固定连接；第三个所述矩形方管的两端分别抵接在两个所述第一工字梁一端和所述第二工字梁一端，且通过角钢和螺栓连接件固定连接；

其中，所述角钢、所述节点连接板、所述螺栓连接件均为PFRP材质。

采用上述技术方案产生的有益效果是，利用材质为PFRP的节点连接板、角钢和螺栓连接件的紧固进一步提高屋架结构的稳定性。

进一步的，所述节点连接板为两个，且分别置于所述第一工字梁一端腹板和所述第二工字梁一端腹板的内外侧。

采用上述技术方案产生的有益效果是，两个节点连接板提高了第一工字梁和第二工字梁的连接稳固性，使二者不易松脱。

进一步的，所述第一工字梁另一端和所述第二工字梁另一端的下翼缘均设有便于所述矩形板条贴合在腹板上的避让缺口。

采用上述技术方案产生的有益效果是，不会使矩形条板与工字梁产生干涉，使二者能够正常连接组装。

本实用新型的复合材料型材屋架结构的加工组装方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据设计图纸采用PFRP材料加工两个所述人字形工字梁、多个所述矩形方管和两个所述矩形板条；

步骤S2：将多个所述矩形方管固定安装在所述人字形工字梁之间；

步骤S3：将两个所述矩形板条分别安装在两个所述人字形工字梁的两端。

进一步的，步骤S1中的所述人字形工字梁的加工组装方法如下：将所述第一工字梁的一端和所述第二工字梁一端分别加工第一对接坡口和第二对接坡口，然后，将所述第一对接坡口和所述第二对接坡口对接，将所述节点连接板放置在二者的对接的位置上，且贴合在工字梁的腹板上，然后使用所述螺栓连接件将所述节点连接板固定在所述第一工字梁和所述第二工字梁上，以将所述第一工字梁和所述第二工字梁对接后固定；

步骤S2中的加工方法如下：利用所述角钢和所述螺栓连接件将三个所述矩形方管分别固定在两个所述人字形工字梁之间：

步骤S3中的加工方法如下：利用所述角钢和所述螺栓连接件将所述矩形板条固定在对应的所述第一工字梁和所述第二工字梁的另一端；

其中，所述角钢、所述节点连接板、所述螺栓连接件均选用PFRP材质。

进一步的，步骤S1中，所述第一对接坡口和所述第二对接坡口对接后，在对接位置的工字梁腹板内外侧上均安装所述节点连接板。

进一步的，步骤S1中，在所述第一工字梁另一端和所述第二工字梁另一端的下翼缘均加工避让缺口；步骤S3中，所述矩形条板端部置于所述避让缺口位置上且贴合在工字梁腹板上，然后利用所述角钢和所述螺栓连接件将所述矩形条板固定在工字梁腹板上。

采用上述技术方案产生的有益效果是，上述的屋架结构加工组装方法，简单易操作，且安装便捷，实用性强，便于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的一种复合材料型材屋架结构的结构示意图。

图2附图为图1中局部A的结构放大示意图。

图3附图为图1中局部B的结构放大示意图。

图4附图为图1中局部C的结构放大示意图。

图5附图为图1中局部D的结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图5，本实用新型实施例公开了一种复合材料型材屋架结构，包括：

人字形工字梁1，人字形工字梁1为平行间隔布置的两个；

矩形方管2，矩形方管2为平行间隔布置在两个人字形工字梁1之间的多个，且每个矩形方管2两端均与两个人字形工字梁1分别固定连接；

矩形板条3，矩形板条3为平行间隔布置的两个，且每个矩形板条3两端分别与其对应的人字形工字梁1的两端固定连接；

其中，人字形工字梁1、矩形方管2、矩形板条3均为PFRP材质。

矩形方管2为三个，两个人字形工字梁1均包括：呈人字形对接的第一工字梁11和第二工字梁12；第一工字梁11一端设有第一对接坡口111，第二工字梁12一端设有第二对接坡口121，第一对接坡口111与第二对接坡口121对接后通过节点连接板4和螺栓连接件5固定连接，矩形板条3两端分别与第一工字梁11另一端和第二工字梁12另一端通过角钢6和螺栓连接件5固定连接；

第一个矩形方管2的两端分别通过角钢6和螺栓连接件5与两个第一工字梁11的另一端固定连接；第二个矩形方管2的两端分别通过角钢6和螺栓连接件5与两个第二工字梁12的另一端固定连接；第三个矩形方管2的两端分别抵接在两个第一工字梁11一端和第二工字梁12一端，且通过角钢6和螺栓连接件5固定连接；

其中，角钢6、节点连接板4、螺栓连接件5均为PFRP材质。

节点连接板4为两个，且分别置于第一工字梁11一端腹板和第二工字梁12一端腹板的内外侧。

第一工字梁11另一端和第二工字梁12另一端的下翼缘均设有便于矩形板条3贴合在腹板上的避让缺口。

其中，在上述一种复合材料型材屋架结构中，节点连接板为六边形，既能够与拼接后的工字梁腹板随型贴合，又能够增强节点连接处的强度和刚度，保证连接的结构稳定性。

本实用新型的复合材料型材屋架结构可用作屋顶、池顶的骨架结构，并可与膜材料等组合形成封闭结构，适用于极端环境下结构的封闭加盖工程，具有良好的耐腐蚀性和结构承载能力。

本实用新型的一种复合材料型材屋架结构的加工组装方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据设计图纸采用PFRP材料加工两个人字形工字梁1、多个矩形方管2和两个矩形板条3；

步骤S2：将多个矩形方管2固定安装在人字形工字梁1之间；

步骤S3：将两个矩形板条3分别安装在两个人字形工字梁1的两端。

步骤S1中的人字形工字梁1的加工组装方法如下：将第一工字梁11的一端和第二工字梁12一端分别加工第一对接坡口111和第二对接坡口121，然后，将第一对接坡口111和第二对接坡口121对接，将节点连接板4放置在二者的对接的位置上，且贴合在工字梁的腹板上，然后使用螺栓连接件5将节点连接板4固定在第一工字梁11和第二工字梁12上，以将第一工字梁11和第二工字梁12对接后固定，并作为屋脊，其中第一对接坡口和第二对接坡口的切口角度根据屋脊高度决定；

步骤S2中的加工方法如下：利用角钢6和螺栓连接件5将三个矩形方管2分别固定在两个人字形工字梁1之间：

步骤S3中的加工方法如下：利用角钢6和螺栓连接件5将矩形板条3固定在对应的第一工字梁11和第二工字梁12的另一端；

其中，角钢6、节点连接板4、螺栓连接件5均选用PFRP材质。

步骤S1中，第一对接坡口111和第二对接坡口121对接后，在对接位置的工字梁腹板内外侧上均安装节点连接板4。

步骤S1中，在第一工字梁11另一端和第二工字梁12另一端的下翼缘均加工避让缺口；步骤S3中，矩形条板3端部置于避让缺口位置上且贴合在工字梁腹板上，然后利用角钢6和螺栓连接件5将矩形条板3固定在工字梁腹板上。

上述方法中，节点连接板尺寸根据节点连接承载力需求和工字梁腹板高度尺寸设定，点连接板样式需与拼接后的工字梁腹板处贴合。螺栓连接件的尺寸、螺栓连接件与工字梁腹板边缘的距离、以及螺栓连接件之间的距离根据节点连接承载力需求进行设定。并且上述方法中，第一工字梁、第二工字梁、矩形方管、矩形板条上需开设用于穿设螺栓连接件的安装孔，且该安装孔应考虑一定的装配误差进行开孔，以便于螺栓连接件的安装。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种复合材料型材屋架结构，其特征在于，包括：

人字形工字梁(1)，所述人字形工字梁(1)为平行间隔布置的两个；

矩形方管(2)，所述矩形方管(2)为平行间隔布置在两个所述人字形工字梁(1)之间的多个，且每个所述矩形方管(2)两端均与两个所述人字形工字梁(1)分别固定连接；

矩形板条(3)，所述矩形板条(3)为平行间隔布置的两个，且每个所述矩形板条(3)两端分别与其对应的所述人字形工字梁(1)的两端固定连接；

其中，所述人字形工字梁(1)、所述矩形方管(2)、所述矩形板条(3)均为PFRP材质。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料型材屋架结构，其特征在于，所述矩形方管(2)为三个，两个所述人字形工字梁(1)均包括：呈人字形对接的第一工字梁(11)和第二工字梁(12)；所述第一工字梁(11)一端设有第一对接坡口(111)，所述第二工字梁(12)一端设有第二对接坡口(121)，所述第一对接坡口(111)与所述第二对接坡口(121)对接后通过节点连接板(4)和螺栓连接件(5)固定连接，所述矩形板条(3)两端分别与所述第一工字梁(11)另一端和所述第二工字梁(12)另一端通过角钢(6)和螺栓连接件(5)固定连接；

第一个所述矩形方管(2)的两端分别通过角钢(6)和螺栓连接件(5)与两个所述第一工字梁(11)的另一端固定连接；第二个所述矩形方管(2)的两端分别通过角钢(6)和螺栓连接件(5)与两个所述第二工字梁(12)的另一端固定连接；第三个所述矩形方管(2)的两端分别抵接在两个所述第一工字梁(11)一端和所述第二工字梁(12)一端，且通过角钢(6)和螺栓连接件(5)固定连接；

其中，所述角钢(6)、所述节点连接板(4)、所述螺栓连接件(5)均为PFRP材质。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料型材屋架结构，其特征在于，所述节点连接板(4)为两个，且分别置于所述第一工字梁(11)一端腹板和所述第二工字梁(12)一端腹板的内外侧。

4.根据权利要求2所述的一种复合材料型材屋架结构，其特征在于，所述第一工字梁(11)另一端和所述第二工字梁(12)另一端的下翼缘均设有便于所述矩形板条(3)贴合在腹板上的避让缺口。

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