CN216552692U - 一种折线形单榀桁架及其四面坡立体桁架结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种折线形单榀桁架及其四面坡立体桁架结构体系，包括水平立体桁架和弯折立体桁架，所述水平立体桁架的两端分别固定连接有弯折立体桁架，所述弯折立体桁架朝向地面方向弯折设置，所述水平立体桁架与弯折立体桁架之间的夹角呈120°‑170°。本实用新型的折线形单榀桁架将现有的水平立体桁架设计为折线形，可以实现单坡造型，便于构建四面坡型建筑；且该单榀桁架的整体强度高，通过三角形的内部构造使其整体结构稳定，从而增加建筑的支撑力以及稳定性。

Description

一种折线形单榀桁架及其四面坡立体桁架结构体系

技术领域

本实用新型属于建筑设计技术领域，尤其是涉及一种折线型单榀桁架及其四面坡立体桁架结构体系。

背景技术

四面坡屋顶形式目前较多应用于公建坡屋面造型，在跨度不大时采用混凝土折梁形式或钢折梁形式较多，如图1和图2。但是混凝土着良心是不适用于跨度较大类公建，当跨度超过20米时，用混凝土折梁实现自重大，施工复杂，容易开裂。钢结构折梁形式相对于混凝土折梁形式可实现更大跨度，但是跨度超过40米以上时，同样由于自重及构造要求，造成自重大，用钢量高，吊装困难。

因此当跨度大于40米的公建，比如体育馆或演艺中心等建筑需要做四面坡时，需要发明一种既适用建筑造型，又能实现结构大跨度跨越受力，同时经济，便于施工的结构体系。

采用立体桁架形式可实现40米-80米跨度，而采用预应力拉索加立体桁架形式可实现80米以上的跨度，目前立体桁架形式常见的为水平（如图3）或拱形（如图4），而单独的水平立体桁架和拱形立体桁架无法完成四面坡造型；因此需要一种可构建四面坡的单榀桁架。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种折线形单榀桁架，该折线形单榀桁架将现有的水平立体桁架设计为折线形，可以实现单坡造型，便于构建四面坡型建筑；且该单榀桁架的整体强度高，通过三角形的内部构造使其整体结构稳定，从而增加建筑的支撑力以及稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种折线形单榀桁架，包括水平立体桁架和弯折立体桁架，所述水平立体桁架的两端分别固定连接有弯折立体桁架，所述弯折立体桁架朝向地面方向弯折设置，所述水平立体桁架与弯折立体桁架之间的夹角呈120°-170°。

进一步地，所述水平立体桁架和弯折立体桁架均由钢管相贯焊接形成。

进一步地，述水平立体桁架包括第一水平上弦杆、第二水平上弦杆和水平下弦杆，所述第一水平上弦杆和第二水平上弦杆同高度平行设置，所述水平下弦杆位于第一水平上弦杆的下侧且位于第一水平上弦杆和第二水平上弦杆的中间位置；所述第一水平上弦杆、第二水平上弦杆和水平下弦杆成三角形设置；

所述第一水平上弦杆和第二水平上弦杆之间通过若干个平面内竖腹杆、若干个平面外支座斜腹杆和若干个平面内斜腹杆固定连接，所述平面内竖腹杆垂直于第一水平上弦杆和第二水平上弦杆，相邻两个平面内竖腹杆之间设置有平面外支座斜腹杆或平面内斜腹杆且所述平面外支座斜腹杆和平面内斜腹杆交错设置，所述平面外支座斜腹杆、平面内斜腹杆与第一水平上弦杆或第二水平上弦杆呈三角形设置；

所述第一水平上弦杆和水平下弦杆之间、第二水平上弦杆和水平下弦杆之间交错设置有多个平面外斜腹杆且相互之间呈三角线设置。

进一步地，所述弯折立体桁架包括第一弯折上弦杆、第二弯折上弦杆和弯折下弦杆，所述第一弯折上弦杆和第二弯折上弦杆同高度平行设置，所述第一弯折下弦杆位于第一弯折上弦杆的下侧且位于第一弯折上弦杆和第二弯折上弦杆的中间位置；所述第一弯折上弦杆、第二弯折上弦杆和弯折下弦杆成三角线设置；

所述第一弯折上弦杆和第二弯折上弦杆之间通过若干个弯折竖腹杆、若干个弯折平面内支座斜杆和若干个弯折平面内斜杆固定连接，所述弯折竖腹杆垂直于第一弯折上弦杆和第二弯折上弦杆，相邻两个弯折竖腹杆之间设置有弯折平面内支座斜杆或弯折平面内斜杆且所述弯折平面内支座斜杆和弯折平面内斜杆交错设置，所述弯折平面内支座斜杆、弯折平面内斜杆与第一弯折上弦杆或第二弯折上弦杆呈三角形设置；

所述第一弯折上弦杆和弯折下弦杆之间、第二弯折上弦杆和弯折下弦杆之间交错设置有多个弯折平面外斜腹杆且相互之间呈三角线设置。

进一步地，所述第一弯折上弦杆与第一水平上弦杆一体成型设置，所述第二弯折上弦杆与第二水平上弦杆一体成型设置，所述水平下弦杆和弯折下弦杆一体成型设置。

进一步地，所述弯折下弦杆与水平下弦杆的连接处，同时固定连接第一弯折上弦杆和弯折下弦杆之间的弯折平面外斜腹杆、第二弯折上弦杆和第二水平上弦杆之间的弯折平面外斜腹杆、第一水平上弦杆和水平下弦杆之间的两个同交点设置的平面外斜腹杆和第二水平上弦杆和水平下弦杆之间两个同交点设置的平面外斜腹杆。

进一步地，所述水平立体桁架与弯折立体桁架之间的夹角为150°。

进一步地，所述水平立体桁架每一个端部的相邻的两个平面内竖腹杆的直径大于水平立体桁架其他位置处的平面内竖腹杆的直径。

本实用新型的第二目的是提供一种四面坡立体桁架结构体系，该四面坡立体桁架结构体系由主桁架和次桁架连接构成，其中主桁架构成空间整体受力体系，次桁架主要支撑主桁架的平面外受力，防止主桁架平面外变形，同时主桁架也能限制次桁架的平面外变形，该立体桁架结构体系结构稳定，受力平衡，可以提高整体建筑的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种四面坡立体桁架结构体系，由多个主桁架通过次桁架连接为一空间整体，各桁架互为支撑，从而构成空间整体受力的四面坡立体桁架结构体系；其中，所述主桁架为上述的折线形单榀桁架，所述次桁架为水平立体桁架。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、本实用新型的折线形单榀桁架，将现有的水平立体桁架设计为折线形，可以实现单坡造型，便于构建四面坡型建筑；且该单榀桁架的整体强度高，通过三角形的内部构造使其整体结构稳定，从而增加建筑的支撑力以及稳定性。

2、本实用新型的四面坡立体桁架结构体系，由主桁架和次桁架连接构成，其中主桁架构成空间整体受力体系，次桁架主要支撑主桁架的平面外受力，防止主桁架平面外变形，同时主桁架也能限制次桁架的平面外变形，该立体桁架结构体系结构稳定，受力平衡，可以提高整体建筑的稳定性。

附图说明

图1是现有技术中混凝土折梁示意图；

图2是现有技术中钢折梁示意图；

图3是现有技术中水平立体桁架的结构示意图；

图4是现有技术中拱形桁架的结构示意图；

图5是本实用新型一种折线形单榀桁架的结构示意图；

图6是本实用新型一种折线形单榀桁架的主视图；

图7是本实用新型一种折线形单榀桁架的俯视图；

图8是本实用新型一种四面坡立体桁架结构体系的结构示意图；

图中：

1-水平立体桁架，101-第一水平上弦杆，102-第二水平上弦杆，103-水平下弦杆，104-平面内竖腹杆，105-平面外支座斜腹杆，106-平面内斜腹杆，107-平面外斜腹杆；

2-弯折立体桁架，201-第一弯折上弦杆，202-第二弯折上弦杆，203-弯折下弦杆，204-弯折竖腹杆，205-弯折平面内支座斜杆，206-弯折平面内斜杆，207-弯折平面外斜腹杆；

a-主桁架，b-次桁架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

实施例1：

如图5到图7所示，本实施例提供一种折线形单榀桁架，包括水平立体桁架1和弯折立体桁架2，水平立体桁架1的两端分别固定连接有弯折立体桁架2，弯折立体桁架2朝向地面方向弯折设置，水平立体桁架1与弯折立体桁架2之间的夹角呈120°-170°。其中，弯折立体桁架1呈角度设置在水平立体桁架1的端部，从而形成折线形，便于实现单坡造型，便于构建四面坡型建筑。

其中，水平立体桁架1和弯折立体桁架2均由钢管相贯焊接形成。

在本实施例中，水平立体桁架1包括第一水平上弦杆101、第二水平上弦杆102和水平下弦杆103，第一水平上弦杆101和第二水平上弦杆102同高度平行设置，水平下弦杆103位于第一水平上弦杆101的下侧且位于第一水平上弦杆101和第二水平上弦杆102的中间位置；第一水平上弦杆101、第二水平上弦杆102和水平下弦杆103成三角形设置；其中，第一水平上弦杆101、第二水平上弦杆102和水平下弦杆103形成三角形的立体空间结构，可以使得整体的水平立体桁架1保持稳定；

第一水平上弦杆101和第二水平上弦杆102之间通过若干个平面内竖腹杆104、若干个平面外支座斜腹杆105和若干个平面内斜腹杆106固定连接，平面内竖腹杆104垂直于第一水平上弦杆101和第二水平上弦杆102，相邻两个平面内竖腹杆104之间设置有平面外支座斜腹杆105或平面内斜腹杆106且平面外支座斜腹杆105和平面内斜腹杆106交错设置，平面外支座斜腹杆105、平面内斜腹杆106与第一水平上弦杆101或第二水平上弦杆102呈三角形设置；

第一水平上弦杆101和水平下弦杆103之间、第二水平上弦杆102和水平下弦杆103之间交错设置有多个斜腹杆107且相互之间呈三角线设置。设置第一平面内竖腹杆104、平面外支座斜腹杆105和平面内斜腹杆106用于将第一水平上弦杆101和第二水平上弦杆102进行稳定连接，三角形设置使得相互之间的连接稳定和受力平衡；设置平面外斜腹杆107且成三角形可以保证整体水平立体桁架1的受力稳定和结构稳定。

在本实施例中，弯折立体桁架2包括第一弯折上弦杆201、第二弯折上弦杆202和弯折下弦杆203，第一弯折上弦杆201和第二弯折上弦杆202同高度平行设置，第一弯折下弦杆203位于第一弯折上弦杆201的下侧且位于第一弯折上弦杆201和第二弯折上弦杆202的中间位置；第一弯折上弦杆201、第二弯折上弦杆202和弯折下弦杆203成三角线设置；

第一弯折上弦杆201和第二弯折上弦杆202之间通过若干个弯折竖腹杆204、若干个弯折平面内支座斜杆205和若干个弯折平面内斜杆206固定连接，弯折竖腹杆204垂直于第一弯折上弦杆201和第二弯折上弦杆202，相邻两个弯折竖腹杆204之间设置有弯折平面内支座斜杆205或弯折平面内斜杆206且弯折平面内支座斜杆205和弯折平面内斜杆206交错设置，弯折平面内支座斜杆205、弯折平面内斜杆206与第一弯折上弦杆201或第二弯折上弦杆202呈三角形设置；

第一弯折上弦杆201和弯折下弦杆203之间、第二弯折上弦杆202和弯折下弦杆203之间交错设置有多个弯折平面外斜腹杆207且相互之间呈三角线设置。

在本实施例中，第一弯折上弦杆201与第一水平上弦杆101一体成型设置，第二弯折上弦杆202与第二水平上弦杆102一体成型设置，水平下弦杆103和弯折下弦杆203一体成型设置。其中，第一弯折上弦杆201和第一水平上弦杆101进行焊接形成一体结构，第二弯折上弦杆202和第二水平上弦杆102进行焊接形成一体结构，弯折下弦杆203和水平下弦杆103进行焊接形成一体结构，从而使得水平立体桁架1和弯折立体桁架2进行固定安装，从而使其结构稳定支撑。

在本实施例中，弯折下弦杆203与水平下弦杆103的连接处，同时固定连接第一弯折上弦杆201和弯折下弦杆203之间的弯折平面外斜腹杆207、第二弯折上弦杆202和第二水平上弦杆102之间的弯折平面外斜腹杆207、第一水平上弦杆101和水平下弦杆103之间的两个同交点设置的平面外斜腹杆107和第二水平上弦杆102和水平下弦杆103之间两个同交点设置的平面外斜腹杆107。该设计使用多个三角形将水平立体桁架1和弯折立体桁架2进行稳定连接，从而提高折线形单榀桁架的稳定性。

在本实施例中，水平立体桁架1与弯折立体桁架2之间的夹角为150°。夹角为150°时结构更稳定。

在本实施例中，水平立体桁架1每一个端部的相邻的两个平面内竖腹杆104的直径大于水平立体桁架1其他位置处的平面内竖腹杆104的直径。此设计可以在将多个水平立体桁架1进行安装时，使得整体的结构保持稳固，从而提高稳定性能，防止应力变形。

本实施例的折线形单榀桁架，将现有的水平立体桁架设计为折线形，可以实现单坡造型，便于构建四面坡型建筑；且该单榀桁架的整体强度高，通过三角形的内部构造使其整体结构稳定，从而增加建筑的支撑力以及稳定性。

实施例2：

如图8所示，本实施例提供一种四面坡立体桁架结构体系，由多个主桁架a通过次桁架b连接为一空间整体，各桁架互为支撑，从而构成空间整体受力的四面坡立体桁架结构体系；其中，主桁架a为折线形单榀桁架，次桁架b为水平立体桁架1。其中主桁架a构成空间整体受力体系，次桁架b主要支撑主桁架a的平面外受力，防止主桁架a平面外变形，同时主桁架a也能限制次桁架b的平面外变形，该立体桁架结构体系结构稳定，受力平衡，可以提高整体建筑的稳定性。

在使用实施例1中的折线形单榀桁架进行安装时，多个主桁架a平行设置，使用次桁架b将多个主桁架a进行固定连接，其中在操作时将相应的钢管进行焊接固定，使其形成规划的形状进而达到稳定支撑的目的。另外结合桁架的自身重力以及各种受力分析，在相应的桁架底部安装相应的铸铁制作，从而对整体的四面坡立体桁架结构体系进行支撑，最终支撑整个建筑处于稳定状态。

本实施例的四面坡立体桁架结构体系，由主桁架和次桁架连接构成，其中主桁架构成空间整体受力体系，次桁架主要支撑主桁架的平面外受力，防止主桁架平面外变形，同时主桁架也能限制次桁架的平面外变形，该立体桁架结构体系结构稳定，受力平衡，可以提高整体建筑的稳定性。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种折线形单榀桁架，其特征在于：包括水平立体桁架（1）和弯折立体桁架（2），所述水平立体桁架（1）的两端分别固定连接有弯折立体桁架（2），所述弯折立体桁架（2）朝向地面方向弯折设置，所述水平立体桁架（1）与弯折立体桁架（2）之间的夹角呈120°-170°。

2.根据权利要求1所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述水平立体桁架（1）和弯折立体桁架（2）均由钢管相贯焊接形成。

3.根据权利要求2所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述水平立体桁架（1）包括第一水平上弦杆（101）、第二水平上弦杆（102）和水平下弦杆（103），所述第一水平上弦杆（101）和第二水平上弦杆（102）同高度平行设置，所述水平下弦杆（103）位于第一水平上弦杆（101）的下侧且位于第一水平上弦杆（101）和第二水平上弦杆（102）的中间位置；所述第一水平上弦杆（101）、第二水平上弦杆（102）和水平下弦杆（103）成三角形设置；

所述第一水平上弦杆（101）和第二水平上弦杆（102）之间通过若干个平面内竖腹杆（104）、若干个平面外支座斜腹杆（105）和若干个平面内斜腹杆（106）固定连接，所述平面内竖腹杆（104）垂直于第一水平上弦杆（101）和第二水平上弦杆（102），相邻两个平面内竖腹杆（104）之间设置有平面外支座斜腹杆（105）或平面内斜腹杆（106）且所述平面外支座斜腹杆（105）和平面内斜腹杆（106）交错设置，所述平面外支座斜腹杆（105）、平面内斜腹杆（106）与第一水平上弦杆（101）或第二水平上弦杆（102）呈三角形设置；

所述第一水平上弦杆（101）和水平下弦杆（103）之间、第二水平上弦杆（102）和水平下弦杆（103）之间交错设置有多个平面外斜腹杆（107）且相互之间呈三角线设置。

4.根据权利要求3所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述弯折立体桁架（2）包括第一弯折上弦杆（201）、第二弯折上弦杆（202）和弯折下弦杆（203），所述第一弯折上弦杆（201）和第二弯折上弦杆（202）同高度平行设置，所述第一弯折下弦杆（203）位于第一弯折上弦杆（201）的下侧且位于第一弯折上弦杆（201）和第二弯折上弦杆（202）的中间位置；所述第一弯折上弦杆（201）、第二弯折上弦杆（202）和弯折下弦杆（203）成三角线设置；

所述第一弯折上弦杆（201）和第二弯折上弦杆（202）之间通过若干个弯折竖腹杆（204）、若干个弯折平面内支座斜杆（205）和若干个弯折平面内斜杆（206）固定连接，所述弯折竖腹杆（204）垂直于第一弯折上弦杆（201）和第二弯折上弦杆（202），相邻两个弯折竖腹杆（204）之间设置有弯折平面内支座斜杆（205）或弯折平面内斜杆（206）且所述弯折平面内支座斜杆（205）和弯折平面内斜杆（206）交错设置，所述弯折平面内支座斜杆（205）、弯折平面内斜杆（206）与第一弯折上弦杆（201）或第二弯折上弦杆（202）呈三角形设置；

所述第一弯折上弦杆（201）和弯折下弦杆（203）之间、第二弯折上弦杆（202）和弯折下弦杆（203）之间交错设置有多个弯折平面外斜腹杆（207）且相互之间呈三角线设置。

5.根据权利要求4所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述第一弯折上弦杆（201）与第一水平上弦杆（101）一体成型设置，所述第二弯折上弦杆（202）与第二水平上弦杆（102）一体成型设置，所述水平下弦杆（103）和弯折下弦杆（203）一体成型设置。

6.根据权利要求5所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述弯折下弦杆（203）与水平下弦杆（103）的连接处，同时固定连接第一弯折上弦杆（201）和弯折下弦杆（203）之间的弯折平面外斜腹杆（207）、第二弯折上弦杆（202）和第二水平上弦杆（102）之间的弯折平面外斜腹杆（207）、第一水平上弦杆（101）和水平下弦杆（103）之间的两个同交点设置的平面外斜腹杆（107）和第二水平上弦杆（102）和水平下弦杆（103）之间两个同交点设置的平面外斜腹杆（107）。

7.根据权利要求3-6任意一项所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述水平立体桁架（1）与弯折立体桁架（2）之间的夹角为150°。

8.根据权利要求7所述的一种折线形单榀桁架，其特征在于：所述水平立体桁架（1）每一个端部的相邻的两个平面内竖腹杆（104）的直径大于水平立体桁架（1）其他位置处的平面内竖腹杆（104）的直径。

9.一种四面坡立体桁架结构体系，其特征在于：由多个主桁架（a）通过次桁架（b）连接为一空间整体，各桁架互为支撑，从而构成空间整体受力的四面坡立体桁架结构体系；其中，所述主桁架（a）为权利要求1-8任意一项所述折线形单榀桁架，所述次桁架（b）为权利要求1-8任意一项中所提到的水平立体桁架（1）。

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