CN217500792U - 可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，包括工程竹梁和可调节钢桁架；可调节钢桁架包括可调节圆钢管下弦杆、圆钢管腹杆和角钢上弦杆；角钢上弦杆固定于工程竹梁的底部两侧，圆钢管腹杆连接于两角钢上弦杆与可调节圆钢管下弦杆之间；可调节圆钢管下弦杆包括复数个圆钢管下弦杆和若干第一长度调节组件；第一长度调节组件的两侧相邻的四圆钢管腹杆包括一第二长度调节组件。本实用新型的一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，能够充分发挥钢和工程竹两种材料的力学性能优势，实现工程竹材在大跨结构中的应用，同时通过调节组合桁架梁的整体竖向变形来解决工程竹受弯构件长期持荷过程中因蠕变带来的变形超标问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及结构工程领域，尤其涉及一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁。
背景技术
建筑业对全球可持续发展和应对气候变化有重要的影响，在发展绿色环保生态建筑的背景下，我国作为拥有全球最丰富竹林资源和最深厚竹文化底蕴的国家，在我国推广竹制建材和竹结构建筑具有天然优势和较大潜力。竹材作为一种低碳、可再生、易降解、保温隔热、轻质抗震的生物质材料，其在建筑业的推广应用对环保有着重要意义。
随着加工技术的不断进步，以胶合竹、重组竹为代表的工程竹在建筑领域的应用愈发广泛。工程竹结构在保留生态绿色的基础上实现了标准化与现代化，符合绿色低碳建筑和建筑工业化的行业发展需求，将其用于工程承重结构有很大的发展空间。
工程竹材在顺纹方向有较高的拉压强度，但受限于材料的弹性模量，工程竹受弯构件的截面一般由变形控制，材料强度无法得到充分利用，也较难用于大跨度结构，将其与钢材组合制作成组合结构，能够充分利用两种材料的力学性能优势，提高材料的利用率，而用于大跨空间结构时消能减震也是设计时需要考虑的问题。
另一方面，在长期荷载作用下，竹材有显著的蠕变特性，使得工程竹受弯构件在长期持荷工作过程中，挠度随持荷时间的延长而不断增长，其对正常使用功能有不可忽视的影响。采取必要的技术措施对工程竹构件的长期变形进行控制，当变形超标时适时调节，确保工程竹结构的长期安全和正常使用。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，能够充分发挥钢和工程竹两种材料的力学性能优势，实现工程竹材在大跨结构中的应用，同时通过调节组合桁架梁的整体竖向变形来解决工程竹受弯构件长期持荷过程中因蠕变带来的变形超标问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，包括一工程竹梁和一可调节钢桁架；所述可调节钢桁架包括一可调节圆钢管下弦杆、多个圆钢管腹杆和两角钢上弦杆；所述角钢上弦杆和所述可调节圆钢管下弦杆沿所述工程竹梁的顺纹方向布设且所述角钢上弦杆固定于所述工程竹梁的底部两侧，所述可调节圆钢管下弦杆设置于两所述角钢上弦杆之间的下方，所述圆钢管腹杆连接于两所述角钢上弦杆与所述可调节圆钢管下弦杆之间；所述可调节圆钢管下弦杆包括复数个圆钢管下弦杆和若干第一长度调节组件，所述圆钢管下弦杆通过所述第一长度调节组件首尾相连形成所述可调节圆钢管下弦杆；所述第一长度调节组件的两侧相邻的四所述圆钢管腹杆包括一第二长度调节组件。
优选地，所述第一长度调节组件设置于两侧相邻的所述圆钢管腹杆与所述圆钢管下弦杆的两连接部的中间。
优选地，所述角钢上弦杆与所述工程竹梁通过自攻螺钉连接固定，所述自攻螺钉从所述角钢上弦杆的下侧面垂直打入所述工程竹梁中，所述角钢上弦杆在设置所述自攻螺钉的位置预开孔。
优选地，所述第一长度调节组件包括两第一螺杆和一第一钢套筒；所述第一螺杆全长设置外螺纹；两所述第一螺杆的内侧端部螺纹方向相反地穿设并螺接于所述第一钢套筒的两端内，两所述第一螺杆的外侧端部分别穿设并螺接于相邻两所述圆钢管下弦杆内；所述第一钢套筒和所述圆钢管下弦杆内部的螺纹与对应所述第一螺杆的外螺纹配合。
优选地，所述第二长度调节组件设置于对应所述圆钢管腹杆的中部。
优选地，所述第二长度调节组件所在的所述圆钢管腹杆包括两圆钢管腹杆段；所述第二长度调节组件包括两第二螺杆和一第二钢套筒；所述第二螺杆全长设置外螺纹；两所述第二螺杆的内侧端部螺纹方向相反地穿设并螺接于所述第二钢套筒的两端内，两所述第二螺杆的外侧端部分别穿设并螺接于对应两所述圆钢管腹杆段内；所述第二钢套筒和所述圆钢管腹杆段内部的螺纹与对应所述第二螺杆的外螺纹配合。
优选地，所述第二钢套筒内部在两所述第二螺杆之间的空隙处填充高粘弹性橡胶。
本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
本实用新型提供的一种可调节变形的耗能工程竹-钢组合桁架梁，能够充分利用钢材抗拉强度高、工程竹材抗压延性好的力学性能优势，提高了两种材料的利用率，为工程竹用于大跨空间结构提供了解决方案。第二钢套筒内部填充的高粘弹性橡胶在地震作用下能够耗散能量，达到消能减震的效果。
另一方面，本实用新型可通过转动可调节圆钢管下弦杆上的第一钢套筒来调节可调节圆钢管下弦杆的长度，进而调节组合桁架梁的整体竖向变形，避免工程竹受弯构件长期持荷过程中因蠕变带来的变形超标问题，确保工程竹结构的长期安全和正常使用。在进行变形调节时，先通过第二长度调节组件的辅助作用，使可调节圆钢管下弦杆有一定程度的提升，将可调节圆钢管下弦杆调至直线状态后，再进行可调节圆钢管下弦杆的调节，避免了长期使用后可调节圆钢管下弦杆在连接处局部变形过大难以调节，操作简单高效。
附图说明
图1为本实用新型实施例的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁的正视图；
图3为本实用新型实施例的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁的侧视图；
图4为本实用新型实施例的第一长度调节组件的连接结构示意图；
图5为本实用新型实施例的第二长度调节组件的连接结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图图1～图5，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。
请参阅图1～图5，本实用新型实施例的一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，包括一工程竹梁1和一可调节钢桁架2；可调节钢桁架2包括一可调节圆钢管下弦杆21、多个圆钢管腹杆22和两角钢上弦杆23；角钢上弦杆23和可调节圆钢管下弦杆21沿工程竹梁1的顺纹方向布设且角钢上弦杆23固定于工程竹梁1的底部两侧，可调节圆钢管下弦杆21设置于两角钢上弦杆23之间的下方，圆钢管腹杆22连接于两角钢上弦杆23与可调节圆钢管下弦杆21之间；可调节圆钢管下弦杆21包括复数个圆钢管下弦杆和若干第一长度调节组件3，圆钢管下弦杆通过第一长度调节组件3首尾相连形成可调节圆钢管下弦杆21；第一长度调节组件3的两侧相邻的四圆钢管腹杆22包括一第二长度调节组件4。
本实施例中，工程竹梁1采用胶合竹制作，可调节钢桁架2采用Q235B级钢材制作。工程竹梁1为矩形截面，截面尺寸为250mm×90mm，位于可调节钢桁架2的上方。
圆钢管腹杆22与角钢上弦杆23和可调节圆钢管下弦杆21之间采用焊接连接，可调节钢桁架2的可调节圆钢管下弦杆21采用
空心圆钢管制作，圆钢管腹杆22采用
空心圆钢管制作，角钢上弦杆23采用L40×3角钢制作。
第一长度调节组件3设置于两侧相邻的圆钢管腹杆22与圆钢管下弦杆的两连接部的中间。
角钢上弦杆23与工程竹梁1通过自攻螺钉5连接固定，自攻螺钉5从角钢上弦杆23的下侧面垂直打入工程竹梁1中，角钢上弦杆23在设置自攻螺钉5的位置预开直径10mm的孔。
本实施例中，选用直径8mm、长65mm的自攻螺钉5；自攻螺钉5双排对称布置，沿桁架梁长度方向间距250mm。
第一长度调节组件3包括两第一螺杆31和一第一钢套筒32；第一螺杆31全长设置外螺纹，第一螺杆31长80mm；两第一螺杆31的内侧端部螺纹方向相反地穿设并螺接于第一钢套筒32的两端内，两第一螺杆31的外侧端部分别穿设并螺接于相邻两圆钢管下弦杆内，伸入长度40mm；第一钢套筒32和圆钢管下弦杆内部的螺纹与对应第一螺杆31的外螺纹配合。
第二长度调节组件4设置于对应圆钢管腹杆22的中部。
第二长度调节组件4所在的圆钢管腹杆22包括两圆钢管腹杆段；第二长度调节组件4包括两第二螺杆41和一第二钢套筒42；第二螺杆41全长设置外螺纹，第二螺杆41长50mm；两第二螺杆41的内侧端部螺纹方向相反地穿设并螺接于第二钢套筒42的两端内，两第二螺杆41的外侧端部分别穿设并螺接于对应两圆钢管腹杆段内，伸入长度25mm；第二钢套筒42和圆钢管腹杆段内部的螺纹与对应第二螺杆41的外螺纹配合。
第二钢套筒42内部在两第二螺杆41之间的空隙处填充高粘弹性橡胶43。
在使用中需要调节组合桁架梁的整体变形时，先转动圆钢管腹杆22上的第二钢套筒42使之拧紧，使得可调节圆钢管下弦杆21有一定程度的提升，相继旋转同一节点处四个圆钢管腹杆22上的第二钢套筒42进行调节，将可调节圆钢管下弦杆21调至接近直线状态后，再转动可调节圆钢管下弦杆21上的第一钢套筒32，调节可调节圆钢管下弦杆21的总长度，进而调节组合桁架梁的整体竖向变形。
当需要减小组合桁架梁的竖向变形时，可向拧紧螺杆的方向转动第一钢套筒32，使可调节圆钢管下弦杆21的总长度减小，进而使组合桁架梁整体向上起拱。
本实用新型可通过第二钢套筒42内部填充的高粘弹性橡胶43在地震作用下耗散能量，同时可在第一长度调节组件3的辅助下，通过转动第二钢套筒42来调节调节可调节圆钢管下弦杆21的长度，进而调节组合桁架梁的整体竖向变形，避免工程竹受弯构件长期持荷过程中因蠕变带来的变形超标问题。本实用新型充分利用了钢材和工程竹材的力学性能优势，提高了材料的利用率，适用于大跨度空间结构，集消能减震和调节变形于一体，在装配式现代竹木结构建筑中有良好的发展应用前景。
以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，包括一工程竹梁(1)和一可调节钢桁架(2)；所述可调节钢桁架(2)包括一可调节圆钢管下弦杆(21)、多个圆钢管腹杆(22)和两角钢上弦杆(23)；所述角钢上弦杆(23)和所述可调节圆钢管下弦杆(21)沿所述工程竹梁(1)的顺纹方向布设且所述角钢上弦杆(23)固定于所述工程竹梁(1)的底部两侧，所述可调节圆钢管下弦杆(21)设置于两所述角钢上弦杆(23)之间的下方，所述圆钢管腹杆(22)连接于两所述角钢上弦杆(23)与所述可调节圆钢管下弦杆(21)之间；所述可调节圆钢管下弦杆(21)包括复数个圆钢管下弦杆和若干第一长度调节组件(3)，所述圆钢管下弦杆通过所述第一长度调节组件(3)首尾相连形成所述可调节圆钢管下弦杆(21)；所述第一长度调节组件(3)的两侧相邻的四所述圆钢管腹杆(22)包括一第二长度调节组件(4)。
2.根据权利要求1所述的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，所述第一长度调节组件(3)设置于两侧相邻的所述圆钢管腹杆(22)与所述圆钢管下弦杆的两连接部的中间。
3.根据权利要求1所述的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，所述角钢上弦杆(23)与所述工程竹梁(1)通过自攻螺钉(5)连接固定，所述自攻螺钉(5)从所述角钢上弦杆(23)的下侧面垂直打入所述工程竹梁(1)中，所述角钢上弦杆(23)在设置所述自攻螺钉(5)的位置预开孔。
4.根据权利要求1所述的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，所述第一长度调节组件(3)包括两第一螺杆(31)和一第一钢套筒(32)；所述第一螺杆(31)全长设置外螺纹；两所述第一螺杆(31)的内侧端部螺纹方向相反地穿设并螺接于所述第一钢套筒(32)的两端内，两所述第一螺杆(31)的外侧端部分别穿设并螺接于相邻两所述圆钢管下弦杆内；所述第一钢套筒(32)和所述圆钢管下弦杆内部的螺纹与对应所述第一螺杆(31)的外螺纹配合。
5.根据权利要求1所述的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，所述第二长度调节组件(4)设置于对应所述圆钢管腹杆(22)的中部。
6.根据权利要求1所述的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，所述第二长度调节组件(4)所在的所述圆钢管腹杆(22)包括两圆钢管腹杆段；所述第二长度调节组件(4)包括两第二螺杆(41)和一第二钢套筒(42)；所述第二螺杆(41)全长设置外螺纹；两所述第二螺杆(41)的内侧端部螺纹方向相反地穿设并螺接于所述第二钢套筒(42)的两端内，两所述第二螺杆(41)的外侧端部分别穿设并螺接于对应两所述圆钢管腹杆段内；所述第二钢套筒(42)和所述圆钢管腹杆段内部的螺纹与对应所述第二螺杆(41)的外螺纹配合。
7.根据权利要求6所述的可调节变形的耗能工程竹钢桁架组合梁，其特征在于，所述第二钢套筒(42)内部在两所述第二螺杆(41)之间的空隙处填充高粘弹性橡胶(43)。
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