CN219060369U - 一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，木桁架顶部为垂直交叉设置的支撑梁，支撑梁上铺设有栅格，盖板设置在栅格、支撑梁上，其特征在于：包括基座、顶盖；顶盖设置在基座顶部，基座中部插入顶盖，基座底端固定在支撑梁上；盖板设置在顶盖上方，盖板与顶盖螺栓连接，盖板与顶盖的连接螺栓底部设置在基座中部，并且连接螺栓上设置有弹簧垫圈；包括本实用新型解决了定向刨花板本身或者轻型栅格产生形变，定向刨花板与木桁架、轻型栅格之间的连接螺栓易松动的问题。

Description

一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置

技术领域

本实用新型涉及木桁架屋面建造技术领域，尤其涉及大跨度木桁架屋面盖板连接装置。

背景技术

木桁架是指由木构件组成的桁架，是木屋盖、木桥及木塔架的主要承重结构；木桁架强度高重量轻的特性使其适用于大跨度的屋面，给屋面平面设计提供了很大的灵活性；木桁架用于木屋盖时通称为木屋架，木屋架可设计成几乎所有形状和尺寸，因此适用于独特的结构和屋顶形状设计，广泛用于各种商业和公共建筑中；

木桁架的结构设计一般基于单榀木桁架的二维分析方法，屋面盖板一般只作为荷载施加至结构上，一般不考虑其屋面盖板对结构的有利作用；但是屋面上覆盖的轻型搁栅及定向刨花板(OSB板)类似于剪力墙，具有一定刚度，可在平面外对木桁架有一定支撑作用，可在设计中考虑其刚度，减少主桁架之间水平支撑或次桁架的布置数量，简化结构，减少主桁架整体重量；定向刨花板一般与木桁架采用普通螺栓连接，但是屋面上安装的部分定向刨花板在外界风雨侵蚀下板面产生形变，或者轻型栅格在定向刨花板重量的作用下产生弯曲变形时，定向刨花板与木桁架、轻型栅格之间的连接螺栓易松动；定向刨花板连接松动即失去了对木桁架的支撑作用，木桁架结构稳定性变差。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其解决了定向刨花板本身或者轻型栅格产生形变，定向刨花板与木桁架、轻型栅格之间的连接螺栓易松动的问题。

根据本实用新型的实施例，一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，木桁架顶部为垂直交叉设置的支撑梁，支撑梁上铺设有栅格，盖板设置在栅格、支撑梁上，其特征在于：包括基座、顶盖；顶盖设置在基座顶部，基座中部插入顶盖，基座底端固定在支撑梁上；盖板设置在顶盖上方，盖板与顶盖螺栓连接，盖板与顶盖的连接螺栓底部设置在基座中部，并且连接螺栓上设置有弹簧垫圈。

本实用新型的技术原理为：在支撑梁上顶部铺设盖板，盖板与顶盖螺栓连接，盖板与顶盖之间的连接螺栓通过弹簧垫圈加大预紧力；盖板与顶盖的连接螺栓底部设置在基座中部，在盖板上安装螺栓时限制螺栓底部的转动。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：相比于使用螺钉和平垫圈安装在支撑梁上和栅格上安装盖板，使用弹簧垫圈可起到防松作用，屋面上安装的部分定向刨花板在外界风雨侵蚀下板面产生形变，或者轻型栅格在定向刨花板重量的作用下产生弯曲变形时，盖板与木桁架之间连接稳固；解决了定向刨花板本身或者轻型栅格产生形变，定向刨花板与木桁架、轻型栅格之间的连接螺栓易松动的问题。

优选的，连接螺栓包括螺钉和螺母；螺母、弹簧垫圈设置在基座中部，弹簧垫圈设置在螺母上方，顶盖挡住弹簧垫圈；螺钉穿过盖板与螺母螺纹连接，螺母压紧弹簧垫圈。

采用以上技术方案，其优点在于：螺母、弹簧垫圈设置在基座中部，在安装螺钉时，基座中部限制螺母转动，螺钉旋进螺母内，基座中部、螺钉以及螺母即构成螺纹传动，螺母顺着基座中部向上移动压紧弹簧垫圈；并且在安装盖板时，工作人员位于木桁架顶部，在基座与顶盖固定完成后，工作人员仅需要在盖板上安装螺钉，安装工序较少，盖板安装迅速。

优选的，还包括U形壳和平板；U形板顶端中部开设有连接孔；支撑梁设置在U形板内，平板固定在U形壳底端，平板与U形壳箍紧支撑梁；顶盖设置在U形壳内，U形壳顶端与顶盖固定，盖板设置在U形壳顶部。

采用以上技术方案，其优点在于：连接孔提供螺钉的安装空间；U形壳顶端与顶盖固定，用以定位U形板在顶盖上的位置；平板与U形壳箍紧支撑梁，U形壳和平板配合固定顶盖与基座。

优选的，基座中部为圆筒，圆筒内为正六角边孔，基座底部为圆板；弹簧垫圈、螺母设置在圆筒内。

采用以上技术方案，其优点在于：正六角边孔与六角螺母径向截面形状相适应，固定螺母在圆筒内的径向位置；基座底部为圆板，圆板增大与支撑梁的接触面积。

优选的，顶盖为圆柱状壳，顶盖顶端中部开设有第一圆孔，顶盖底端中部开设有第二圆孔，第二圆孔直径大于第一圆孔，基座中部设置在第二圆孔内。

采用以上技术方案，其优点在于：顶盖为圆柱状壳，其顶部与底部即可提供与U形壳、圆板的螺栓连接面。

优选的，还包括垫片和密封垫；垫片设置在盖板与U形壳之间；盖板端部开设有阶梯孔，密封垫设置在阶梯孔上部，螺钉头部压住密封垫，螺钉底部穿过垫片、U形壳、弹簧垫圈后与螺母螺纹连接。

采用以上技术方案，其优点在于：木桁架建造过程中，支撑梁安装位置可能有偏差，垫片设置在盖板与U形壳之间，盖板在垫片上接触良好；螺钉头部的密封垫防止外界雨水从螺钉与盖板的集合缝隙中渗入。

优选的，所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置可设置在栅格上。

采用以上技术方案，其优点在于：支撑梁与栅格上的连接装置相互配合固定盖板。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A面剖视图；

图3为木桁架顶部建立交叉弹簧模型1示意图；

图4为木桁架顶部建立实际定向刨花板模型2示意图；

图5为木桁架顶部不建立交叉弹簧且不建立实际OSB板的模型3示意图；

图6为主桁架位移提取点分布图；

图7为主桁架横向地震载作用下节点位移图；

图8为主桁架横向风荷载作用下节点位移图；

图9为图1中盖板计算简化图；

图10为弹簧刚度计算示意图；

上述附图中：基座1、圆筒101、顶盖2、螺钉3、螺母4、弹簧垫圈5、U形板6、平板7、密封垫8、盖板9、支撑梁10、木桁架11、垫片12。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。

实施例1

如图1～2所示，一种大跨度木桁架11屋面盖板9连接装置，木桁架11顶部为垂直交叉设置的支撑梁10，支撑梁10上铺设有栅格，盖板9设置在栅格、支撑梁10上，其特征在于：连接装置均可分别设置在支撑梁10、栅格上；包括基座1、顶盖2；顶盖2设置在基座1顶部，基座1中部插入顶盖2，基座1底端固定在支撑梁10上；

还包括U形壳和平板7；U形板6顶端中部开设有连接孔,U形壳底端两侧向外垂直凸出；支撑梁10设置在U形板6内，平板7螺栓连接在U形壳底端凸出处，平板7与U形壳箍紧支撑梁10；顶盖2设置在U形壳内，U形壳顶端与顶盖2螺栓连接，盖板9设置在U形壳顶部；盖板9与顶盖2螺栓连接，盖板9与顶盖2的连接螺栓底部设置在基座1中部，并且连接螺栓上设置有弹簧垫圈5；基座1中部为圆筒101，圆筒101内为正六角边孔，基座1底部为圆板；连接螺栓包括螺钉3和螺母4；弹簧垫圈5、螺母4设置在圆筒101内，弹簧垫圈5设置在螺母4上方，顶盖2挡住弹簧垫圈5；螺钉3穿过盖板9与螺母4螺纹连接，螺母4压紧弹簧垫圈5；顶盖2为圆柱状壳，顶盖2顶端中部开设有第一圆孔，顶盖2底端中部开设有第二圆孔，第二圆孔直径大于第一圆孔，圆筒101设置在第二圆孔内；第一圆孔的直径小于弹簧垫圈5的直径以挡住弹簧垫圈5；

还包括垫片12和密封垫8；垫片12设置在盖板9与U形壳之间；盖板9端部开设有阶梯孔，密封垫8设置在阶梯孔上部，螺钉3头部压住密封垫8，螺钉3底部穿过垫片12、U形壳、弹簧垫圈5后与螺母4螺纹连接。

本实用新型的技术原理为：在支撑梁10上顶部铺设盖板9时，螺母4、弹簧垫圈5设置在基座1中部，在安装螺钉3时，基座1中部限制螺母4转动，螺钉3旋进螺母4内，基座1中部、螺钉3以及螺母4即构成螺纹传动，螺母4顺着基座1中部向上移动压紧弹簧垫圈5，盖板9即与顶盖2螺栓连接，盖板9与顶盖2之间的连接螺栓通过弹簧垫圈5加大预紧力；

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：相比于使用螺钉3和平垫圈安装在支撑梁10上和栅格上安装盖板9，使用弹簧垫圈5可起到防松作用，屋面上安装的部分定向刨花板在外界风雨侵蚀下板面产生形变，或者轻型栅格在定向刨花板重量的作用下产生弯曲变形时，盖板9与木桁架11之间连接稳固；解决了定向刨花板本身或者轻型栅格产生形变，定向刨花板与木桁架11、轻型栅格之间的连接螺栓易松动的问题；并且在安装盖板9时，工作人员位于木桁架11顶部，在基座1与顶盖2固定完成后，工作人员仅需要在盖板9上安装螺钉3，安装工序较少，盖板9安装迅速。

支撑梁10与栅格上的连接装置相互配合固定盖板9；连接孔提供螺钉3的安装空间；U形壳顶端与顶盖2螺栓连接，用以定位U形板6在顶盖2上的位置；平板7与U形壳箍紧支撑梁10，U形壳和平板7配合固定顶盖2与基座1；正六角边孔与六角螺母4径向截面形状相适应，固定螺母4在圆筒101内的径向位置；基座1底部为圆板，圆板增大与支撑梁10的接触面积；顶盖2为圆柱状壳，其顶部与底部即可提供与U形壳、圆板的螺栓连接面；木桁架11建造过程中，支撑梁10安装位置可能有偏差，垫片12设置在盖板9与U形壳之间，盖板9在垫片12上接触良好；螺钉3头部的密封垫8防止外界雨水从螺钉3与盖板9的集合缝隙中渗入。

盖板简化图如图9所示；

取一根弹簧进行计算，Fs为弹簧受到的轴力，F2为木楼盖所受到水平力的1/2，dz为木楼盖的水平侧移，ds为弹簧伸长量，α为弹簧与楼盖长度方向的夹角，A为木楼盖的跨度，B为木楼盖平行荷载方向的宽度。

弹簧刚度(Ks)计算简图如图10所示；

ds可根据《木结构设计标准》式(9.3.8)的第三项可算出，Kw可按《木结构设计标准》表N.0.1取值，故上式也可写为:

考虑定向刨花板对结构的有利作用，如图3～5所示的模型位移提取点如图6所示；在SAP2000中不同的模型在地震载作用下以及风荷载作用的节点位移如图7、图8所示；

即建立交叉弹簧的模型与建立实际OSB板模型节点位移变化远小于不建立交叉弹簧且不建立实际OSB板的模型，并且建立交叉弹簧的模型与建立实际OSB板模型节点位移变化相近，可以将定向刨花板简化为交叉弹簧的方式进行分析；在保证结构整体稳定性情况下，考虑刨花板对结构的有利作用，可以使得木桁架位移角满足规范要求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，木桁架顶部为垂直交叉设置的支撑梁，支撑梁上铺设有栅格，盖板设置在栅格、支撑梁上，其特征在于：包括基座、顶盖；顶盖设置在基座顶部，基座中部插入顶盖，基座底端固定在支撑梁上；盖板设置在顶盖上方，盖板与顶盖螺栓连接，盖板与顶盖的连接螺栓底部设置在基座中部，并且连接螺栓上设置有弹簧垫圈。

2.如权利要求1所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其特征在于：连接螺栓包括螺钉和螺母；螺母、弹簧垫圈设置在基座中部，弹簧垫圈设置在螺母上方，顶盖挡住弹簧垫圈；螺钉穿过盖板与螺母螺纹连接，螺母压紧弹簧垫圈。

3.如权利要求1或2所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其特征在于：还包括U形壳和平板；U形板顶端中部开设有连接孔；支撑梁设置在U形板内，平板固定在U形壳底端，平板与U形壳箍紧支撑梁；顶盖设置在U形壳内，U形壳顶端与顶盖固定，盖板设置在U形壳顶部。

4.如权利要求3所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其特征在于：基座中部为圆筒，圆筒内为正六角边孔，基座底部为圆板；弹簧垫圈、螺母设置在圆筒内。

5.如权利要求1所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其特征在于：顶盖为圆柱状壳，顶盖顶端中部开设有第一圆孔，顶盖底端中部开设有第二圆孔，第二圆孔直径大于第一圆孔，基座中部设置在第二圆孔内。

6.如权利要求3所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其特征在于：还包括垫片和密封垫；垫片设置在盖板与U形壳之间；盖板端部开设有阶梯孔，密封垫设置在阶梯孔上部，螺钉头部压住密封垫，螺钉底部穿过垫片、U形壳、弹簧垫圈后与螺母螺纹连接。

7.如权利要求6所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置，其特征在于：所述的一种大跨度木桁架屋面盖板连接装置可设置在栅格上。

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