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