CN219196473U - 一种模块化弧形桁架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢结构技术领域，具体涉及一种模块化弧形桁架结构，包括单元桁架模块，所述单元桁架模块包括上弦杆、下弦杆、腹杆和撑杆，所述上弦杆和下弦杆并排间隔设置，上弦杆和下弦杆的两端均安装有连接贴片，所述撑杆设置于上弦杆和下弦杆之间，其两端分别通过连接贴片与上弦杆和下弦杆可拆卸连接；所述腹杆倾斜交替设置于上弦杆、下弦杆和一对撑杆之间，其两端分别与上弦杆和下弦杆可拆卸连接，相邻两个腹杆的一侧端部相互连接；相邻两个单元桁架模块之间通过撑杆相互连接。本实用新型便于组装且受力性能与传统弧形桁架相同。

Description

一种模块化弧形桁架结构

技术领域

本实用新型涉及钢结构技术领域，具体涉及一种模块化弧形桁架结构。

背景技术

桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。因建筑结构形式和功能的要求，弧形桁架广泛应用于机场、大型厂房、体育馆等工程中。传统的弧形桁架大多采用型钢、钢管等焊接制作，采用型钢及钢管等焊接的弧形桁架虽然强度高，但也给施工过程带来了一定困难，传统的弧形桁架大都是在上弦杆和下弦杆之间焊接多根腹杆，在安装前需提前将弧形结构组装好，由于腹杆数量众多且焊接角度不一，导致工作量较大；在焊接作业前需进行气候条件检查、接头组装质量检查、坡口间隙测定、角度、衬板检查等繁杂工作，且焊接腹杆对技术人员的焊接工艺水平要求较高，组装弧形桁架速度较慢且施工成本较大；焊接过程中局部不均匀加热，以及焊缝处焊接后不能完全恢复焊接前的形状，产生焊接残余应力，导致弧形桁架局部结构发生变形，且校核难度较大。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中弧形桁架制作过程复杂、焊接作业容易使桁架局部结构发生变形的缺陷，从而提供一种便于快速组装且受力性能好的模块化弧形桁架结构。

一种模块化弧形桁架结构，包括单元桁架模块，所述单元桁架模块包括上弦杆、下弦杆、腹杆和撑杆，所述上弦杆和下弦杆并排间隔设置，上弦杆和下弦杆的两端均安装有连接贴片，所述撑杆设置于上弦杆和下弦杆之间，其两端分别通过连接贴片与上弦杆和下弦杆可拆卸连接；所述腹杆倾斜交替设置于上弦杆、下弦杆和一对撑杆之间，其两端分别与上弦杆和下弦杆可拆卸连接，相邻两个腹杆的一侧端部相互连接；相邻两个单元桁架模块之间通过撑杆相互连接。

作为本实用新型中模块化弧形桁架结构的一种优选，所述连接贴片为不规则的六边形，其上开设有螺栓孔。

作为本实用新型中模块化弧形桁架结构的一种优选，所述撑杆的横截面呈箱型，其与上弦杆和下弦杆的接触端的两侧设置有第一凸缘，所述第一凸缘与连接贴片的尺寸相同，第一凸缘上开设有与连接贴片上螺栓孔的数量和位置相对应的第二螺栓孔。

作为本实用新型中模块化弧形桁架结构的一种优选，所述腹杆为C型钢，其两端设置有与上弦杆或下弦杆连接的第二凸缘，两个第二凸缘的长度相同，第二凸缘上设置有与上弦杆或下弦杆上预留孔的位置和数量相对应的第二预留孔。

作为本实用新型中模块化弧形桁架结构的一种优选，所述腹杆两端第二凸缘与侧边的交界面分别与上弦杆的下表面、下弦杆的上表面相互平行。

作为本实用新型中模块化弧形桁架结构的一种优选，所述第二凸缘的两侧设置有斜边。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1、本实用新型各部位之间均为可拆卸式连接，避免了通过焊接连接弧形桁架的各部位，安装简单、组装效率高，通过提前设置的预留孔和连接贴片进行连接，连接精度高，提高了施工质量。

2、本实用新型可将长跨度的弧形桁架分为多个模块，相邻模块之间通过连接贴片进行连接，显著提高了施工速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中弧形桁架的结构示意图。

图2为本实用新型中腹杆与下弦杆的连接示意图。

图3为本实用新型中撑杆的结构示意图之一。

图4为本实用新型中撑杆的结构示意图之一。

附图标记说明：

1、上弦杆；2、下弦杆；3、腹杆；301、第二凸缘；4、撑杆；401、第一凸缘；5、连接贴片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可依具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供了一种模块化弧形桁架结构，如图1～图3所示，包括单元桁架模块，所述单元桁架模块包括上弦杆1、下弦杆2、腹杆3和撑杆4，所述上弦杆1和下弦杆2并排间隔设置，上弦杆1和下弦杆2的两端均安装有连接贴片5，所述撑杆4设置于上弦杆1和下弦杆2之间，其两端分别通过连接贴片5与上弦杆1和下弦杆2可拆卸连接；所述腹杆3倾斜交替设置于上弦杆1、下弦杆2和一对撑杆4之间，其两端分别与上弦杆1和下弦杆2可拆卸连接，相邻两个腹杆3的一侧端部相互连接；相邻两个单元桁架模块之间通过撑杆4相互连接。

采用上述结构，采用螺栓或其他可拆卸连接的形式替代原有的焊接连接，便于作业人员对弧形桁架快速组装，跨度较长的弧形桁架可分割为多个模块分别组装，单元桁架模块和单元桁架模块之间通过预先焊接的连接贴片5和高强螺栓来连接。

在本实施例中，所述撑杆4的横截面呈箱型，其与上弦杆1和下弦杆2的接触面的两侧设置有第一凸缘401，所述第一凸缘401与连接贴片5的尺寸相同，第一凸缘401上开设有与连接贴片5上螺栓孔到的数量和位置相对应的第二螺栓孔。

采用上述结构，可通过调整撑杆4上第一凸缘401的位置来调整上弦杆1和下弦杆2之间的距离。弧形桁架由多个单元桁架模块组成时，撑杆4还可以增强弧形桁架的整体抗弯性能。

在本实施例中，所述连接贴片5为不规则的六边形，其上开设有螺栓孔用于连接相邻的单元桁架模块或撑杆4。

在本实施例中，所述腹杆3为C型钢，其两端设置有与上弦杆1或下弦杆2连接的马鞍形的第二凸缘301，两个第二凸缘301长度相同，第二凸缘301上设置有与上弦杆1或下弦杆2上的预留孔位置和数量相对应的第二预留孔。

采用上述结构，与传统的封闭截面相比，腹杆3采用C型钢减少了用钢量，且受力性能与传统弧形桁架较一致，且缩减了建筑成本。腹杆3可在上弦杆1和下弦杆2之间进行微调，避免杆件切割带来的浪费。

在本实施例中，为了腹杆3与上弦杆1的下表面和下弦杆2的上表面完美契合，以传递弧形桁架的轴力以及弯矩，所述腹杆3两端第二凸缘301与侧边的交界面加工为一定的角度，角度大小为腹杆3与上弦杆1或下弦杆2形成的锐角。交界面与上弦杆1的下表面、下弦杆2的上表面相互平行。

在本实施例中，为了方便第二凸缘301与其相邻的第二凸缘301进行对接，所述第二凸缘301的两侧设置有斜边。或腹杆3的上端第二凸缘301与相邻腹杆3的下端第二凸缘301的腹杆凸缘角度为均135°的弧形。

本实用新型在安装时，可先将撑杆4、上弦杆1和下弦杆2组装形成初步结构，以便于后续组装腹杆3；将腹杆3倾斜放入上弦杆1和下弦杆2之间，通过腹杆3两侧第二凸缘301与侧边的交界面卡在上弦杆1和下弦杆2之间，随后将腹杆3移动至设计的安装位置，将第二凸缘301上的第二预留孔与上弦杆1或下弦杆2上的预留孔对齐，使用高强螺栓将腹杆3与上弦杆1和下弦杆2完全固定。以此方法交替安装腹杆3。

当弧形桁架跨度较小是可采用单个单元桁架模块制作。当弧形桁架跨度较大时，将单个单元桁架模块组装完毕后，各个单元桁架模块通过预先连接的撑杆4和高强螺栓首尾相连，达到较大跨度的整体弧形桁架结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种模块化弧形桁架结构，其特征在于：包括单元桁架模块，所述单元桁架模块包括上弦杆(1)、下弦杆(2)、腹杆(3)和撑杆(4)，所述上弦杆(1)和下弦杆(2)并排间隔设置，上弦杆(1)和下弦杆(2)的两端均安装有连接贴片(5)，所述撑杆(4)设置于上弦杆(1)和下弦杆(2)之间，其两端分别通过连接贴片(5)与上弦杆(1)和下弦杆(2)可拆卸连接；所述腹杆(3)倾斜交替设置于上弦杆(1)、下弦杆(2)和一对撑杆(4)之间，其两端分别与上弦杆(1)和下弦杆(2)可拆卸连接，相邻两个腹杆(3)的一侧端部相互连接；相邻两个单元桁架模块之间通过撑杆(4)相互连接。

2.根据权利要求1所述模块化弧形桁架结构，其特征在于，所述连接贴片(5)为不规则的六边形，其上开设有螺栓孔。

3.根据权利要求1所述模块化弧形桁架结构，其特征在于，所述撑杆(4)的横截面呈箱型，其与上弦杆(1)和下弦杆(2)的接触端的两侧设置有第一凸缘(401)，所述第一凸缘(401)与连接贴片(5)的尺寸相同，第一凸缘(401)上开设有与连接贴片(5)上螺栓孔的数量和位置相对应的第二螺栓孔。

4.根据权利要求1所述模块化弧形桁架结构，其特征在于，所述腹杆(3)为C型钢，其两端设置有与上弦杆(1)或下弦杆(2)连接的第二凸缘(301)，两个第二凸缘(301)的长度相同，第二凸缘(301)上设置有与上弦杆(1)或下弦杆(2)上预留孔的位置和数量相对应的第二预留孔。

5.根据权利要求4所述模块化弧形桁架结构，其特征在于，所述腹杆(3)两端第二凸缘(301)与侧边的交界面分别与上弦杆(1)的下表面、下弦杆(2)的上表面相互平行。

6.根据权利要求5所述模块化弧形桁架结构，其特征在于，所述第二凸缘(301)的两侧设置有斜边。

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