一種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點及桁架結(jié)構的制作方法
【專利摘要】一種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點及桁架結(jié)構，其中所述大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點包括腹桿、下弦桿以及連接腹桿和下弦的節(jié)點連接組件；所述下弦桿有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿的下方。本發(fā)明采用雙下弦加節(jié)點板特殊的節(jié)點組合形式設計安全、可靠，施工方便、易行，并且解決了傳統(tǒng)的雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構加工成本較高和施工難度較大的技術問題。
【專利說明】
一種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點及桁架結(jié)構
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及到一種桁架結(jié)構的連接節(jié)點，及相應的桁架結(jié)構，特別是一種大跨度桁架結(jié)構中的單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點及桁架結(jié)構。
【背景技術】
[0002]隨著公共類建筑的發(fā)展，大跨度鋼結(jié)構應用越來越廣泛。在鋼結(jié)構中，單榀桁架的下弦若為采用單根構件時，會存在如下問題:下弦承受軸力較大，因此管徑壁厚較大;平面外穩(wěn)定性較差；需增加較多的側(cè)向支撐，影響美觀。所以建筑師考慮到建筑效果，往往不愿采用。當采用雙管下弦時，可增大截面在平面外慣性矩，從而增大平面外的剛度，減少平面外支撐的設置。下弦雙管和單管相比，單根截面尺寸小，美觀大方。
[0003]國內(nèi)關于雙下弦桁架的【背景技術】:1、發(fā)表于2001年管結(jié)構技術交流會議論文集的文章《雙矩形鋼梁式弦桁架結(jié)構分析與實驗研究》中提到兩種雙下弦桁架節(jié)點型式:一種為分離式雙弦梁桁架結(jié)構，桁架豎腹桿將兩下弦分離;另一種為背靠背式雙弦梁桁架結(jié)構，文章僅限于對兩種節(jié)點型式進行了理論分析和試驗驗證，并未在實際工程中得以實踐。2、承辦2001年“九運會”體操、籃球等項目的廣州體育館屋蓋主桁架下弦為兩根圓管與垂直腹桿的實心鋼棒焊接節(jié)點。此節(jié)點型式中與兩圓管相連實心鋼棒為鑄鋼節(jié)點，且鋼棒直徑較大，成本較高；另外，此節(jié)點下弦各桿件均焊接連接在于實心鋼棒上，實心鋼棒兩側(cè)加工成與下弦相切形狀，鋼結(jié)構加工成本較高，施工難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點及桁架結(jié)構，要解決傳統(tǒng)的雙管下弦連接節(jié)點加工成本較高和施工難度較大的技術問題。
[0005]為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案。
[0006]—種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構，包括腹桿、下弦桿以及連接腹桿和下弦的節(jié)點連接組件；其特征在于，所述下弦桿有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿的下方。
[0007]優(yōu)選的，所述節(jié)點連接組件包括與腹桿連接水平蓋板、垂直連接在水平蓋板下方的豎板、位于豎板兩側(cè)的弧形蓋板以及連接在水平蓋板、豎板和弧形蓋板三者之間的肋板。
[0008]所述豎板位于水平蓋板的中間位置、且沿水平蓋板的縱軸分布。
[0009]所述弧形蓋板沿水平蓋板的縱軸對稱分布于豎板的下端兩側(cè);其弧度與下弦桿的弧度一致。
[0010]所述肋板沿水平蓋板的橫軸、對稱分布在豎板的兩側(cè)，肋板同時與豎板、水平蓋板和弧形蓋板垂直、且其下端是與弧形蓋板契合的弧形邊緣。
[0011]優(yōu)選的，所述節(jié)點連接組件的側(cè)向還設有斜拉索，所述斜拉索對稱設置在節(jié)點連接組件縱軸兩側(cè)。
[0012]優(yōu)選的，所述節(jié)點連接組件還包括連接在肋板外邊緣與弧形蓋板的上表面之間的連接耳板;所述連接耳板上開有孔洞。
[0013]優(yōu)選的，所述連接耳板通過固定銷與斜拉索的索夾連接。
[0014]優(yōu)選的，所述水平蓋板位于豎板及肋板頂部標高位置處，并且直接與腹桿焊接連接。
[0015]優(yōu)選的，所述弧形蓋板與下弦桿焊接連接。
[0016]—種桁架，包括有上弦桿、腹桿、下弦桿以及連接腹桿和下弦桿的節(jié)點連接組件；所述下弦桿有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿的下方。
[0017]所述節(jié)點連接組件包括與腹桿連接水平蓋板、垂直連接在水平蓋板下方的豎板、位于豎板兩側(cè)的弧形蓋板以及連接在水平蓋板、豎板和弧形蓋板三者之間的肋板。
[0018]所述豎板位于水平蓋板的中間位置、且沿水平蓋板的縱軸分布。
[0019]所述弧形蓋板沿水平蓋板的縱軸對稱分布于豎板的下端兩側(cè);其弧度與下弦桿的弧度一致;兩個弧形蓋板分別對應扣在兩根下弦桿上;并與下弦桿固定連接。
[0020]所述肋板沿水平蓋板的橫軸、對稱分布在豎板的兩側(cè)，肋板同時與豎板、水平蓋板和弧形蓋板垂直、且其下端是與弧形蓋板契合的弧形邊緣。
[0021]—種應用上述桁架的桁架屋面結(jié)構，包括一組平行間隔設置的桁架主梁以及一組平行間隔連接在桁架主梁上的次梁，所述桁架主梁的端部與主體結(jié)構連接，所述桁架主梁的下弦桿有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿的下方；
所述節(jié)點連接組件包括與腹桿連接水平蓋板、垂直連接在水平蓋板下方的豎板、位于豎板兩側(cè)的弧形蓋板以及連接在水平蓋板、豎板和弧形蓋板三者之間的肋板；
所述豎板位于水平蓋板的中間位置、且沿水平蓋板的縱軸分布；
所述弧形蓋板沿水平蓋板的縱軸對稱分布于豎板的下端兩側(cè);其弧度與下弦桿的弧度一致;兩個弧形蓋板分別對應扣在兩根下弦桿上;并與下弦桿固定連接；
所述肋板沿水平蓋板的橫軸、對稱分布在豎板的兩側(cè)，肋板同時與豎板、水平蓋板和弧形蓋板垂直、且其下端是與弧形蓋板契合的弧形邊緣。
[0022]優(yōu)選的，所述桁架主梁的節(jié)點連接組件與次梁之間、沿縱向平行間隔設有一組斜拉索，斜拉索一端與相鄰桁架主梁的上弦桿連接、另一端通過索夾與節(jié)點連接組件連接；
所述節(jié)點連接組件還包括連接在肋板外邊緣與弧形蓋板的上表面之間的連接耳板;所述連接耳板上開有孔洞;所述連接耳板通過固定銷與斜拉索的索夾連接。
[0023]與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果。
[0024]1、本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構加工成本較高和施工難度較大的技術問題。
[0025]2、采用本發(fā)明后，能大大提高單榀桁架下弦平面外穩(wěn)定性，可減少平面外支撐的布置，減小桿件截面尺寸，節(jié)省用鋼量，結(jié)構整體效果美觀以及增強了結(jié)構的穩(wěn)定性能。
[0026]3、單榀桁架下弦連接節(jié)點結(jié)構采用本發(fā)明，使得雙管下弦節(jié)點連接加工難度小，建筑可不需采用吊頂，建筑空間利用率提高;此外，此種連接方式受力合理，無需進行鑄鋼件的加工，施工簡單。
[0027]4、本發(fā)明中，采用雙下弦+節(jié)點組件這種特殊的節(jié)點組合形式設計安全、可靠，施工方便、易行。
[0028]5、在本發(fā)明中，節(jié)點與上下弦之間設交叉預應力穩(wěn)定索約束平面外的穩(wěn)定安全可靠，結(jié)構整體效果簡潔大方。
[0029]6、本發(fā)明適用于體育場館，展覽館，科技館，車站候車廳等開敞性的公共空間建筑以及結(jié)構構件外露、對結(jié)構外觀整體性要求較高的建筑。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明中雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構立體結(jié)構示意圖。
[0031 ]圖2為本發(fā)明中雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構側(cè)面示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明中雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構與斜拉索連接的示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明的桁架結(jié)構與立柱連接結(jié)構示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明的桁架結(jié)構中部結(jié)構示意圖。
[0035]附圖標記:I一弧形蓋板、2—豎板、3—水平蓋板、4一肋板、5 —腹桿、51—豎腹桿、52-斜腹桿、6 —下弦桿、7 —連接耳板、8-斜拉索、9一上弦桿、10 —主體結(jié)構、11 一節(jié)點連接組件。
【具體實施方式】
[0036]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，這種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點結(jié)構，包括腹桿5、下弦桿6以及連接腹桿5和下弦6的節(jié)點連接組件11;其特征在于，所述下弦桿6有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿5的下方。
[0037]本實施例中，所述節(jié)點連接組件11包括與腹桿5連接水平蓋板3、垂直連接在水平蓋板3下方的豎板2、位于豎板2兩側(cè)的弧形蓋板I以及連接在水平蓋板3、豎板2和弧形蓋板I三者之間的肋板4;所述豎板2和肋板4均可保證豎向力的均勻傳遞。
[0038]所述豎板2位于水平蓋板3的中間位置、且沿水平蓋板3的縱軸分布。
[0039]所述弧形蓋板I沿水平蓋板3的縱軸對稱分布于豎板2的下端兩側(cè);其弧度與下弦桿6的弧度一致。
[0040]所述肋板4沿水平蓋板3的橫軸、對稱分布在豎板2的兩側(cè)，肋板4同時與豎板2、水平蓋板3和弧形蓋板I垂直、且其下端是與弧形蓋板I契合的弧形邊緣。
[0041]本實施例中，所述節(jié)點連接組件11的側(cè)向還設有斜拉索8，所述斜拉索8對稱設置在節(jié)點連接組件縱軸兩側(cè)。
[0042]本實施例中，所述節(jié)點連接組件11還包括連接在肋板4外邊緣與弧形蓋板I的上表面之間的連接耳板7;所述連接耳板7上開孔。
[0043]本實施例中，所述連接耳板7通過固定銷與斜拉索8的索夾連接。
[0044]本實施例中，所述水平蓋板3位于豎板2及肋板4頂部標高位置處，并且直接與腹桿5焊接。
[0045]本實施例中，所述弧形蓋板I與下弦桿6焊接連接。
[0046]這種桁架結(jié)構，包括有上弦桿9、腹桿5、下弦桿6以及連接腹桿5和下弦桿6的節(jié)點連接組件11;所述下弦桿6有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿5的下方；
所述節(jié)點連接組件11包括與腹桿5連接水平蓋板3、垂直連接在水平蓋板3下方的豎板
2、位于豎板2兩側(cè)的弧形蓋板I以及連接在水平蓋板3、豎板2和弧形蓋板I三者之間的肋板4； 所述豎板2位于水平蓋板3的中間位置、且沿水平蓋板3的縱軸分布；
所述弧形蓋板I沿水平蓋板3的縱軸對稱分布于豎板2的下端兩側(cè);其弧度與下弦桿6的弧度一致;兩個弧形蓋板I分別對應扣在兩根下弦桿6上;并與下弦桿6固定連接；
所述肋板4沿水平蓋板3的橫軸、對稱分布在豎板2的兩側(cè)，肋板4同時與豎板2、水平蓋板3和弧形蓋板I垂直、且其下端是與弧形蓋板I契合的弧形邊緣。
[0047]參見圖5所示，這種應用上述桁架的桁架屋面結(jié)構，包括一組平行間隔設置的桁架主梁以及一組平行間隔連接在桁架主梁上的次梁，所述桁架主梁的端部與主體結(jié)構10連接，其特征在于:所述桁架主梁的下弦桿6有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿5的下方；
所述節(jié)點連接組件11包括與腹桿5連接水平蓋板3、垂直連接在水平蓋板3下方的豎板
2、位于豎板2兩側(cè)的弧形蓋板I以及連接在水平蓋板3、豎板2和弧形蓋板I三者之間的肋板4；
所述豎板2位于水平蓋板3的中間位置、且沿水平蓋板3的縱軸分布；
所述弧形蓋板I沿水平蓋板3的縱軸對稱分布于豎板2的下端兩側(cè);其弧度與下弦桿6的弧度一致;兩個弧形蓋板I分別對應扣在兩根下弦桿6上;并與下弦桿6固定連接；
所述肋板4沿水平蓋板3的橫軸、對稱分布在豎板2的兩側(cè)，肋板4同時與豎板2、水平蓋板3和弧形蓋板I垂直、且其下端是與弧形蓋板I契合的弧形邊緣。
[0048]本實施例中，所述的桁架屋面結(jié)構中的桁架主梁的節(jié)點連接組件11與次梁之間、沿縱向平行間隔設有一組斜拉索8，斜拉索8—端與相鄰桁架主梁的上弦桿9連接、另一端通過索夾與節(jié)點連接組件11連接；
所述節(jié)點連接組件11還包括連接在肋板4外邊緣與弧形蓋板I的上表面之間的連接耳板7;所述連接耳板7上開有孔洞;所述連接耳板7通過固定銷與斜拉索8的索夾連接。
[0049]本實施例中，所述桁架結(jié)構的節(jié)點連接組件11與主體結(jié)構之間、沿縱向平行間隔設有一組斜拉索8，斜拉索8—端與其他桁架上弦連接、另一端通過索夾與節(jié)點連接組件11連接。
[0050]本實施例中，所述節(jié)點連接組件11還包括連接在肋板4外邊緣與弧形蓋板I的上表面之間的連接耳板7;所述連接耳板7上開有孔洞;所述連接耳板7通過固定銷與斜拉索8的索夾連接。
【主權項】
1.一種大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，包括腹桿(5)、下弦桿(6)以及連接腹桿(5)和下弦桿(6)的節(jié)點連接組件(11);其特征在于，所述下弦桿(6)有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿(5)的下方。2.根據(jù)權利要求1所述的大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，其特征在于:所述節(jié)點連接組件(11)包括與腹桿(5)連接水平蓋板(3)、垂直連接在水平蓋板(3)下方的豎板(2)、位于豎板(2)兩側(cè)的弧形蓋板(I)以及連接在水平蓋板(3)、豎板(2)和弧形蓋板(I)三者之間的肋板(4); 所述豎板(2)位于水平蓋板(3)的中間位置、且沿水平蓋板(3)的縱軸分布； 所述弧形蓋板(I)沿水平蓋板(3)的縱軸對稱分布于豎板(2)的下端兩側(cè)；其弧度與下弦桿(6)的弧度一致； 所述肋板(4)沿水平蓋板(3)的橫軸、對稱分布在豎板(2)的兩側(cè)，肋板(4)同時與豎板(2)、水平蓋板(3)和弧形蓋板(I)垂直、且其下端是與弧形蓋板(I)契合的弧形邊緣。3.根據(jù)權利要求2所述的大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，其特征在于:所述節(jié)點連接組件(11)的側(cè)向還設有斜拉索(8)，所述斜拉索(8)對稱設置在節(jié)點連接組件(11)縱軸兩側(cè)。4.根據(jù)權利要求3所述的大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，其特征在于:所述節(jié)點連接組件(11)還包括連接在肋板(4)外邊緣與弧形蓋板(I)的上表面之間的連接耳板(7);所述連接耳板(7)上開有孔洞。5.根據(jù)權利要求4所述的大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，其特征在于:所述連接耳板(7)通過固定銷與斜拉索(8)的索夾連接。6.根據(jù)權利要求2至5任意一項所述的大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，其特征在于:所述水平蓋板(3)位于豎板(2)及肋板(4)頂部標高位置處，并且直接與腹桿(5)焊接。7.根據(jù)權利要求6所述的大跨度單榀桁架雙管下弦連接節(jié)點，其特征在于:所述弧形蓋板(I)與下弦桿(6)焊接連接。8.—種桁架，包括有上弦桿(9)、腹桿(5)、下弦桿(6)以及連接腹桿(5)和下弦桿(6)的節(jié)點連接組件(11);其特征在于: 所述下弦桿(6)有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿(5)的下方； 所述節(jié)點連接組件(11)包括與腹桿(5)連接水平蓋板(3)、垂直連接在水平蓋板(3)下方的豎板(2)、位于豎板(2)兩側(cè)的弧形蓋板(I)以及連接在水平蓋板(3)、豎板(2)和弧形蓋板(I)三者之間的肋板(4); 所述豎板(2)位于水平蓋板(3)的中間位置、且沿水平蓋板(3)的縱軸分布； 所述弧形蓋板(I)沿水平蓋板(3)的縱軸對稱分布于豎板(2)的下端兩側(cè)；其弧度與下弦桿(6)的弧度一致;兩個弧形蓋板(I)分別對應扣在兩根下弦桿(6)上;并與下弦桿(6)固定連接； 所述肋板(4)沿水平蓋板(3)的橫軸、對稱分布在豎板(2)的兩側(cè)，肋板(4)同時與豎板(2)、水平蓋板(3)和弧形蓋板(I)垂直、且其下端是與弧形蓋板(I)契合的弧形邊緣。9.一種應用權利要求8所述的桁架的桁架屋面結(jié)構，包括一組平行間隔設置的桁架主梁以及一組平行間隔連接在桁架主梁上的次梁，所述桁架主梁的端部與主體結(jié)構(10)連接，其特征在于:所述桁架主梁的下弦桿(6)有兩根、且平行間隔并排連接在腹桿(5)的下 方； 所述節(jié)點連接組件(11)包括與腹桿(5)連接水平蓋板(3)、垂直連接在水平蓋板(3)下方的豎板(2)、位于豎板(2)兩側(cè)的弧形蓋板(I)以及連接在水平蓋板(3)、豎板(2)和弧形蓋板(I)三者之間的肋板(4); 所述豎板(2)位于水平蓋板(3)的中間位置、且沿水平蓋板(3)的縱軸分布； 所述弧形蓋板(I)沿水平蓋板(3)的縱軸對稱分布于豎板(2)的下端兩側(cè)；其弧度與下弦桿(6)的弧度一致;兩個弧形蓋板(I)分別對應扣在兩根下弦桿(6)上;并與下弦桿(6)固定連接； 所述肋板(4)沿水平蓋板(3)的橫軸、對稱分布在豎板(2)的兩側(cè)，肋板(4)同時與豎板(2)、水平蓋板(3)和弧形蓋板(I)垂直、且其下端是與弧形蓋板(I)契合的弧形邊緣。10.根據(jù)權利要求9所述的桁架屋面結(jié)構，其特征在于:所述桁架主梁的節(jié)點連接組件(11)與次梁之間、沿縱向平行間隔設有一組斜拉索(8)，斜拉索(8)—端與相鄰桁架主梁的上弦桿(9)連接、另一端通過索夾與節(jié)點連接組件(11)連接； 所述節(jié)點連接組件(11)還包括連接在肋板(4)外邊緣與弧形蓋板(I)的上表面之間的連接耳板(7);所述連接耳板(7)上開有孔洞;所述連接耳板(7)通過固定銷與斜拉索(8)的索夾連接。
【文檔編號】E04C3/04GK106088360SQ201610535519
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】景輝, 王亞曼, 劉茵, 賈潔
【申請人】中國航空規(guī)劃設計研究總院有限公司