标准件装配式钢构跨架

技术领域

本发明一种标准件装配式钢构跨架，属于钢结构桁架技术领域。

背景技术

目前，钢结构桁架一般用于堆料、大型室内空间，以及火车站飞机场等大跨度场所，受地形及实际使用要求，每个钢结构桁架的跨度变化较大，当前主流钢结构桁架为拱形跨架，施工方式为，定制所需要的钢架构件，然后现场组装，组装过程中焊接部位较多，也有采用螺栓连接的，但受加工尺寸精度的影响，螺栓连接容易出现误差，影响安装效率。

为了对抗钢结构所承受的横风，抗积雪，钢结构上堆叠了很多加强连杆，不仅增大了整个跨架的重量，而且用钢量巨大，受环保政策及土地规划的影响，在需要拆除时，跨架整体被破坏，完全不能被重复用，造成很大的浪费。

总之，目前钢结构桁架施工混乱，同一跨架中各个构件尺寸标准不一，施工难度大，施工周期无法保障，安装风险大，检验难度大，而且同一跨度在不同场地对横风的抗风性要求差异也很大，投资见效慢，急需一种在一定跨度范围内构件全通用的结构体系出现，满足建筑不只是装配式的要求，更可以达到标准零件的更高需求，让建筑可以重生。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种标准件装配式钢构跨架，采用标准件进行施工安装，用钢量低，生产、安装效率高、成本低，特别是腹膜后膜材的抖动和三角形的角度，使得横风的抗风性及抗雪性极好，能满足一切场地的要求，而且可拆卸回收利用，为跨架标准化、流水式及装配式安装、构件“现货”奠定了标准，开启大跨度建筑新历程。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：标准件装配式钢构跨架，包括多榀间距相等的桁架，所述桁架为两管桁架，所述桁架的上弦架和下弦架，所述上弦架和下弦架之间通过呈W形分布的多个连杆连接固定，所述桁架呈人字形结构，包括基础段、直线段和合拢段，所述桁架依次由基础段、直线段、合拢段、直线段和基础段连接构成，其中合拢段位于桁架人字形结构的最顶端，所述基础段为半弓字型结构，所述基础段的下端为上下弦架的交汇处，固定设置在基础柱上，所述基础段的上端与直线段下端连接，所述合拢段的上下弦架为同心的扇形结构，分别与对应的直线段上端连接；所述直线段由多个标准段连接而成；每个所述标准段的上下弦架均为标准长度的直杆；

相邻的所述桁架两两为一组，形成桁架组，相邻的所述桁架组之间通过多个横向设置的第一系杆连接在一起，上下弦架各自相邻的所述第一系杆之间通过交叉设置的第一钢丝绳连接在一起；

相邻的所述桁架组之间通过多根横向设置的第二系杆连接在一起。

所述第二系杆仅设置在相对的上弦架之间，相邻的所述第二系杆之间或为对角斜拉一根第二钢丝绳、相邻的所述第二系杆之间或为交叉设置两根第二钢丝绳、或为位于第二系杆下方的两根相对下弦架之间斜拉一根第二钢丝绳且所述第二钢丝绳的两端均位于对应上方第二系杆的两侧、或为位于第二系杆下方的两根相对下弦架之间交叉设置两根第二钢丝绳且所述第二钢丝绳的两端均位于对应上方第二系杆的两侧。

所述直线段根据实际跨度及载荷，可设置为变径结构或在中部设置辅助杆加强结构。

标准长度的所述直杆实际长度根据连杆的长度及倾斜角度确定，所述桁架相邻榀之间的间距为2m～10m。

桁架组内相邻的两榀所述桁架彼此对应的标准段组成标准桁架节，除第一系杆外，所述标准桁架节内的相邻的对应上弦架和下弦架之间还均横向预制有多个辅助系杆，上下相邻的两个辅助系杆之间预制交叉分布的辅助拉杆，所述辅助系杆和辅助拉杆均与标准桁架节内的上弦架、下弦架和连杆一体预制成型；

所述基础段和合拢段内的上弦架、下弦架以及连杆均对应一体预制成型。

所述标准桁架节内的第一系杆和第一钢丝绳均通过预制在上弦架和下弦架上的对应连接扣匹配连接。

所述直线段与水平面夹角为15°～60°。

所述标准桁架节的一端设置有辅助系杆和辅助拉杆，多个标准桁架节依次连接在一起，构成一个桁架组的直线段。

所述辅助系杆、辅助拉杆和连接扣与上弦架和下弦架焊接在一起，所述第一系杆、第一钢丝绳、第二系杆和第二钢丝绳与连接扣之间通过连接螺栓和/或开口销锁定的销轴连接在一起。

所述基础段与基础柱之间通过耳板插接并固定在一起，且一个桁架组内的所述基础段之间没有钢丝绳，全部用系杆通过横拉、斜拉及交叉拉连接固定在一起。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明通过将直线段倾斜一定的角安装，所受到的横风及小，大大降低了对抗横风所需的用钢量，同时采用标准化流水线加工构件，生产精度高，生产成本低，施工现场无需焊接，均采用螺栓或插销连接，施工难度低，后期可拆卸重复利用，不受场地规划及环保政策影响，打破了拱形跨架的壁垒，对未来跨架的施工指明了方向。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A区域的局部放大示意图。

图3为本发明中桁架组间的连接示意方案图一。

图4为本发明中桁架组间的连接示意方案图二。

图5为本发明中桁架组间的连接示意方案图三。

图6为本发明中桁架组间的连接示意方案图四。

图中：1为桁架、11为上弦架、12为下弦架、13为连杆、2为桁架组、3为第一系杆、4为第一钢丝绳、5为第二系杆、6为第二钢丝绳、7为辅助系杆、8为辅助拉杆、9为连接扣。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明进行进一步的阐述。

如图1～图6所示，本实施例一种标准件装配式钢构跨架，包括多榀间距相等的桁架1，所述桁架1呈人字形结构，可分为基础段、直线段和合拢段，依次由基础段、直线段、合拢段、直线段和基础段连接构成，且从合拢段中部呈对称分布，其中合拢段位于桁架1人字形结构的最顶端，所述基础段为半弓字型结构，所述基础段的下端为上下弦架的交汇处，通过耳板固定设置在基础柱上，所述基础段的上端与直线段下端连接，所述合拢段的上下弦架为同心的扇形结构，分别与对应的直线段上端连接；所述直线段由多个标准段连接而成；每个所述标准段的上下弦架均为标准长度的直杆。

标准长度的所述直杆实际长度根据连杆13的长度及倾斜角度确定，可设置为12m，9m，6m，3m等，所述直线段与水平面夹角为30°，所述桁架1相邻榀之间的间距为4.5m，通过计算及实验，4.5m的间距杆件受力，生产及安装，以及后期的覆膜都能达到性价比最高。

所述桁架1为两管桁架，所述桁架1的上弦架11和下弦架12，所述上弦架11和下弦架12之间通过呈W形分布的多个连杆13连接固定，相邻的所述桁架1两两为一组，形成桁架组2，相邻的所述桁架组2之间通过多个横向设置的第一系杆3连接在一起，

桁架组2内相邻的两榀所述桁架1彼此对应的标准段组成标准桁架节，以标准桁架节为单位：标准桁架节内先将连杆13和上弦架11和下弦架12焊接在一起形成单元节，然后再用辅助系杆7和辅助拉杆8将两个单、元节焊接固定在一起，多个辅助系杆7横向焊接固定在相邻的对应上弦架11和下弦架12之间，辅助拉杆8交叉分布焊接固定在上下相邻的两个辅助系杆7之间，最后再将第一系杆3和第一钢丝绳4均通过焊接在上弦架11和下弦架12上的对应连接扣9匹配连接。

多个标准桁架节依次通过螺栓连接形成桁架组2的直线段。

所述基础段和合拢段内的上弦架11、下弦架12以及连杆13均对应一体预制成型。由于直线段与水平面夹角为30°，所以，不管跨架的跨度多大，合拢段扇形的圆心角始终为120°，在上弦架11和下弦架12间距不变的情况下，合拢段的结构是固定的，且每个桁架组2内的合拢段均没有钢丝绳，全部用系杆通过横拉、斜拉及交叉拉连接固定在一起。合拢段通过螺栓与直线段连接在一起。基础段与基础柱之间通过耳板调整好角度后，通过螺栓固定在一起，由于基础段承受较大的载荷，因此，每个桁架组2内的所述基础段之间均没有钢丝绳，全部用系杆通过横拉、斜拉及交叉拉连接固定在一起。

所述辅助系杆7、辅助拉杆8和连接扣9与上弦架11和下弦架12焊接在一起，所述第一系杆3、第一钢丝绳4、第二系杆5和第二钢丝绳6与连接扣9之间通过连接螺栓和/或开口销锁定的销轴连接在一起。

相邻的所述桁架组2之间通过多根横向设置的第二系杆5连接在一起，所述第二系杆5仅设置在相对的上弦架11之间，所述桁架组2之间还辅以第二钢丝绳6进行拉紧连接。且有四种连接方式：

1、相邻的所述第二系杆5之间对角斜拉一根第二钢丝绳6；

2、相邻的所述第二系杆5之间或为交叉设置两根第二钢丝绳6；

3、位于第二系杆5下方的两根相对下弦架12之间斜拉一根第二钢丝绳6，且所述第二钢丝绳6的两端均位于对应上方第二系杆5的两侧；

4、位于第二系杆5下方的两根相对下弦架12之间交叉设置两根第二钢丝绳6，且所述第二钢丝绳6的两端均位于对应上方第二系杆5的两侧。

进一步地，随着跨度及高度的增大，为了确保安装，所述直线段根据实际跨度及载荷，可设置为变径结构或在中部设置辅助杆加强结构，其中变径结构或采用标准桁架节，唯一不同的是变径结构的连杆13长度增大，根据实际情况将第一钢丝绳4适当替换出成硬杆。

本发明将直线段设置成30°倾角后，跨架受到的横风几乎为零，这大大的降低了跨架为对抗横风而增加的钢构件，使得跨架的含钢量大幅度降低，同时，直线段内的标准桁架节部件包括：上弦架11、下弦架12以、连杆13、辅助系杆7、辅助拉杆8和连接扣9、第一系杆3、第一钢丝绳4、第二系杆5和第二钢丝绳6均可按同一规格进行标准化生产，基础段和合拢段也能按相对固定的尺寸加工，不仅生产效率高，而且构件精度高，不管是焊接还是插接，都能严丝合缝，装配难度不仅大大降低，而且装配效率也大大提高。

本发明中，第一钢丝绳4和第二钢丝绳6也可用标准尺寸的钢筋、角钢，圆管等替代。

本发明针对不同的跨度，仅仅是直线段长度的变化，采用工厂标准化大批量生产各部件，现场仅需拧螺栓、插销轴，杜绝了户外高空焊接作业，施工风险大大降低，对环保要求进一步降低，是大跨度钢构跨架的福音，突破了现有拱形架的限制，可广泛用于救灾、种植、养殖、畜牧、大面积标准车间、考古及体育场馆、汽车站、火车站以及飞机场等等，用到堆料场时，堆料受安息角影响，传统拱形浪费空间较大，而采用本发明结构则大大减小了因堆料受安息角造成的空置浪费。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。