一种预拉式管桁架

技术领域

本发明属于桁架构件技术领域，涉及一种预拉式管桁架。

背景技术

管桁架是一种空间结构，其传力途径合理、质量轻、成本低、形式多样，如工业厂房、汽车等行业设备平台生产线、物流仓储、公共建筑、列车站台、高层商务楼等场景均有应用。

管桁架的节点一般采用焊接的方式，由于管件繁多，将预制件拼装焊接难度较大，因尺寸误差、焊接误差等原因造成应力集中不可避免，预焊拼装后再固焊是目前较好的方式，但是效果显然也不理想，如何使管桁架构件在焊固之前实现拼装成型是行业难点之一。

另外，管桁架构件的受力多元化，不同位置和不同形式的管件受力不同，加上载荷的变化也会导致其受力的变化，提高管桁架的负载能力，除了在设计上下功夫外，维持管桁架构件设计的连接方式、使各管件承担设计的受力是核心。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种预拉式管桁架，本发明所要解决的技术问题是如何通过预拉的方式，提高管桁架构件的强度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种预拉式管桁架，其特征在于，包括一根主管和两根分管，两根分管与主管之间呈三角状，所述主管上相间设置若干分支节点，所述分支节点与两根分管之间形成两个预紧单元，所述预紧单元包括两根分别连接分支节点与分管的拉管和连接两根分管的穿索横管，预紧单元对应的两根拉管和一根穿索横管处于同一平面内；

所述分支节点包括一根套设在主管外的套管和对称分布在套管内的两个调节头，所述调节头螺纹连接在套管内，所述调节头滑动连接在主管外，所述调节头的内端具有一锥形的调节部，所述调节部上具有螺旋状的导索槽；

所述预紧单元对应有一根拉索，所述拉索的两端部固定在穿索横管内，所述拉索穿设在穿索横管和分管的中空腔内，所述拉索在调节部导索槽上至少有一个完整的绕圈。

进一步的，相邻穿索横管之间设置有连接两根分管的第二横管。

进一步的，连接同一分管和分支节点的两根拉管呈20～50°倾角。

进一步的，所述调节部的内端直径大于外端直径。

进一步的，所述拉管焊接在套管上。

进一步的，所述调节头上具有一螺栓孔，所述螺栓孔内螺纹连接有能够将调节头固定在主管上的锁紧螺栓。

进一步的，所述分管内穿设有一导索杆，所述拉索受导索杆牵引。

进一步的，所述管桁架还包括一固定杆，所述固定杆同时穿设在全部的穿索横管和第二横管内，所述拉索的两端分别固定设置有一穿环，各穿环均套设在固定杆上，所述穿环位于穿索横管内。

本管桁架结构可用做跨度梁等构件，通过隐藏式拉索的设置，使预紧单元对应的各管件在受到“分解力”时，能够由拉索的预紧力和各关键的连接强度共同承担，提高了管桁架的整体强度，减轻了拼装焊接的难度，使其在焊接前即可先拼组成型。

附图说明

图1是本管桁架的立体结构示意图。

图2是分支节点的结构示意图。

图3是分支节点仅套管剖开后的结构示意图。

图4是分支节点的截面图。

图5是预紧单元所有管件的剖视图。

图6是图5中局部A的放大图。

图7是图5中局部B的放大图。

图中，1、主管；2、分管；3、拉管；4、穿索横管；5、套管；61、调节头；62、导索槽；63、拉索；64、螺栓孔；65、导索杆；66、固定杆；67、穿环；7、第二横管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-图7所示，预拉式管桁架包括一根主管1和两根分管2，两根分管2与主管1之间呈三角状，主管1上相间设置若干分支节点，分支节点与两根分管2之间形成两个预紧单元，预紧单元包括两根分别连接分支节点与分管2的拉管3和连接两根分管2的穿索横管4，预紧单元对应的两根拉管3和一根穿索横管4处于同一平面内；

分支节点包括一根套设在主管1外的套管5和对称分布在套管5内的两个调节头61，调节头61螺纹连接在套管5内，调节头61滑动连接在主管1外，调节头61的内端具有一锥形的调节部，调节部上具有螺旋状的导索槽62；

预紧单元对应有一根拉索63，拉索63的两端部固定在穿索横管4内，拉索63穿设在穿索横管4和分管2的中空腔内，拉索63在调节部导索槽62上至少有一个完整的绕圈。

相邻穿索横管4之间设置有连接两根分管2的第二横管7。

连接同一分管和分支节点的两根拉管3呈20～50°倾角，调节部的内端直径大于外端直径，调节部的形状，一方面是避免拉索脱离，另一方面可以避免拉索在牵引至该位置时的方向与导索槽基本一致，因为拉管是外倾的，调节部的形状使导索槽的倾斜方向与拉管的倾斜方向基本一致。

拉管3焊接在套管5上，第二横管7同时焊接两根分管2，且第二横杆与分管2垂直，穿索横管4也同时焊接两根分管2，分管2与对应的套管5之间通过拉管3焊接相连。

调节头61上具有一螺栓孔64，螺栓孔64内螺纹连接有能够将调节头61固定在主管1上的锁紧螺栓，在调节头61调整完拉索63的预紧力后，可通过锁紧螺栓将调节头61与主管1固定，以维持拉索63的预紧力。

管桁架还包括一固定杆66，固定杆66同时穿设在全部的穿索横管4和第二横管7内，拉索63的两端分别固定设置有一穿环67，各穿环67均套设在固定杆66上，穿环67位于穿索横管4内，分管2内穿设有一导索杆65，拉索63受导索杆65牵引。拉索63的牵引路径为：其一端的穿环67套设在固定杆66上，通过穿索横管4，绕过导索杆65，穿过拉管3，绕制在调节头61上的导索槽62内，穿过另一根拉管3，穿过另一个导索杆65，穿过余下的穿索横管4，另一端的穿环67套设在固定杆66上；固定杆66与穿索横管4和第二横管7均焊接相连，导索杆65基本位于分管2的中心，导索杆65固定在分管2上。

本管桁架结构可用做跨度梁等构件，通过隐藏式拉索63的设置，使预紧单元对应的各管件在受到“分解力”时，能够由拉索63的预紧力和各关键的连接强度共同承担，提高了管桁架的整体强度，减轻了拼装焊接的难度，使其在焊接前即可先拼组成型。

在拼接本管桁架时，可先预埋对应的拉索63，然后将焊接点对应，焊接点一般为插入式结构，在完成定位后，旋转调节头61，使拉索63张紧，拉索63因不同位置的导索槽62的直径不同而具有预紧力可调功能，完成拉索63的预紧后，管桁架的大体框架基本成型，焊接工作将轻松很多；在拉索63的穿设过程中，穿环67与固定杆66的定位不是很方便，可设置铁质的穿环67，在穿设固定杆66时，利用永磁条使穿环67的位置基本固定在穿索横管4内，且穿环67的孔径可设计成相对固定杆66较大的尺寸。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。