專利名稱：一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空間桁架結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的空間桁架結(jié)構(gòu)由柱子、主梁、次梁等桁架構(gòu)件，以及連接桁架構(gòu)件的接頭等輔助材料組成。不同桁架構(gòu)件的長(zhǎng)短、類型、規(guī)格不一，構(gòu)件制造種類多，安裝搭設(shè)繁瑣、速度慢。此外，在結(jié)構(gòu)安裝或使用過程中，如果發(fā)生某些桁架構(gòu)件損壞，若要更換則需到工廠再制作相同類型的構(gòu)件，十分麻煩。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)，采用斜柱、水平梁、屋蓋梁均由相同平面桁架單元組成的空間桁架結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型由20榀構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架構(gòu)件單元和11個(gè)構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架接頭單元組成；每一榀桁架構(gòu)件單元包括在同一平面內(nèi)的一根上弦桿、一根下弦桿和連接上弦桿與下弦桿的多根腹桿，上弦桿長(zhǎng)度大于下弦桿；每一個(gè)桁架接頭單元由一根桿件和連接桿件兩端的相同接頭組成W X7-YyS桁架接頭單元，分別連接各榀桁架構(gòu)件單元的兩端，其中與上弦桿接頭一端為X1、另一端為X；，與下弦桿接頭一端為 Y,.、另一端為 Yy ;20 榀桁架構(gòu)件單元為第 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20 榀，其中第 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10榀為斜柱，第11、12、13、14、15榀為水平梁，第16、17、18、19、20榀為屋蓋梁，11個(gè)桁架接頭單元代號(hào)為X1-Y1、X3-Y3、X5-Y5、X7-Y7、X9-Y9、X2-Y2> X4-Y4、X6-Y6> X8-Y8、X10-Yi0> Xi1-Yn ;與地面相連的上弦桿接頭一端 X1、X3> X5> X7> X9 在同一平面上，不與地面相連的下弦桿接頭一端Y1、Y3、Y5、Y7、Y9也在另外同一平面上；不與地面相連的上弦桿接頭一端\、x4、x6、x8、X10在同一平面上，不與地面相連的上弦桿接頭一端Y2、Y4、Y6、Y8、Y1(I也在另外同一平面上；正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)中，任何相鄰兩榀桁架構(gòu)件單元的兩根上弦桿的軸線夾角均為60°，任何相鄰兩榀桁架構(gòu)件單元的兩根下弦桿的軸線夾角也均為60°。任何兩個(gè)相鄰上弦桿三角形的面夾角均為138.189685°，任何兩個(gè)相鄰下弦桿三角形的面夾角也均為138.189685°。所述的桁架接頭單元X1-Yp X3-Y3、X5-Y5, X7-Y7, X9-Y9分別對(duì)應(yīng)連接第10榀與第I榀桁架構(gòu)件單元、第2榀與第3榀桁架構(gòu)件單元、第4榀與第5榀桁架構(gòu)件單元、第6榀與第7榀桁架構(gòu)件單元、第8榀與第9榀桁架構(gòu)件單元；桁架接頭單元X2-Y2連接第I榀、第2榀、第11榀、第16榀和第15榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X4-Y4連接第3榀、第4榀、第12榀、第17榀和第11榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X6-Y6連接第5榀、第6榀、第13榀、第18榀和第12榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X8-Y8連接第7榀、第8榀、第14榀、第19榀和第13榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元Xltl-Yltl連接第9榀、第10榀、第15榀、第20榀和第14榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X11-Y11連接第16榀、第17榀、第18榀、第19榀和第20榀共五榀桁架構(gòu)件單元。所述的桁架構(gòu)件單元與桁架接頭單元的連接方式是焊接或螺栓連接。本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有的有益效果是:1.生產(chǎn)成本低。正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的桁架構(gòu)件單元全部相同、桁架接頭單元全部相同，方便了生產(chǎn)制作，有利于工廠批量生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸，從而降低了生產(chǎn)成本。2.安裝方便。正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元全部相同，桿件與接頭的連接方式相同，方便了結(jié)構(gòu)的安裝。3.更換方便。正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元全部相同，任何一個(gè)單元在安裝或使用中損壞，可用標(biāo)準(zhǔn)件單元替代即可，方便了更換工作。4.結(jié)構(gòu)安全性好。正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成均為三角形，屬于幾何不變結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)承載力大、穩(wěn)定性好、抗震性好。

圖1是一榀桁架構(gòu)件單元和兩個(gè)桁架接頭單元的平面圖。圖中4為桁架構(gòu)件單元的編號(hào)HX-Yj為桁架接頭單元，分別連接第k榀桁架構(gòu)件單元的兩端。圖2是正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的三維透視圖。圖中:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20分別為二十榀
桁架構(gòu)件單元的編號(hào)。X1-Y^ X3-Y3> X5-Y5> X7-Y7> X9-Y9> X2-Y2> X4-Y4> X6-Y6> Χ8-Υ8> Χιο-Υιο>X11-Y11分別為十一個(gè)桁架接頭單元的編號(hào)。圖3是正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的斜柱層。圖4是正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的環(huán)梁層。圖5是正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的環(huán)梁層與頂冠層的結(jié)合體。圖6是正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型由20榀構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架構(gòu)件單元和11個(gè)構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架接頭單元組成；每一榀桁架構(gòu)件單元包括在同一平面內(nèi)的一根上弦桿、一根下弦桿和連接上弦桿與下弦桿的多根腹桿，上弦桿長(zhǎng)度大于下弦桿；每一個(gè)桁架接頭單元由一根桿件和連接桿件兩端的相同接頭組成W X7-Yy為桁架接頭單兀，分別連接各棍!祐1架構(gòu)件單兀的兩纟而，其中與上弦桿接頭一立而為Xr.、另一立而為X/，與下弦桿接頭一端為Y,.、另一端為Yy ;20榀桁架構(gòu)件單元為第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20 榀，其中第 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 榀為斜柱，第 11、12、13、14、15榀為水平梁，第16、17、18、19、20榀為屋蓋梁， 11個(gè)桁架接頭單元代號(hào)為X1-YpX3-Y^X5-Y5> X7-Y7> X9-Y9> X2-Y2> X4-Y4> X6-Y6> X8-Y8> Xio-Yio> Xi1-Yn ;與地面相連的上弦桿接頭一端父1、&、&、\、乂9在同一平面上，不與地面相連的下弦桿接頭一端￥1、￥3、￥5、￥7、￥9也在另外同一平面上；不與地面相連的上弦桿接頭一端X2、X4> X6> X8> X10在同一平面上，不與地面相連的上弦桿接頭一端Y2、Y4、Y6> Y8> Y10也在另外同一平面上，由X2、X4> X6、X8、X10組成的平面要高于由\、Υ4、Υ6、\、Y10組成的平面；正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)中，任何相鄰兩榀桁架構(gòu)件單元的兩根上弦桿的軸線夾角均為60°，任何相鄰兩榀桁架構(gòu)件單元的兩根下弦桿的軸線夾角也均為60°。任何兩個(gè)相鄰上弦桿三角形的面夾角均為138.189685°，任何兩個(gè)相鄰下弦桿三角形的面夾角也均為138.189685°。如圖2所示，所述的桁架接頭單元X1-YpXfmX7-Y7、X9-Y9分別對(duì)應(yīng)連接第10榀與第I榀桁架構(gòu)件單元、第2榀與第3榀桁架構(gòu)件單元、第4榀與第5榀桁架構(gòu)件單元、第6榀與第7榀桁架構(gòu)件單元、第8榀與第9榀桁架構(gòu)件單元；桁架接頭單元X2-Y2連接第I榀、第2榀、第11榀、第16榀和第15榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X4-Y4連接第3榀、第4榀、第12榀、第17榀和第11榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X6-Y6連接第5榀、第6榀、第13榀、第18榀和第12榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X8-Y8連接第7榀、第8榀、第14榀、第19榀和第13榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元Xltl-Yltl連接第9榀、第10榀、第15榀、第20榀和第14榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X11-Y11連接第16榀、第17榀、第18榀、第19榀和第20榀共五榀桁架構(gòu)件單元。所述的桁架構(gòu)件單元與桁架接頭單元的連接方式是焊接或螺栓連接。如圖3、圖4、圖5、圖6所示,假定一個(gè)祐1架單元是由一個(gè)祐1架構(gòu)件單元和其所對(duì)應(yīng)的桁架接頭單元組成，則正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的安裝步驟:首先由安裝10榀斜柱桁架單元組成斜柱層，如圖3所示；其次由安裝5榀水平梁桁架單元組成環(huán)梁層，如圖4所示；然后安裝5榀屋蓋梁桁架單元組成的頂冠層到環(huán)梁層上，如圖5所示為環(huán)梁層和頂冠層的結(jié)合體；最后吊裝環(huán)梁層和頂冠層的結(jié)合體與斜柱層連接形成一個(gè)完整的正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)，如圖6所示。因?yàn)槊總€(gè)桁架接頭單元為相同的標(biāo)準(zhǔn)件、每榀桁架構(gòu)件單元為相同的標(biāo)準(zhǔn)件、接頭與桿件的連接方式也完全相同，所以正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)安裝時(shí)不存在對(duì)桿件和接頭的選擇對(duì)應(yīng)問題，非常簡(jiǎn)單方便。同理，如果結(jié)構(gòu)在安裝或使用過程中出現(xiàn)了桿件或接頭損壞等情況，更換時(shí)只要換上備用標(biāo)準(zhǔn)件即可，不存在對(duì)桿件和接頭型號(hào)等的`選擇問題，非常簡(jiǎn)單方便。
權(quán)利要求1.一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于:由20榀構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架構(gòu)件單元和11個(gè)構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架接頭單元組成；每一榀桁架構(gòu)件單元包括在同一平面內(nèi)的一根上弦桿、一根下弦桿和連接上弦桿與下弦桿的多根腹桿，上弦桿長(zhǎng)度大于下弦桿；每一個(gè)桁架接頭單元由一根桿件和連接桿件兩端的相同接頭組成H X7-Y7-為桁架接頭單元，分別連接各榀桁架構(gòu)件單元的兩端，其中與上弦桿接頭一端為X1、另一端為X/，與下弦桿接頭一端為Y,.、另一端為Yy ；20榀桁架構(gòu)件單元為第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20 榀，其中第 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10榀為斜柱，第11、12、13、14、15榀為水平梁，第16、17、18、19、20榀為屋蓋梁，11個(gè)桁架接頭單元代號(hào)為 X1-Yp Χ3_Υ3、Χ5_Υ5、Χ7_Υ7、Χ9_Υ9、Χ2_Υ2、Χ4_Υ4、Χ6_Υ6、Χ8_Υ8、Xiq-Yiq、X11-Y11 ;與地面相連的上弦桿接頭一端XpXyXyXpXg在同一平面上，不與地面相連的下弦桿接頭一端1、Y3、Y5、Y7、Y9也在另外同一平面上；不與地面相連的上弦桿接頭一端χ2、χ4、χ6、χ8、χ1(ι在同一平面上，不與地面相連的上弦桿接頭一端\、Υ4、\、Y8、Y10也在另外同一平面上；正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)中，任何相鄰兩榀桁架構(gòu)件單元的兩根上弦桿的軸線夾角均為60°，任何相鄰兩榀桁架構(gòu)件單元的兩根下弦桿的軸線夾角也均為60°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的任何兩個(gè)相鄰上弦桿三角形的面夾角均為138.189685°，任何兩個(gè)相鄰下弦桿三角形的面夾角也均為138.189685°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的桁架接頭單元X1-Yp X3-Y3、X5-Y5、X7-Y7、X9-Y9分別對(duì)應(yīng)連接第10榀與第I榀桁架構(gòu)件單元、第2榀與第3榀桁架構(gòu)件單元、第4榀與第5榀桁架構(gòu)件單元、第6榀與第7榀桁架構(gòu)件單元、第8榀與第9榀桁架構(gòu)件單元；桁架接頭單元X2-Y2連接第I榀、第2榀、第11榀、第16榀和第15榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X4-Y4連接第3榀、第4榀、第12榀、第17榀和第11榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X6-Y6連接第5榀、第6榀、第13榀、第18榀和第12榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X8-Y8連接第7榀、第8榀、第14榀、第19榀和第13榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元Xltl-Yltl連接第9榀、第10榀、第15榀、第20榀和第14榀共五榀桁架構(gòu)件單元、桁架接頭單元X11-Y11連接第16榀、第17榀、第18榀、第19榀和第20榀共五榀桁架構(gòu)件單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的桁架構(gòu)件單元與桁架接頭單元的連接方式是焊接或螺栓連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)。由20榀構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架構(gòu)件單元和11個(gè)構(gòu)造、尺寸、型號(hào)完全相同的桁架接頭單元組成；每一榀桁架構(gòu)件單元包括在同一平面內(nèi)的一根上弦桿、一根下弦桿和連接上弦桿與下弦桿的多根腹桿，上弦桿長(zhǎng)度大于下弦桿；每一個(gè)桁架接頭單元由一根桿件和連接桿件兩端的相同接頭組成?？臻g桁架結(jié)構(gòu)的桁架構(gòu)件單元和桁架接頭單元相同，有利于工廠批量生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸，從而降低了生產(chǎn)成本；方便了結(jié)構(gòu)的安裝；任何一個(gè)單元在安裝或使用中損壞，可用標(biāo)準(zhǔn)件單元替代；正三角形組合面同單元空間桁架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成均為三角形，屬于幾何不變結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)承載力大、穩(wěn)定性好、抗震性好。
文檔編號(hào)E04C3/11GK203049912SQ201220727848
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者卓新, 王建林, 朱平淼, 張 成, 汪炎勝 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 建橋建設(shè)集團(tuán)有限公司