[發明專利]植桿式板結點鋁合金桁架結構

無效

• 申請號: 201010288260.5
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN101949170A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 林娟;梁琨
• 申請（專利權）人: 林娟
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04C3/08;E04C3/11;E04B1/58;E01D6/00;E01D19/00
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

技術領域

本發明涉及一種桁架(truss)，是土木工程、房屋工程、橋梁工程建筑領域常用的一種結構體系。

背景技術

桁架(truss)，又稱桁架結構(Truss?structure)，指的是桁架梁，是格構化的一種梁式結構，桁架結構常用于大跨度的廠房、展覽館、體育館和橋梁等公共建筑中。我們經常所見的桁架有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預應力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多邊形桁架、平行弦桁架，拱形桁架及空腹桁架。在選擇桁架形式時，應綜合考慮桁架的用途、材料、支承方式和施工條件，在滿足使用要求的前提下，力求制造和安裝所用的材料和勞動量為最小。傳統的用鋼材做成的桁架，其結點大多是焊接點或鉚接點，鋼網架結構有螺栓球結點與焊接球結點，強度一般沒有受到影響，但是如果采用鋁合金做成桁架時，鋁合金焊接不容易，然而據我們所知的鋁合金桁架結構，聯結桿件的結點也都是仿鋼桁架結構的焊接結點處理方法。對于鋁合金桁架結構來說，焊接結點存在下列問題：

(1)鋁合金的焊接技術要求高，難度大。

(2)焊接鋁合金存在熱影響區材料強度降低的缺陷。

(3)不便于工廠化加工生產，不便于現場施工。

為了解決鋁合金桁架存在的問題，有人進行了一些研究，如中國專利，名稱：鋁合金結構架連接結構，申請(專利)號：CN200720169866.0，申請(專利權)人，朱貴州，地址：北京市海淀區德勝門西大街15號遠洋風景7號樓1單元501，發明(設計)人：朱貴州，摘要：一種用于搭建展覽、商業展賣和會議舞臺等領域的鋁合金結構架連接結構，它包括：連接頭，連接鋼片，桁架端頭，貫穿桁架端頭的階梯通孔的階梯軸，階梯軸的粗端具有外螺紋，階梯軸的細端伸出于桁架端頭的階梯通孔的小孔與一手柄固定連接，階梯軸的細端上套設有彈簧，彈簧的兩端分別頂持著階梯軸的粗端側壁和桁架端頭的階梯通孔的小孔側壁；桿件；四根桿件和兩個桁架端頭通過螺釘連接成一個桁架；六件連接頭通過連接鋼片和銷釘相連接構成結構架的結點，桁架的桁架端頭與結點的連接頭相對并通過階梯軸相連接。

北京市市政工程研究院、北京市路政局的吳寶玲、方平、張愛江在“某全鋁合金人行天橋的計算和荷載分析”【市政技術.2009，27(2).-112-115】通過對某全鋁合金結構人行天橋進行力學模型和邊界條件的簡化和假定，建立有限元模型并對其進行力學計算和理論分析；在與試驗數據進行對比后，提出驗算和試驗校驗結論以及在正常使用極限狀態下均勻溫度場對該類橋的影響等結論。并就橋梁選材合理性和結構適用性進行了簡單的探討。文中根據對設計圖紙和橋梁實體結構的分析，該天橋主橋桁架結構的傳力路徑為走道板橫向桁片一縱向主桁片一支座。天橋組成桿件均通過節點板用螺栓相互連接，節點按固接設計。節點試驗也表明桿件變形遠大于節點變形，試驗過程中，平面內桿件與節點板夾角基本無變化。因此。計算時節點按固接考慮。由于天橋的東西兩座副橋以及與主橋連接的電梯、步梯等均有各自獨立的支承體系，與主橋連接處均用伸縮縫斷開。故建立模型時不考慮副橋對主橋的影響，認為主橋為一個獨立的結構。

上述公開的鋁合金結構架主要用于展覽、會議舞臺，其結構不能用于大型的土木工程、房屋工程、橋梁工程，同時存在的不足之處是結構較復雜，如文獻1提出桁架端頭需要階梯軸，階梯軸需要設外螺紋和彈簧，接頭處要連接鋼片，制作與施工都十分困難，這樣就增加了制造成本。文獻2提到通過節點板用螺栓相互連接，但是節點板的結構未公開。

發明內容

本發明的目的是提供一種連接可靠、結構簡單、制作與施工方便的鋁合金桁架。

為了實現本發明的目的，本發明人對桁架結構受力進行分析，設計并試驗了多種桁架結點，最終確定了植桿式板結點鋁合金桁架結構，并試用于某建筑的屋蓋結構，半年來經受了大風和暴雨的考驗。

本發明的技術方案如下：

植桿式板結點鋁合金桁架結構包括結點板和與之連接的桁架斜腹桿、豎腹桿和弦桿，斜腹桿與豎腹桿統稱腹桿。其特點是：結點板上開有兩道槽，其中一道槽供弦桿植入并連接，稱為弦桿槽；另一道槽供腹桿植入并連接，稱為腹桿槽。弦桿通過螺栓或鉚釘(栓)與結點板緊固，腹桿也通過螺栓或鉚釘(栓)與結點板緊固。

所述的結點板(1)的兩道槽弦桿槽與腹桿槽平行或者不平行，也就是說，匯交于一個結點的桁架腹桿和弦桿其方向角度是由桁架設計方案確定的，但不論桿件任何方向角度均可方便地植入相應槽內并加以緊固。桿件與結點板緊固后，槽內空隙用填充料填滿。