一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统
阅读说明：本技术 一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统 (Low-steel-content super-large-span steel structure system based on high-precision planar truss ) 是由 耿彪 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统,通过预制组件,现场吊装,钢丝绳替代一部分桁架,大大的提高了安装效率,同时能满足超大跨度的要求；多个跨架平行等距分布,纵向连接架垂直于跨架设置,多个纵向连接架等间距设置与跨架配合形成双层的方形网格结构,纵向连接架的结构与跨架结构相似,纵向连接架的上、下杆为直杆,上、下杆两端与跨架的上弦杆和下弦杆固定连接,上、下杆之间也设置有零杆和腹杆；方形网格结构的上侧通过交叉的斜拉杆连接,方形网格结构的下侧通过交叉的柔性钢丝绳结构连接在一起；导轨平行于跨架设置,且多根导轨等间距纵向设置在跨架顶部,相邻的两个导轨之间设置有膜。(The invention discloses a low-steel-content super-large-span steel structure system based on a high-precision plane truss, wherein a steel wire rope replaces a part of the truss through prefabricating components and hoisting on site, so that the installation efficiency is greatly improved, and meanwhile, the requirement of super-large span can be met; the plurality of the cross frames are distributed in parallel at equal intervals, the longitudinal connecting frames are perpendicular to the cross frames and are arranged at equal intervals to be matched with the cross frames to form a double-layer square grid structure, the structure of the longitudinal connecting frames is similar to that of the cross frames, the upper rods and the lower rods of the longitudinal connecting frames are straight rods, the two ends of the upper rods and the two ends of the lower rods are fixedly connected with the upper chord members and the lower chord members of the cross frames, and zero rods and web members are also arranged between the upper rods and the lower rods; the upper sides of the square grid structures are connected through crossed diagonal draw bars, and the lower sides of the square grid structures are connected together through crossed flexible steel wire rope structures; the guide rails are arranged in parallel to the cross frame, the guide rails are longitudinally arranged at the top of the cross frame at equal intervals, and a film is arranged between every two adjacent guide rails.)
技术领域
本发明一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统，属于钢结构平面桁架技术领域。
背景技术
随着桁架结构应用场景越来越广，桁架的跨度也越来越大，导致施工过程越来越难，传统的施工方式很难满足超大跨度的要求，即便能实现，安装过程也越来越力不从心。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统，通过预制组件，现场吊装，钢丝绳替代一部分桁架，大大的提高了安装效率，同时能满足超大跨度的要求。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统，包括跨架、纵向连接架、柔性钢丝绳结构、活动安装座、导轨和膜，多个所述跨架平行等距分布，所述跨架包括上弦杆、下弦杆、零杆、腹杆和法兰连接板，所述上弦杆和下弦杆平行设置，且所述上弦杆位于下弦杆正上方，所述上弦杆和下弦杆之间通过多个或倾斜设置的腹杆，或垂直设置的腹杆连接固定，且所述上弦杆和下弦杆的对应两端之间均通过零杆连接固定，所述上弦杆和下弦杆的两端均固定设置有法兰连接板，所述法兰连接板上均连接固定有活动安装座，所述活动安装座通过耳板结构连接固定在混凝土地桩的地脚螺栓上；
所述纵向连接架垂直于跨架设置，多个纵向连接架等间距设置与跨架配合形成双层的方形网格结构，所述纵向连接架的结构与跨架结构相似，所述纵向连接架的上、下杆为直杆，所述上、下杆两端与跨架的上弦杆和下弦杆固定连接，所述上、下杆之间也设置有零杆和腹杆；
所述方形网格结构的上侧通过交叉的斜拉杆连接，所述方形网格结构的下侧通过交叉的柔性钢丝绳结构连接在一起；
所述导轨平行于跨架设置，且多根所述导轨等间距纵向设置在跨架顶部，相邻的两个所述导轨之间设置有膜，所述导轨的结构为：包括导轨本体，所述导轨本体为弧形结构，沿钢结构平面桁架拱形走向分布，所述导轨本体的截面呈躺平的“8”字形，所述导轨本体内沿导轨本体的走向设置导孔，且所述导轨本体上对称设置有两个导孔，所述导轨本体的两端均设置有窄缝，所述窄缝也沿导轨本体的走向设置，所述窄缝与相邻的导孔连通，两个所述导孔之间留有距离，两个所述导孔之间的导轨本体上侧设置有盲孔，所述导轨本体通过在盲孔底部安装自攻螺钉将导轨本体固定在钢结构平面桁架上，相邻的两个所述导轨本体的导孔之间用于穿插膜。
所述盲孔上侧设置有收口结构，所述收口结构使得盲孔的开口尺寸小于盲孔内腔的尺寸，所述盲孔上部及收口结构内填装有密封条，所述收口结构能匹配的将密封条卡住，防止密封条脱落。
所述导轨本体为一体成型的钣金结构。
所述柔性钢丝绳结构包括柔性钢丝绳、柔性钢丝绳固定端、紧线器和柔性支撑连接板，所述柔性支撑连接板固定在相邻的主构件上，所述柔性钢丝绳的两端均设置有柔性钢丝绳固定端，所述柔性钢丝绳两端的柔性钢丝绳固定端分别固定在相邻主构件上的柔性支撑连接板，所述柔性钢丝绳上设置有紧线器，通过所述紧线器调整相邻的主构件之间的张力。
所述耳板结构包括调节定位板和耳板，所述调节定位板为板状结构，所述调节定位板的两侧横向对称设置有调节定位孔，所述调节定位孔为半开口的长孔结构，所述调节定位孔用于适应调节和校正调节定位板的安装角度，所述耳板纵向对称设置在调节定位板上，且所述耳板垂直于调节定位板并位于调节定位板两侧的调节定位孔之间，所述调节定位板上均横向设置有耳板孔，两个所述耳板之间通过耳板孔上插装销轴与桁架底部的活动安装座活动连接在一起，使得所述活动安装座能绕销轴转动适应桁架不同的安装角度。
两个所述耳板之间以及耳板外侧的调节定位板上均横向设置有加强肋板。
所述耳板的最高点上设置有用作定位标记的凹槽，所述凹槽用于定位调节定位板的相对高度。
所述纵向连接架的上杆上套装有套管，所述套管用于拉膜时将滑动摩擦转变为滚动摩擦。
所述窄缝两侧的导轨本体边缘上设置有包胶，所述包胶用于保护膜，防止膜拉伸时磨损。
所述盲孔底侧中部设置有定位凹槽，所述定位凹槽用于安装自攻螺钉的参考定位。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本发明在主构件之间的预应力发生变化时，能通过紧线器对柔性钢丝绳进行调整，修正主构件之间的预应力，调节过程简单，大幅提升工作效率，而且通过拉力计能直观的看到应力调整结果，调节准确。
2、本发明中调节定位板上的调节定位孔设置成长孔结构，使得遇到混凝土地桩上的地脚螺栓出现偏差时，能转动或移动调节定位板，不影响调节定位板的安装，加强肋板从两侧对耳板进行支撑，提高耳板的结构强度，在耳板顶点上设置定位标记的凹槽，便于后续通过工装进行定位，确认调节定位板的方位角和相对高度。
3、本发明中跨架采用双层结构，便于地面组装以及批量生产，提高了安装效率，降低了安装风险。
4、本发明中“8”字形导轨本体两端均设置有窄缝，并与各自的导孔连通，形成大肚囊小出口的防拉脱导轨结构，将膜的两侧对应穿插入相邻的两个导轨本体的导孔内，拉动膜沿导孔的走向从导轨本体的一端移动到导轨本体的另一端即可完成覆膜，不需要进行高空作业以及铆钉，只需通过自攻螺钉将导轨本体固定在钢结构平面桁架上即可，大大提高了覆膜的效率，降低了高空作业风险。
5、本发明通过开设盲孔降低了导轨本体的自重，而且自攻螺钉攻丝的壁厚变薄，便于安装，在盲孔上卡设密封条防止盲孔在雨天淋雨，保护自攻螺丝，防止生锈。
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为本发明中耳板结构的结构示意图。
图3为本发明中耳板结构的俯视剖面图。
图4为本发明中柔性钢丝绳结构的示意图。
图5为本发明中跨架的结构示意图。
图6为本发明中导轨的结构示意图。
图7为本发明中导轨安装密封条的结构示意图。
图8为本发明中导轨的使用状态图。
图9为本发明中纵向连接架安装套管的结构示意图。
图中：1为跨架、11为上弦杆、12为下弦杆、13为零杆、14为腹杆、15为法兰连接板、2为纵向连接架、3为斜拉杆、4为柔性钢丝绳结构、41为柔性钢丝绳、42为柔性钢丝绳固定端、43为紧线器、44为柔性支撑连接板、45为主构件、5为活动安装座、6为耳板结构、61为调节定位板、62为耳板、63为调节定位孔、64为耳板孔、65为销轴、67为加强肋板、68为凹槽、7为导轨、71为导轨本体、72为窄缝、73为导孔、74为盲孔、75为自攻螺钉、76为收口结构、77为密封条、79为定位凹槽、8为膜、9为套管。
具体实施方式
如图1～图9所示，本发明一种基于高精度平面桁架的低含钢量超大跨度钢结构系统，包括跨架1、纵向连接架2、柔性钢丝绳结构4、活动安装座5、导轨7和膜8，多个所述跨架1平行等距分布，所述跨架1包括上弦杆11、下弦杆12、零杆13、腹杆14和法兰连接板15，所述上弦杆11和下弦杆12平行设置，且所述上弦杆11位于下弦杆12正上方，所述上弦杆11和下弦杆12之间通过多个或倾斜设置的腹杆14，或垂直设置的腹杆14连接固定，且所述上弦杆11和下弦杆12的对应两端之间均通过零杆13连接固定，所述上弦杆11和下弦杆12的两端均固定设置有法兰连接板15，所述法兰连接板15上均连接固定有活动安装座5，所述活动安装座5通过耳板结构6连接固定在混凝土地桩的地脚螺栓上；
所述纵向连接架2垂直于跨架1设置，多个纵向连接架2等间距设置与跨架1配合形成双层的方形网格结构，所述纵向连接架2的结构与跨架1结构相似，所述纵向连接架2的上、下杆为直杆，所述上、下杆两端与跨架1的上弦杆11和下弦杆12固定连接，所述上、下杆之间也设置有零杆13和腹杆14；
所述方形网格结构的上侧通过交叉的斜拉杆3连接，所述方形网格结构的下侧通过交叉的柔性钢丝绳结构4连接在一起；
所述导轨7平行于跨架1设置，且多根所述导轨7等间距纵向设置在跨架1顶部，相邻的两个所述导轨7之间设置有膜8，所述导轨7的结构为：包括导轨本体71，所述导轨本体71为弧形结构，沿钢结构平面桁架拱形走向分布，所述导轨本体71的截面呈躺平的“8”字形，所述导轨本体71内沿导轨本体71的走向设置导孔73，且所述导轨本体71上对称设置有两个导孔73，所述导轨本体71的两端均设置有窄缝72，所述窄缝72也沿导轨本体71的走向设置，所述窄缝72与相邻的导孔73连通，两个所述导孔73之间留有距离，两个所述导孔73之间的导轨本体1上侧设置有盲孔74，所述导轨本体71通过在盲孔74底部安装自攻螺钉75将导轨本体1固定在钢结构平面桁架上，相邻的两个所述导轨本体71的导孔73之间用于穿插膜8。
所述盲孔74上侧设置有收口结构76，所述收口结构76使得盲孔74的开口尺寸小于盲孔74内腔的尺寸，所述盲孔74上部及收口结构76内填装有密封条77，所述收口结构76能匹配的将密封条77卡住，防止密封条77脱落。
所述导轨本体71为一体成型的钣金结构。
所述柔性钢丝绳结构4包括柔性钢丝绳41、柔性钢丝绳固定端42、紧线器43和柔性支撑连接板44，所述柔性支撑连接板44固定在相邻的主构件45上，所述柔性钢丝绳41的两端均设置有柔性钢丝绳固定端42，所述柔性钢丝绳41两端的柔性钢丝绳固定端42分别固定在相邻主构件45上的柔性支撑连接板44，所述柔性钢丝绳41上设置有紧线器43，通过所述紧线器43调整相邻的主构件45之间的张力。
所述耳板结构6包括调节定位板61和耳板62，所述调节定位板61为板状结构，所述调节定位板61的两侧横向对称设置有调节定位孔63，所述调节定位孔63为半开口的长孔结构，所述调节定位孔63用于适应调节和校正调节定位板61的安装角度，所述耳板62纵向对称设置在调节定位板61上，且所述耳板62垂直于调节定位板61并位于调节定位板61两侧的调节定位孔63之间，所述调节定位板61上均横向设置有耳板孔64，两个所述耳板62之间通过耳板孔64上插装销轴65与桁架底部的活动安装座5活动连接在一起，使得所述活动安装座5能绕销轴65转动适应桁架不同的安装角度。
两个所述耳板62之间以及耳板62外侧的调节定位板61上均横向设置有加强肋板67。
所述耳板2的最高点上设置有用作定位标记的凹槽8，所述凹槽8用于定位调节定位板1的相对高度。
所述纵向连接架2的上杆上套装有套管9，所述套管9用于拉膜8时将滑动摩擦转变为滚动摩擦。
所述窄缝72两侧的导轨本体71边缘上设置有包胶，所述包胶用于保护膜8，防止膜8拉伸时磨损。
所述盲孔74底侧中部设置有定位凹槽79，所述定位凹槽79用于安装自攻螺钉75的参考定位。
本发明在主构件之间的预应力发生变化时，能通过紧线器对柔性钢丝绳进行调整，修正主构件之间的预应力，调节过程简单，大幅提升工作效率，而且通过拉力计能直观的看到应力调整结果，调节准确。
本发明中调节定位板上的调节定位孔设置成长孔结构，使得遇到混凝土地桩上的地脚螺栓出现偏差时，能转动或移动调节定位板，不影响调节定位板的安装，加强肋板从两侧对耳板进行支撑，提高耳板的结构强度，在耳板顶点上设置定位标记的凹槽，便于后续通过工装进行定位，确认调节定位板的方位角和相对高度。
本发明中跨架采用双层结构，便于地面组装以及批量生产，提高了安装效率，降低了安装风险。
本发明中“8”字形导轨本体两端均设置有窄缝，并与各自的导孔连通，形成大肚囊小出口的防拉脱导轨结构，将膜的两侧对应穿插入相邻的两个导轨本体的导孔内，拉动膜沿导孔的走向从导轨本体的一端移动到导轨本体的另一端即可完成覆膜，不需要进行高空作业以及铆钉，只需通过自攻螺钉将导轨本体固定在钢结构平面桁架上即可，大大提高了覆膜的效率，降低了高空作业风险。
本发明通过开设盲孔降低了导轨本体的自重，而且自攻螺钉攻丝的壁厚变薄，便于安装，在盲孔上卡设密封条防止盲孔在雨天淋雨，保护自攻螺丝，防止生锈。
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。