一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系
阅读说明：本技术 一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系 (High-strength light honeycomb truss type support system capable of quickly adjusting spacing and step pitch ) 是由 魏晨阳 刘昌永 王玉银 李雪来 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系,属于建筑用支架领域。为解决单个立杆承载力和稳定性较弱,支架体系搭设完成后不易调整间距及步距的问题。包括伸缩水平杆、伸缩斜杆和桁架式立杆组件；每个桁架式立杆组件包括三个桁架立杆和至少两个连接盘,每个连接盘上设置有呈三角形分布的立杆插口；相邻两个桁架式立杆组件上的连接盘通过一个伸缩水平杆和相互铰接的伸缩斜杆连接,六个桁架式立杆组件形成六棱柱状支架体系单元,六棱柱状支架体系单元向外延伸构成蜂窝状桁架式支架体系。可调间距和步距,折叠后的支架体系占用空间减少,方便存储,三角形稳定结构以及蜂窝状结构的设置使得核心承载力是传统支架体系11-15倍。(The invention provides a high-strength light honeycomb truss type support system capable of quickly adjusting space and step, and belongs to the field of building supports. The problem of single pole setting bearing capacity and stability weak, be difficult for adjusting interval and step after the support system is set up and is accomplished is solved in order to solve. Comprises a telescopic horizontal rod, a telescopic diagonal rod and a truss type vertical rod component; each truss type upright rod assembly comprises three truss upright rods and at least two connecting discs, and each connecting disc is provided with an upright rod socket which is distributed in a triangular shape; connecting discs on two adjacent truss type vertical rod assemblies are connected with telescopic inclined rods hinged with each other through a telescopic horizontal rod, six truss type vertical rod assemblies form hexagonal prism-shaped support system units, and the hexagonal prism-shaped support system units extend outwards to form a honeycomb truss type support system. The distance and the step distance can be adjusted, the occupied space of the folded bracket system is reduced, the storage is convenient, and the core bearing capacity is 11-15 times that of the traditional bracket system due to the arrangement of the triangular stable structure and the honeycomb structure.)
技术领域
本发明属于建筑用支架技术领域，具体而言，涉及一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系。
背景技术
脚手架及模板支架是指施工现场为工人操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。脚手架是建筑界的通用术语，用在外墙、内部装修或层高较高无法直接施工的位置，主要为了施工人员上下活动或外围安全网围护及高空安装构件等，支架体系的制作材料通常有：竹、木、钢管或合成材料等，部分工程也用支架作为模板使用，此外在广告业、市政、交通路桥、矿山等部门也被广泛使用。支架一般由具有四边形平面或空间结构的单元构成，支架杆件主要承受轴向压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时比实腹梁节省材料，具有减轻自重和增大刚度的优势。
传统支架体系一般由单个立杆相互连接形成整体的支架体系，尤其是扣件式及碗扣式支架，支撑系统承载脚手板或模板以上的活荷载以及架体自身荷载的效果有限，横向荷载极易影响支架体系的整体承载力和稳定性；由于支架体系采用固定连接的方式，不易更改间距及步距，若需更改间距及步距时，只能将整个架体拆除后重新搭建。当需要长时间存放时，为了减少存放空间需将各部分逐一拆解，使用时再次安装，较为耗费时间，影响工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：
为了解决传统支架体系为单个立杆拼接，承载力和稳定性较弱，支架体系搭设完成后不易调整间距及步距，存放时需要将各部分逐一拆解，使用时再次安装，较为耗费时间的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：
本发明提供了一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系，所述蜂窝状桁架式支架体系包括多个伸缩水平杆、多个伸缩斜杆和多个桁架式立杆组件；每个桁架式立杆组件包括三个桁架立杆和至少两个用于将三个桁架立杆捆缚在一起的连接盘，每个连接盘上设置有呈三角形分布的立杆插口，每个桁架立杆对应穿过一个立杆插口，每个桁架式立杆组件上布设的多个连接盘位置均相同；相邻两个桁架式立杆组件上的连接盘通过一个伸缩水平杆连接，每个连接盘用于连接三个伸缩水平杆，两个上下设置的伸缩水平杆之间设有一对交叉且铰接的伸缩斜杆，每个伸缩斜杆的一端与桁架式立杆组件上的连接盘铰接，每个伸缩斜杆的另一端与相邻桁架式立杆组件上相应位置的连接盘铰接，六个桁架式立杆组件及对应的伸缩水平杆和伸缩斜杆形成六棱柱状支架体系单元，六棱柱状支架体系单元再向外延伸从而构成蜂窝状桁架式支架体系。
进一步地，所述连接盘设置有节点插口，所述节点插口与伸缩水平杆通过插销连接，用于通过伸缩水平杆连接两个相邻的桁架式立杆组件。
进一步地，所述节点插口位于相邻两个立杆插口之间，所述伸缩水平杆两端均设置有扣接头，所述扣接头为U型结构，所述扣接头设置有条形插口，所述扣接头卡接在连接盘上，所述插销依次贯穿条形插口和节点插口，用于将伸缩水平杆固定在连接盘上。
进一步地，所述条形插口的长度小于插销上端的长度，所述条形插口的宽度小于插销上端厚度，所述插销下端长度小于条形插口的长度，所述插销下端厚度小于条形插口的宽度。
进一步地，所述插销下端为L形结构，用于防止插销从扣接头上方震出。
进一步地，每个桁架式立杆组件底端均设置有底托，所述底托与每个桁架立杆通过螺纹连接。
进一步地，每个桁架式立杆组件顶端均设置有顶托，所述顶托与每个桁架立杆通过螺纹连接。
进一步地，所述桁架立杆为Q460钢材桁架立杆，所述伸缩水平杆为7075铝合金伸缩水平杆。
进一步地，还包括风揽，所述风揽一端与每组桁架式立杆组件靠近顶托一侧的连接盘连接，风揽另一端用于与地面连接。
进一步地，所述桁架立杆与连接盘卡接，所述立杆插口设置有环形橡胶圈，用于增加连接盘与桁架立杆之间的摩擦力。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：
本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系，包括围设成蜂窝状的六棱柱状支架体系单元，每个六棱柱状支架体系单元包括六组通过伸缩水平杆连接的桁架式立杆组件，每组桁架式立杆组件包括三个桁架立杆和多个连接盘，相邻两个桁架式立杆组件之间设置相互铰接的伸缩斜杆，通过改变伸缩水平杆的长短来改变相邻两组桁架式立杆组件之间的距离，即桁架式支架体系的间距；通过改变相互铰接的伸缩斜杆之间铰接的角度以及伸缩斜杆长度来改变每个桁架式立杆组件上相邻两个连接盘的距离，即桁架式支架体系的步距，可对已搭设完成的支架体系在需要更改步距或间距时进行快速调整，而不需拆除重建；存放时也只需拆卸伸缩水平杆，将拆卸后的桁架式立杆组件进行折叠存放，下一次使用时可迅速搭建，极大地缩短施工时间，有效提高了施工效率。
每个桁架式立杆组件由三个桁架立杆和至少两个连接盘组成，相对于传统的单个桁架立杆组成的支架体系，三角形稳定结构的设置以及蜂窝状整体结构的设置能够有效提高桁架式立杆组件核心的承载力，进而提高整体支架体系的稳定性，防止由于使用过程中意外及偶然的荷载增加而造成整体失稳发生垮塌事故。
对传统碗扣式支架体系、传统盘扣式支架体系和本发明进行力学性能有限元分析对比，架体统一布置为4跨×4跨，高3层，可得到传统碗扣式支架体系的承载能力为1kN×25×34.38＝859.5kN，即85.95t，传统盘扣式支架体系的承载能力为1kN×25×48.39＝1209.75kN，即121.0t，本发明的承载力为1kN×24×536.3＝12871.20kN，即1287.1t，承载面积是碗扣式模板支架2.29倍，是盘扣式模板支架的1.86倍，承载能力是碗扣式模板支架的14.97倍，是盘扣式模板支架的10.64倍；当增加本发明的承载面积时，承载力和稳定性的优势会更加明显。
本发明结构较为简单，通过调节伸缩水平杆和相互铰接的伸缩斜杆即可对已经搭建完成需要调节间距和步距的支架体系进行快速调整，操作简便，不需要进行二次拆解和安装，相比于传统模板支架搭设密集，由于本发明材料轻质高强且蜂窝状桁架结构具有高稳定性，搭设间距较大，节省了大量材料，具有推广和实际应用价值。
附图说明
图1为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的连接盘俯视图一；
图2为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的连接盘俯视图二；
图3为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的桁架式立杆组件的立体结构示意图；
图4为图3中A部分的放大结构示意图；
图5为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的桁架式立杆组件的侧视图；
图6为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的俯视图一；
图7为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的俯视图二；
图8为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的俯视图三；
图9为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的立体结构示意图一；
图10为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的立体结构示意图二；
图11为传统碗扣式支架体系的力学性能有限元分析图；
图12为传统盘扣式支架体系的力学性能有限元分析图；
图13为本发明一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系的力学性能有限元分析图。
附图标记说明：
1-连接盘，2-立杆插口，3-节点插口，4-伸缩水平杆，5-桁架立杆，6-插销，7-环形橡胶圈，8-伸缩斜杆，9-风揽，10-伸缩斜杆插口，41-扣接头，42-条形插口,61-顶托，62-底托。
具体实施方式
在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
具体实施方案一：结合图1至图13所示，本发明提供一种可快速调节间距和步距的高强轻质蜂窝状桁架式支架体系，所述蜂窝状桁架式支架体系包括多个伸缩水平杆4、多个伸缩斜杆5和多个桁架式立杆组件；每个桁架式立杆组件包括三个桁架立杆5和至少两个用于将三个桁架立杆5捆缚在一起的连接盘1，每个连接盘1上设置有呈三角形分布的立杆插口2，每个桁架立杆5对应穿过一个立杆插口2，每个桁架式立杆组件上布设的多个连接盘1位置均相同；相邻两个桁架式立杆组件上的连接盘1通过一个伸缩水平杆4连接，每个连接盘1用于连接三个伸缩水平杆4，两个上下设置的间隔或相邻的伸缩水平杆4之间设有一对交叉且铰接的伸缩斜杆8，每个伸缩斜杆8的一端与桁架式立杆组件上的连接盘1铰接，每个伸缩斜杆8的另一端与相邻桁架式立杆组件上相应位置的连接盘1铰接，六个桁架式立杆组件及对应的伸缩水平杆4和伸缩斜杆8形成六棱柱状支架体系单元，六棱柱状支架体系单元再向外延伸从而构成蜂窝状桁架式支架体系，俯视时整个蜂窝状桁架式支架体系呈多个六边形组成的蜂窝状结构。
通过改变伸缩水平杆4的长短来改变相邻两组桁架式立杆组件之间的距离，即桁架式支架体系的间距；通过改变相互铰接的伸缩斜杆8之间铰接的角度以及伸缩斜杆8长度来改变每个桁架式立杆组件上相邻两个连接盘1的距离，即桁架式支架体系的步距，可对已搭设完成的支架体系在需要更改步距或间距时进行快速调整，而不需拆除重组；存放时也只需拆卸伸缩水平杆4，将拆卸后的桁架式立杆组件进行折叠存放，下一次使用时可迅速搭建，极大地缩短施工时间，有效提高了施工效率。
每个桁架式立杆组件由三个桁架立杆5和至少两个连接盘1组成，相对于传统的单个桁架立杆5组成的支架体系，三角形稳定结构的设置能够有效提高桁架式立杆组件核心的承载力，进而提高整体支架体系的稳定性，防止由于使用过程中意外及偶然的荷载增加而造成整体失稳发生垮塌事故。
对传统碗扣式支架体系、传统盘扣式支架体系和本发明进行力学性能有限元分析对比，如图11-图13所示，架体统一布置为4跨×4跨，高3层，可得到传统碗扣式支架体系的承载能力为1kN×25×34.38＝859.5kN，即85.95t，传统盘扣式支架体系的承载能力为1kN×25×48.39＝1209.75kN，即121.0t，本发明的承载力为1kN×24×536.3＝12871.20kN，即1287.1t，本发明自重仅是碗扣式模板支撑架的1.65倍，是盘扣式模板支撑架的1.75倍；但承载面积是碗扣式模板支撑架2.3倍，是盘扣式模板支撑架的1.86倍，承载能力是碗扣式模板支撑架的15.0倍，是盘扣式模板支撑架的10.6倍。且若增加承载面积，本发明的优势会更加明显。
表1
本发明结构较为简单，通过调节伸缩水平杆4和相互铰接的伸缩斜杆8即可对已经搭建完成需要进行二次调节间距和步距的支架体系进行快速调整，操作简便，不需要进行二次拆解和安装，相比于传统模板支架搭设密集，由于本发明材料轻质高强且蜂窝状桁架结构具有高稳定性，搭设间距较大，节省了大量材料，具有推广和实际应用价值。
具体实施方案二：结合图1至图6所示，所述连接盘1设置有节点插口3和伸缩斜杆插口10，所述连接盘1与伸缩水平杆4通过插销6将伸缩水平杆4插接在节点插口3上，用于通过伸缩水平杆4连接两个相邻的桁架式立杆组件，伸缩斜杆8两端均设置有连接爪，所述连接爪为C型结构，所述连接爪与连接盘1通过伸缩斜杆插口10连接，所述连接爪可沿连接盘1周向转动，配合调整步距和间距。可增强伸缩水平杆4与连接盘1之间的连接稳定性，且方便拆装。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案一相同。
具体实施方案三：结合图1和图6所示，所述节点插口3位于两个立杆插口2之间，所述伸缩水平杆4两端均设置有扣接头41，所述扣接头41为U型结构，所述扣接头41的U型结构两侧板体上均设置有条形插口42，所述扣接头41卡接在连接盘1上，所述插销6依次贯穿一侧的条形插口42、节点插口3和另一侧的条形插口42，用于将伸缩水平杆4固定在连接盘1上。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案二相同。
具体实施方案四：结合图4和图5所示，所述条形插口42的长度小于插销6上端的长度，所述条形插口42的宽度小于插销6上端厚度，所述插销6下端长度小于条形插口42的长度，所述插销6下端厚度小于条形插口42的宽度。用于将插销6卡接在扣接头41上，提高伸缩水平杆4与连接盘1之间连接的稳定性，防止在使用过程中插销6从扣接头41下方被震出。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案三相同。
具体实施方案五：结合图5所示，所述插销6下端为L形结构，用于防止由于桁架式支架体系上下震动导致插销6从扣接头41上方滑出的问题发生，增加伸缩水平杆4与连接盘1之间的稳定性。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案四相同。
具体实施方案六：结合图3所示，每个桁架式立杆组件底端均设置有底托62，所述底托62与每个桁架立杆5通过螺纹连接。用于对每个桁架式立杆组件中三个桁架立杆5同时固定，方便对单个桁架式立杆组件的拆装。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案四或五相同。
具体实施方案七：结合图3所示，每个桁架式立杆组件顶端均设置有顶托61，所述顶托61与每个桁架立杆5通过螺纹连接。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案六相同。
具体实施方案八：所述桁架立杆5为Q460钢材桁架立杆，所述伸缩水平杆4为7075铝合金伸缩水平杆，选用Q460钢材桁架和7075铝合金伸缩水平杆，材质较轻，且强度较高，便于作业过程中对桁架体系进行拆装，同时可提高整体的稳定性和强度。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案七相同。
具体实施方案九：还包括风揽9，所述风揽9一端与每组桁架式立杆组件靠近顶托61一侧的连接盘1连接，风揽9另一端用于与地面连接，进一步提高本发明的稳定承载能力。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案五、六或七相同。
优选地，由多个六棱柱状支架体系单元形成单排蜂窝状桁架式支架体系为脚手架，所述脚手架一侧与墙连接，由多个六棱柱状支架体系单元形成多排蜂窝状桁架式支架体系为模板支架。
具体实施方案十：结合图1至图3所示，所述立杆插口2设置有环形橡胶圈7，用于增加连接盘1与桁架立杆5之间的摩擦力，提高支架体系的稳定性。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案九相同。
具体实施方案十一：所述桁架立杆5与连接盘1焊接，在调整相邻两组桁架式立杆组件的间距时，每组桁架式立杆组件上设置的连接盘1位置不变，即步距不变，调整伸缩水平杆4的长度和伸缩斜杆的铰接角度即可。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案九相同。
具体实施方案十二：相互铰接的伸缩斜杆8上设置有固定件，用于对铰接角度进行固定。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案九相同。
具体实施方案十三：还包括连接杆，所述连接件为管状结构，且内壁设置有螺纹，用于连接相邻两个桁架立杆5，起到纵向增加支架体系高度的作用。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案十、十一或十二相同。
具体实施方案十四：所述桁架立杆5一端内壁设置有螺纹，另一端外壁设置有螺纹，所述桁架立杆5一端与相邻桁架立杆5的另一端通过螺纹连接，用于纵向增加支架体系高度。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案十、十一或十二相同。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本发明领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
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