钢屋架的制作方法

本实用新型属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种钢屋架。

背景技术：

钢屋架，即钢结构屋架，是由具有空间结构的钢桁架制作而成，钢桁架结构在用作屋架时，为抵消自身重力及所承受的屋顶的载荷作用，通常需要在钢桁架制造时预先进行起拱，而且，钢桁架起拱工艺的好坏直接影响整个钢桁架的质量，因此，起拱是制作钢桁架的关键步骤。目前，为用作屋架的钢桁架结构进行起拱的方法主要是，在平台上竖立胎板定位钢桁架，用千斤顶对钢桁架的下弦梁的中心部位进行顶升，但是，这种方法浪费人力、物力，且根据屋架的起拱值各不相同，需要对胎板进行修改，造成不必要的浪费，不利于提高工作效率。

中国专利CN2043645U公布了一种无撑可调多功能梁模装置，由钢桁架、宽度调节座、宽度调节架、支座和起拱调节固定架组成，各部件用螺栓联接，适用于各种梁的长度、宽度、起拱高度，对标高尺寸亦可以调整，适用于各类建筑企业用于现场浇筑梁的梁模装置。但是该实用新型的无撑可调多功能梁模装置只适用于现浇混凝土梁的钢模板，并不能应用于钢屋架结构。

因此，设计出一种利用自身结构特点能够快速起拱成型的钢屋架结构，对于本领域技术人员来说是非常必要的。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中的钢屋架结构起拱费时费力的技术问题，提出一种能够利用自身结构特点快速起拱成型的钢屋架，节省人力、物力，并能够提高制作钢屋架的工作效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种钢屋架，包括沿横向设置的可微变形的下弦组件，位于下弦组件上方的可微变形的上弦组件，以及倾斜连接于下弦组件与上弦组件之间的斜撑组件，斜撑组件包括依次首尾交替连接的第一斜撑组件和第二斜撑组件，第一斜撑组件上下两端分别与上弦组件和下弦组件的连接部位之间的直线长度为第一常态长度，第二斜撑组件上下两端分别与上弦组件和下弦组件连接部位之间的直线长度为第二常态长度，第一斜撑组件的长度小于第一常态长度，第二斜撑组件的长度大于第二常态长度。

作为优选，进一步包括竖直连接于下弦组件与上弦组件之间且均匀分布的多个直撑组件，直撑组件与斜撑组件依次间隔设置。

作为优选，进一步包括竖直连接于下弦组件与上弦组件横向两侧端部的端梁组件。

作为优选，下弦组件和上弦组件分别与端梁组件、斜撑组件及直撑组件的连接处固定设置有连劲板组件。

作为优选，直撑组件及斜撑组件分别与连劲板组件螺栓连接。

作为优选，第一常态长度为第一斜撑组件上下两端分别与连劲板组件螺栓连接处的螺栓安装孔之间的直线长度，第二常态长度为第二斜撑组件上下两端分别与连劲板组件螺栓连接处的螺栓安装孔之间的直线长度。

作为优选，直撑组件的长度沿横向中心位置分别向左右两侧方向同步依次减小。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型的钢屋架结构，通过将第一斜撑组件的长度设置为小于第一斜撑组件上下两端分别与上弦组件和下弦组件的连接部位之间的直线长度，并且将第二斜撑组件的长度设置为大于第二斜撑组件上下两端分别与上弦组件和下弦组件连接部位之间的直线长度，从而在预制钢屋架的过程中，分别通过第一斜撑组件的拉力和第二斜撑组件的支撑力使下弦组件和上线组件自行起拱，根据不同钢屋架的跨度及起拱高度等要求，计算出为达到自行起拱目的所需的斜撑组件的具体长度，进而满足不同钢屋架的起拱高度要求，节省人力、物力，并能够提高制作钢屋架的工作效率。

2、本实用新型的钢屋架结构，通过在下弦组件和上弦组件分别与端梁组件、斜撑组件及直撑组件的连接处固定设置有连劲板组件，使直撑组件分别与上弦组件和下弦组件螺栓连接，斜撑组件分别与与上弦组件和下弦组件螺栓连接，便于通过斜撑组件和直撑组件的拉力或者支撑力将下弦组件拉升或者将上弦组件顶升，有助于本实用新型钢屋架结构自行起拱工作的顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型钢屋架起拱前设计结构的正视图；

图2为本实用新型钢屋架起拱前与起拱后的对比示意图；

图3为图2中A处局部放大图。

以上各图中：1、下弦组件；2、上弦组件；3、斜撑组件；31、第一斜撑组件；32、第二斜撑组件；4、直撑组件；5、端梁组件；6、连劲板组件。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，以图1所示的钢屋架的长度方向为横向；术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1，图1为本实用新型钢屋架起拱前设计结构的正视图。如图1所示，本实用新型的钢屋架，为角钢材料，可在预制过程中自行起拱，包括沿横向设置的可微变形的下弦组件1，位于下弦组件1上方的可微变形的上弦组件2，以及倾斜连接于于下弦组件1与上弦组件2之间的斜撑组件3，斜撑组件3包括依次首尾交替连接的第一斜撑组件31和第二斜撑组件32，起拱前的设计结构中，第一斜撑组件31上下两端分别与上弦组件2和下弦组件1的连接部位之间的直线长度为第一常态长度，第二斜撑组件32上下两端分别与上弦组件2和下弦组件1连接部位之间的直线长度为第二常态长度，其特征在于：第一斜撑组件31的长度小于第一常态长度，第二斜撑组件32的长度大于第二常态长度。

需要说明的是，现有技术中的钢屋架，第一斜撑组件31的长度与起拱前的设计结构中的第一常态长度相等，第二斜撑组件32的长度与起拱前的设计结构中的第二常态长度相等，在钢屋架整体结构预制完成后，利用千斤顶的顶升作用将下弦组件向上顶起，再通过直撑组件4和斜撑组件3将顶升压力传递至上弦组件，进而完成整个钢屋架的起拱工作。

参见图3，图3为本实用新型钢屋架起拱前与起拱后的对比示意图中的局部放大图。如图3所示，钢屋架起拱前的设计结构中，第一常态长度为m，钢屋架起拱后的实体结构中，第一斜撑组件31的长度为M，M＜m；钢屋架起拱前的设计结构中，第二常态长度为n，钢屋架起拱后的实体结构中，第二斜撑组件32的长度为N，N＞n。

参见图2，图2为本实用新型钢屋架起拱前与起拱后的对比示意图。如图2所示，本实用新型的钢屋架结构，通过将第一斜撑组件31的长度设置为小于起拱前的设计结构中的第一常态长度，第二斜撑组件32的长度大于起拱前的设计结构中的第二常态长度，从而在预制钢屋架的过程中，通过第一斜撑组件31的拉力使下弦组件1向上起拱，通过第二斜撑组件32的支撑力使上弦组件2向上起拱，根据不同钢屋架的跨度及起拱高度等要求，计算出为达到自行起拱目的所需的每个斜撑组件3对应的具体长度，进而满足不同钢屋架的起拱高度要求。

继续参见图1，如图1所示，钢屋架进一步包括竖直连接于下弦组件1与上弦组件2之间且均匀分布的多个直撑组件4，直撑组件4将下弦组件1与上弦组件2连接成为整体，有助于提高钢屋架整体结构的刚性和力学稳定性；直撑组件4与斜撑组件3依次间隔设置，斜撑组件3进一步地将下弦组件1、上弦组件2、及直撑组件4连接成为整体，进一步提高了钢屋架整体结构的刚性和力学稳定性。

继续参见图1，如图1所示，钢屋架进一步包括竖直连接于下弦组件1与上弦组件2横向两侧端部的端梁组件5，端梁组件5将下弦组件1、上弦组件2、斜撑组件3及直撑组件4连接成为整体。下弦组件1和上弦组件2分别与端梁组件5、斜撑组件3及直撑组件4的连接处固定设置有连劲板组件6。下弦组件1与端梁组件5通过连劲板焊接固定，上弦组件2与端梁组件5通过连劲板焊接固定。

进一步地，直撑组件4分别与下弦组件1和上弦组件2通过连劲板组件6进行螺栓连接；斜撑组件3分别与下弦组件1和上弦组件2通过连劲板组件6进行螺栓连接。连劲板组件6、直撑组件4及斜撑组件3的相应连接位置均设置有螺纹孔，螺纹孔中设置有连接螺栓，便于通过斜撑组件3和直撑组件4的拉力或者支撑力将下弦组件1拉升或者将上弦组件2顶升，有助于本实用新型钢屋架结构自行起拱工作的顺利进行。

本实施例中定义钢屋架中心线横向左侧的部分为左半部分，以钢屋架左半部分为例对斜撑组件3的长度设计过程进行说明，如下：

直撑组件4包括连接于下弦组件1横向中间部位与上弦组件2横向中间部位的第一直撑，以及在第一直撑与端梁组件5之间依次均匀排布的第二直撑、第三直撑和第四直撑；第一斜撑组件31包括连接于第一直撑上端与第二直撑下端的第一斜撑，以及连接于第三直撑上端与第四直撑下端的第三斜撑；第二斜撑组件32包括连接于第二直撑下端与第三直撑上端的第二斜撑，以及连接于第四直撑下端与端梁组件5上端的第四斜撑。

为了能将下弦组件1及上线组件12按照预设要求进行自行起拱，提前设计出每个斜撑组件3对应的具体长度，具体如下：

第四斜撑的长度小于第四直撑下端连劲板组件6的螺纹孔与端梁组件5上端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，第三斜撑的长度大于第三直撑上端连劲板组件6的螺纹孔与第四直撑下端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，第二斜撑的长度小于第二直撑下端连劲板组件6的螺纹孔与第三直撑上端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，第一斜撑的长度大于第一直撑上端连劲板组件6的螺纹孔与第二直撑下端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度。

为了使本实用新型的钢屋架适用于顶面有坡度的房屋结构，直撑组件4的长度沿钢屋架横向中心位置分别向左右两侧方向依次减小，就钢屋架左半部分而言，第一直撑、第二直撑、第三直撑、第四直撑和端梁组件5的长度依次减小；钢屋架右半部分的直撑组件4的长度变化与左半部分关于第一直撑呈轴对称设置。

优选地，为了进一步保证钢屋架自行起拱的效果，在进行钢屋架预制时，需要分别从钢屋架的横向左右两端依次连接斜撑组件3。

为了更加清楚地描述本实用新型的钢屋架的结构，下面通过对本实用新型的钢屋架的预制步骤进行说明。

S1：计算钢屋架整体需要起拱的高度值，进一步计算出起拱后每个斜撑组件3的具体长度值，并制作满足长度要求的斜撑组件3；

S2：组装下弦组件1，检验合格后进行焊接；

S3：组装上弦组件2，检验合格后进行焊接；

S4：分别将端梁组件3与下弦组件1及上弦组件2通过连劲板组件6焊接固定.

S5：按照以下步骤S1’-S8’自横向左右两端向中间位置的方向同步依次安装左半部分和右半部分的斜撑组件3和直撑组件4，以钢屋架左半部分为例进行说明，如下：

S1’:将端梁组件5上端连接处的连劲板组件6和第四斜撑的上端进行螺栓连接，然后将第四直撑下端连接处的连劲板组件6和第四斜撑的下端进行螺栓连接，因第四斜撑的长度小于第四直撑下端连劲板组件6的螺纹孔与端梁组件5上端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，通过拉力将下弦组件1向上拉升；

S2’将第四直撑下端连接处的连劲板组件6和第四直撑下端进行螺栓连接，然后将第四直撑上端连接处的连劲板组件6和第四直撑的上端进行螺栓连接，因第四直撑长度为起拱前的长度值，通过第四直撑的支撑力将上弦组件2进行顶升；

S3’将第四直撑下端连接处的连劲板组件6和第三斜撑的下端进行螺栓连接，然后将第三直撑上端连接处的连劲板组件6和第三斜撑的上端进行螺栓连接，因第三斜撑的长度大于第三直撑上端连劲板组件6的螺纹孔与第四直撑下端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，通过支撑力将上弦组件2向上顶升；

S4’将第三直撑的上端连劲板组件6和第三直撑的上端进行螺栓连接，然后将第三直撑的下端连劲板组件6和第三直撑的下端进行螺栓连接，第三直撑长度为起拱前的长度值，通过第三直撑的支撑力将下弦组件1进行拉升；

S5’：将第三直撑的上端连劲板组件6和第二斜撑的上端进行螺栓连接，然后将第二直撑下端的连劲板组件6和第二斜撑的下端进行螺栓连接，因第二斜撑的长度小于第二直撑下端连劲板组件6的螺纹孔与第三直撑上端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，通过拉力将下弦组件1向上拉升；

S6’:将第二直撑下端的上端连劲板组件6和第二直撑的下端进行螺栓连接，然后将第二直撑上端的连劲板组件6和第二直撑的上端进行螺栓连接，因第二直撑142长度为起拱前的长度值，通过第二直撑的支撑力将上弦组件2进行顶升；

S7’:将第二直撑下端的连劲板组件6和第一斜撑的下端进行螺栓连接，然后将第一直撑上端的连劲板组件6和第一斜撑的上端进行螺栓连接，因第一斜撑的长度大于第一直撑上端连劲板组件6的螺纹孔与第二直撑下端连劲板组件6的螺纹孔之间的直线长度，通过第一斜撑的支撑力将上弦组件2进行顶升；

S8’：将第一直撑上端的连劲板组件6和第一直撑的上端进行螺栓连接，然后将第一直撑下端的连劲板组件6和第一直撑的下端进行螺栓连接，因第一直撑长度为起拱前的长度值，通过第一直撑的拉力将下弦组件1进行拉升；

S6：钢屋架左半部分和右半部分的直撑组件4和斜撑组件3安装完成后，对钢屋架整体进行验证，验证合格后即完成对本实用新型的钢屋架的预制及起拱工作。