一种大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构的制作方法

本实用新型涉及大型屋架技术领域，具体涉及一种大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构。

背景技术：

随着国内经济不断发展，天桥、连廊、大型展馆不断涌现，造型各异的大跨度屋架层出不穷；结构形式的选取及结构设计是否得当直接决定了建筑结构的成本、刚度和稳定性，也关系到其承载的行人的安全度和舒适性。以往的鱼腹式桁架，造型较为单一，桁架中部较为笨重，同时形成大跨度屋架时，用钢量较大，不经济。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构，其结构与现有鱼腹式桁架结构相近，但造型相反，并在共用主桁架的基础上，通过上下弦连系杆将次桁架交叉连接，使各主、次桁架形成完整的一体。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构，其特征在于：

包括定位格构柱、拱形主桁架、造型主桁架、加强造型次桁架、轻型造型次桁架、悬挑主桁架以及设于桁架之间的桁架连杆；

所述定位格构柱共四根，竖向设置且排布呈矩形；

所述拱形主桁架共两根，分别纵向设于两个定位格构柱之间，两端部分别与定位格构柱焊接固定；

所述造型主桁架共两根，分别横向设于两个定位格构柱之间，两端部分别与定位格构柱焊接固定；

所述定位格构柱、拱形主桁架和造型主桁架围合形成矩形骨架；

所述悬挑主桁架共四根，分别对应拱形主桁架的端部设于定位格构柱的外侧，与拱形主桁架共轴设置，其内侧端部与定位格构柱焊接固定；

加强造型次桁架有若干根，横向均匀设于两个造型主桁架之间，端部分别与拱形主桁架焊接固定；

所述轻型造型次桁架有若干根，设于加强造型次桁架形成的次桁架片区两端两个悬挑主桁架之间，与加强造型次桁架平行设置，端部分别与悬挑主桁架焊接固定；

所述桁架连杆包括对加强造型次桁架进行连接加强的上下弦连接水平杆和上下弦连接加强斜杆，以及设于整个桁架中心、将所有加强造型次桁架与轻型造型次桁架连接为一体的主弦杆纵向连系杆，以及对悬挑主桁架进行加强的端部通长封杆、通长转换加强杆和悬挑加强斜杆。

作为本实用新型的优选技术方案，所述上下弦连接水平杆水平设于相邻两个加强造型次桁架的两根上弦杆或两根下弦杆之间，所述上下弦连接加强斜杆设于相邻两个加强造型次桁架的一根上弦杆和一根下弦杆之间；所述主弦杆纵向连系杆两端为贯通所有轻型造型次桁架的连续部分，中间为间断部分，由若干分体杆组成，所述分体杆设于相邻两加强造型次桁架之间；所述端部通长封杆和通长转换加强杆平行设于悬挑主桁架的尾端，为横向通长设置，将两个悬挑主桁架连接为一体并实现与横向相邻组合桁架结构的连接；所述悬挑加强斜杆设于通长转换加强杆与定位格构柱之间，其中间与经过的轻型造型次桁架进行固定连接。

进一步的，所述定位格构柱由五根钢管组合而成，整体呈矩形，包括位于中间的主立柱和位于四个角部的角立柱；在定位格构柱的顶部和底部位置，所述主立柱与角立柱之间、相邻角立柱之间分别设置有水平横杆；在定位格构柱的中间位置，所述主立柱与角立柱之间设置有水平缀杆；所述主立柱的中间位置与角立柱的顶部和底部之间还分别设置有斜向缀杆进行进一步加强。

进一步的，所述拱形主桁架为双排架，包括平行设置的两根上弦直杆和两根下弦拱形杆，同侧上弦直杆和拱形下弦杆之间设置有第一直腹杆和第一斜腹杆，两根上弦直杆之间设上弦水平连接杆，两根下弦拱形杆之间设下弦水平连接杆；所述上弦直杆和下弦拱形杆均由多段短杆拼接而成。

进一步的，所述造型主桁架为双排架，包括平行设置的两根上弦组合杆，所述上弦组合杆的中间低两边高，两根上弦组合杆之间通过水平连系杆拉结固定，中间位置设置水平加强杆进行加强；所述上弦组合杆的底部设置四根下弦杆，分别与两根上弦组合杆形成K字形架；同侧上弦组合杆与下弦杆之间设第二直腹杆和第二斜腹杆；并行设置的两根下弦杆之间通过水平连系杆拉结固定；还设置斜向加强杆，其一端固定在上弦组合杆上，另一端固定在下弦杆之间水平连系杆的中间位置。

进一步的，所述悬挑主桁架为双排架，包括并行设置的两根悬挑上弦杆和两根悬挑下弦杆，两者一端对应固定形成三角架，固定位置设悬挑转换支托；同侧悬挑上弦杆和悬挑下弦杆之间设置有悬挑直腹杆和悬挑斜腹杆，两根悬挑上弦杆之间设上弦连系杆，两根悬挑下弦杆之间设下弦连系杆；所述悬挑上弦杆向悬挑转换支托一侧延伸形成悬挑延伸弦杆。

进一步的，所述端部通长封杆横向垂直设于悬挑延伸弦杆的尾端，所述通长转换加强杆横向设于悬挑转换支托位置。

进一步的，所述轻型造型次桁架为K形单片桁架，包括上弦杆和第一组合下弦杆，所述上弦杆中间断开成为两段，供主弦杆纵向连系杆通过并与其进行固结；所述上弦杆和第一组合下弦杆之间设有第三直腹杆和第三斜腹杆。

更进一步的，所述加强造型次桁架为K形单片桁架，包括箱型上弦杆和第二组合下弦杆，所述主弦杆纵向连系杆的分体杆两端焊接在相邻两个箱型上弦杆的中间位置；所述箱型上弦杆和第二组合下弦杆之间设有第四直腹杆和第四斜腹杆。

本实用新型桁架结构为异形大跨度桁架，可以多个并联形成两端厚重，中间轻薄的大面积屋面，其结构复杂，结构较中间大两端小的鱼腹式桁架更为稳固；同时，根据次桁架两端三角桁架及中间单弦杆的大小、长短，控制整榀桁架凹鱼腹造型；每榀桁架间共用主桁架且连系杆交叉连接，使整个屋架形成一个受力合理造型美观的整体；

具体的，与现有技术相比，本实用新型通过以下四个主要技术，使桁架在保证造型的同时保证受力状态：

1）定位格构柱为管立柱式，通过圆管水平杆及缀杆将中间主立杆与四角次立杆及次立杆之间相连，形成格构式立柱，保证了桁架的刚性；

2）下弦为拱式主桁架，以下弦杆为拱形，加强了主桁架受力能力；

3）次桁架为单片桁架，由单根弦杆连接两端单片近三角桁架，且每榀桁架根据次桁架两端三角桁架及中间单弦杆的大小长短，控制整榀桁架的造型；

4）主次桁架合理布局，形成整体桁架，强度有保证。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1为本实用新型涉及的大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型涉及的拱形主桁架的结构示意图；

图3为本实用新型涉及的定位格构柱的结构示意图；

图4为本实用新型涉及的造型主桁架的结构示意图；

图5为本实用新型涉及的悬挑主桁架的结构示意图；

图6为本实用新型涉及的加强造型次桁架的结构示意图；

图7为本实用新型涉及的轻型造型次桁架的结构示意图。

附图标记：1-桁架连杆、11-上下弦连接水平杆、12-主弦杆纵向连系杆、13-端部通长封杆、14-通长转换加强杆、15-悬挑加强斜杆、16-上下弦连接加强斜杆、2-轻型造型次桁架、21-上弦杆、22-第一组合下弦杆、23-第三直腹杆、24-第三斜腹杆、3-定位格构柱、31-主立柱、32-角立柱、33-水平横杆、34-水平缀杆、35-斜向缀杆、4-拱形主桁架、41-拱形下弦杆、42-上弦直杆、43-第一直腹杆、44-上弦水平连接杆、45-下弦水平连接杆、46-第一斜腹杆、5-造型主桁架、51-上弦组合杆、52-下弦杆、53-水平加强杆、54-水平连系杆、55-第二直腹杆、56-斜向加强杆、57-第二斜腹杆、6-悬挑主桁架、61-悬挑上弦杆、62-悬挑下弦杆、63-下弦连系杆、64-上弦连系杆、65-悬挑直腹杆、66-悬挑斜腹杆、67-悬挑转换支托、68-悬挑延伸弦杆、7-加强造型次桁架、71-箱型上弦杆、72-第二组合下弦杆、73-第四直腹杆、74-第四斜腹杆。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本实用新型的一种大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构的实施例。

在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图1，一种大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构，其特征在于：包括定位格构柱3、拱形主桁架4、造型主桁架5、加强造型次桁架7、轻型造型次桁架2、悬挑主桁架6以及设于桁架之间的桁架连杆1；定位格构柱3共四根，竖向设置且排布呈矩形；拱形主桁架4共两根，分别纵向设于两个定位格构柱3之间，两端部分别与定位格构柱3焊接固定；造型主桁架5共两根，分别横向设于两个定位格构柱3之间，两端部分别与定位格构柱3焊接固定；定位格构柱3、拱形主桁架4和造型主桁架5围合形成矩形骨架；悬挑主桁架6共四根，分别对应拱形主桁架4的端部设于定位格构柱3的外侧，与拱形主桁架4共轴设置，其内侧端部与定位格构柱3焊接固定；加强造型次桁架7有若干根，横向均匀设于两个造型主桁架5之间，端部分别与拱形主桁架4焊接固定；轻型造型次桁架2有若干根，设于加强造型次桁架7形成的次桁架片区两端两个悬挑主桁架6之间，与加强造型次桁架7平行设置，端部分别与悬挑主桁架6焊接固定；桁架连杆1包括对加强造型次桁架7进行连接加强的上下弦连接水平杆11和上下弦连接加强斜杆16，以及设于整个桁架中心、将所有加强造型次桁架7与轻型造型次桁架2连接为一体的主弦杆纵向连系杆12，以及对悬挑主桁架6进行加强的端部通长封杆13、通长转换加强杆14和悬挑加强斜杆15。

上下弦连接水平杆11水平设于相邻两个加强造型次桁架7的两根上弦杆或两根下弦杆之间，上下弦连接加强斜杆16设于相邻两个加强造型次桁架7的一根上弦杆和一根下弦杆之间；主弦杆纵向连系杆12两端为贯通所有轻型造型次桁架2的连续部分，中间为间断部分，由若干分体杆组成，分体杆设于相邻两加强造型次桁架7之间；端部通长封杆13和通长转换加强杆14平行设于悬挑主桁架6的尾端，为横向通长设置，将两个悬挑主桁架6连接为一体并实现与横向相邻组合桁架结构的连接；悬挑加强斜杆15设于通长转换加强杆14与定位格构柱3之间，其中间与经过的轻型造型次桁架2进行固定连接。

如图2，拱形主桁架4为双排架，包括平行设置的两根上弦直杆42和两根下弦拱形杆41，同侧上弦直杆42和拱形下弦杆41之间设置有第一直腹杆43和第一斜腹杆46，两根上弦直杆42之间设上弦水平连接杆44，两根下弦拱形杆41之间设下弦水平连接杆45。上弦直杆42和下弦拱形杆41均由多段短杆拼接而成。

如图3，定位格构柱3由五根钢管组合而成，整体呈矩形，包括位于中间的主立柱31和位于四个角部的角立柱32；在定位格构柱3的顶部和底部位置，主立柱31与角立柱32之间、相邻角立柱32之间分别设置有水平横杆33；在定位格构柱3的中间位置，主立柱31与角立柱32之间设置有水平缀杆34；主立柱31的中间位置与角立柱32的顶部和底部之间还分别设置有斜向缀杆35进行进一步加强。

如图4，造型主桁架5为双排架，包括平行设置的两根上弦组合杆51，上弦组合杆51的中间低两边高，两根上弦组合杆51之间通过水平连系杆54拉结固定，中间位置设置水平加强杆53进行加强；上弦组合杆51的底部设置四根下弦杆52，分别与两根上弦组合杆51形成K字形架；同侧上弦组合杆51与下弦杆52之间设第二直腹杆55和第二斜腹杆57；并行设置的两根下弦杆52之间通过水平连系杆54拉结固定；还设置斜向加强杆56，其一端固定在上弦组合杆51上，另一端固定在下弦杆52之间水平连系杆54的中间位置。

如图5，悬挑主桁架6为双排架，包括并行设置的两根悬挑上弦杆61和两根悬挑下弦杆62，两者一端对应固定形成三角架，固定位置设悬挑转换支托67；同侧悬挑上弦杆61和悬挑下弦杆62之间设置有悬挑直腹杆65和悬挑斜腹杆66，两根悬挑上弦杆61之间设上弦连系杆64，两根悬挑下弦杆62之间设下弦连系杆63；悬挑上弦杆61向悬挑转换支托67一侧延伸形成悬挑延伸弦杆68。端部通长封杆13横向垂直设于悬挑延伸弦杆68的尾端，通长转换加强杆14横向设于悬挑转换支托67位置。

如图6，所述加强造型次桁架7为K形单片桁架，包括箱型上弦杆71和第二组合下弦杆72，所述主弦杆纵向连系杆12的分体杆两端焊接在相邻两个箱型上弦杆71的中间位置；所述箱型上弦杆71和第二组合下弦杆72之间设有第四直腹杆73和第四斜腹杆74。

如图7，轻型造型次桁架2为K形单片桁架，包括上弦杆21和第一组合下弦杆22，上弦杆21中间断开成为两段，供主弦杆纵向连系杆12通过并与其进行固结；上弦杆21和第一组合下弦杆22之间设有第三直腹杆23和第三斜腹杆24。

上述大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构的安装方法包括如下步骤：

步骤一、准备工作：进行材料准备并测量定位；

步骤二、安装定位格构柱3：

（1）将主立柱31上胎定位；

（2）从下向上依次拼装水平缀杆34和斜向缀杆35并与主立柱31焊接；

（3）依次对称安装角立柱32并依次对称与水平缀杆34和斜向缀杆35焊接；

（4）安装水平横杆33并与角立柱32焊接；

步骤三、安装造型主桁架5，并与定位格构柱3进行焊接：

（1）上弦组合杆51拼装上胎并定位；

（2）依次拼装第二直腹杆55、下弦杆52并焊接；

（3）拼装第二斜腹杆57并焊接，同时焊接上弦组合杆51与下弦杆52；

（4）依次拼装水平加强杆53、水平连系杆54并焊接；

（5）拼装斜向加强杆56并焊接；

步骤四、安装拱形主桁架4，并与定位格构柱3进行焊接：

（1）拱形下弦杆41上胎定位；

（2）第一直腹杆43依次上胎定位；

（3）上弦杆42上胎定位并从中间到两端依次焊接第一直腹杆43与拱形下弦杆41及上弦杆42接口；

（4）拼装第一斜腹杆46并与拱形下弦杆41及上弦杆42焊接；

（5）拼装上弦连系杆44及下弦连系杆45并焊接；

步骤五、同时安装加强造型次桁架7和主弦杆纵向连系杆12的中间间断部分的分体杆：

（1）首先进行箱型上弦杆71上胎定位，两端分别与拱形主桁架4焊接固定；

（2）第四直腹杆73上胎拼装固定，第二组合下弦杆72上胎拼装，其中箱型上弦杆71、第二组合下弦杆22和第四直腹杆23之间分别焊接；

（3）最后第四斜腹杆74拼装并焊接，分体杆两端分别焊接在相邻两个箱型上弦杆71的中间位置；

步骤六、安装悬挑主桁架6：

（1）进行悬挑上弦杆61拼装上胎并定位；

（2）拼装悬挑斜腹杆65和悬挑下弦杆62并焊接；

（3）拼装悬挑斜腹杆66并焊接，同时焊接悬挑上弦杆61与悬挑下弦杆62；

（4）依次拼装下弦连系杆63和上弦连系杆64并焊接；

（5）拼装悬挑转换支托67、悬挑延伸弦杆68，同时安装端部通长封杆13、和通长转换加强杆14同时安装，并焊接；

步骤七、安装轻型造型次桁架2和主弦杆纵向连系杆12两端的连续部分：

（1）主弦杆纵向连系杆12与轻型造型次桁架2、轻型造型次桁架2与悬挑主桁架6分别焊接；

（2）首先进行上弦杆21上胎定位并与主弦杆纵向连系杆12焊接固定；

（3）第三直腹杆23上胎拼装固定；

（4）第一组合下弦杆22上胎拼装，其中上弦杆21、第一组合下弦杆22和第三直腹杆23之间分别焊接；

（5）第三斜腹杆24拼装并焊接；

步骤八、安装剩余桁架连杆1：包括在轻型造型次桁架2之间安装上下弦连接水平杆11，以及在悬挑主桁架6与定位格构柱3之间安装悬挑加强斜杆15；

步骤九、整体质检，至此，大跨度下凹鱼腹式组合加强桁架结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。