一种悬索-桁架组合式钢结构屋架的制作方法

1.本实用新型涉及一种悬索-桁架组合式钢结构屋架，属于钢结构屋架技术领域。


背景技术：

2.目前国内应用最广泛的大跨度钢结构屋架主要采用门式刚架体系和桁架体系。门式刚架体系主要是以h型钢为代表。虽然h型钢可以满足设计要求，但是存在下述缺点：1)用钢量较大；2)加工成本高：加工工序复杂，至少要经过“下料
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拼接
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焊接
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矫正
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钻孔
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组装连接件
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除锈
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防腐、防锈”等工序，成本较高；3)运输成本高：h型钢体积大，重量重，相对运输费用较高；4)安装成本高：h型钢连接一般采用高强螺栓摩擦性连接，对接触面的质量要求较高，同时紧固要求采用专用扭矩扳手，分初拧、复拧、终凝三次进行，要求较高，安装复杂。
3.虽桁架体系用于大跨度钢结构屋架时，可以充分发挥节约材料的优势，且设计、制作、安装较为简单，但从屋架受力方面考虑，现有的桁架体系如若满足屋架受力要求，则需采用较大的钢架，导致最终用钢量较大，成本较高。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种悬索-桁架组合式钢结构屋架。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种悬索-桁架组合式钢结构屋架，所述钢结构屋架的截面整体呈三角形，且，所述钢结构屋架包括屋架上弦杆和屋架下弦杆，所述屋架上弦杆为钢结构的桁架，所述屋架下弦杆为钢结构的悬索。
7.一种实施方案，在所述屋架上弦杆的中心位置与屋架下弦杆的中心位置之间设有竖向支撑柱，并且，在屋架上弦杆与屋架下弦杆之间不设有斜向支撑柱。
8.一种实施方案，所述桁架的左右两端竖直设有钢柱，所述悬索的两端分别通过锚具锚固在对应位置处的钢柱上。
9.一种实施方案，所述桁架包括钢结构的桁架腹杆和设于桁架腹杆的上、下弦处的钢结构的桁架弦杆，所述桁架弦杆通过紧固件可拆卸的设于桁架腹杆的上、下弦处。
10.一种优选方案，所述桁架腹杆为方钢管、方矩管或圆钢管。
11.一种优选方案，所述桁架腹杆为垂直腹杆或斜腹杆。
12.一种优选方案，所述桁架弦杆的截面为开口对称且开口端为翼缘向两侧伸出的几字形。
13.相较于现有技术，本实用新型的有益技术效果在于：
14.本实用新型提供的悬索-桁架组合式钢结构屋架，通过以桁架为屋架上弦杆、以悬索为屋架下弦杆，在满足屋架受力的情况下，不仅可有效降低用钢量，而且加工、运输及安装成本较低，适用于大跨度钢结构屋架，具有极强的实用价值。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的一种悬索-桁架组合式钢结构屋架的结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例中所述的悬索与钢柱的安装结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例中所述的竖向支撑柱的安装结构示意图；
18.图4是本实用新型实施例中所述的桁架腹杆与桁架弦杆的连接结构示意图。
19.图中标号示意如下：1、屋架上弦杆；11、桁架腹杆；12、桁架弦杆；13、紧固件；2、屋架下弦杆；3、竖向支撑柱；4、钢柱；5、锚具。
具体实施方式
20.以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。
21.实施例
22.请参阅图1至图4所示，本实用新型提供的一种悬索-桁架组合式钢结构屋架，所述钢结构屋架的截面整体呈三角形，且，所述钢结构屋架包括屋架上弦杆1和屋架下弦杆2，所述屋架上弦杆1为钢结构的桁架，所述屋架下弦杆2为钢结构的悬索。
23.本实施例中，在所述屋架上弦杆1的中心位置与屋架下弦杆2的中心位置之间设有竖向支撑柱3，并且，在屋架上弦杆1与屋架下弦杆2之间不设有斜向支撑柱。所述的竖向支撑柱3对屋架上弦杆1和屋架下弦杆2起到支撑固定作用，加强了钢结构屋架整体的稳固性。传统的三角形的钢结构屋架，在屋架上弦杆1与屋架下弦杆2之间通常需要连接有多根竖向支撑柱(又名直杆)，并且在竖向支撑柱之间连接有斜向支撑柱(又名斜撑)，而本实用新型的钢结构屋架在屋架上弦杆1与屋架下弦杆2之间仅需设置一根竖向支撑柱3即可，从而可有效降低用钢量。
24.本实施例中，所述桁架1(即屋架上弦杆)的左右两端竖直设有钢柱4，所述悬索2(即屋架下弦杆)的两端分别通过锚具5锚固在对应位置处的钢柱4上，因而安装方便。
25.本实用新型中，所述的桁架1(即屋架上弦杆)采用目前通用的桁架体系即可，通常而言，所述桁架1包括钢结构的桁架腹杆11和设于桁架腹杆11的上、下弦处的钢结构的桁架弦杆12，所述桁架弦杆12通过紧固件13可拆卸的设于桁架腹杆11的上、下弦处。
26.本实施例中，所述桁架腹杆11可以为方钢管(即方形钢管)、方矩管(即矩形钢管)或圆钢管，优选为方钢管或方矩管。
27.本实施例中，所述桁架腹杆11可以为垂直腹杆或斜腹杆。
28.本实施例中，所述桁架弦杆12的截面为开口对称且开口端为翼缘向两侧伸出的几字形，即本实施例中的桁架弦杆12是几字型钢结构桁架弦杆，优选冷弯薄壁几字型钢结构桁架弦杆，相应的，桁架1为几字形钢结构桁架。传统的桁架体系采用的主要是方钢管、c型钢、或z型钢等。本实施例中，采用的几字型钢结构桁架弦杆，相较于同样截面积的方钢管，其弱轴抗弯刚度更大，截面力学性能更好；相较于c型钢、z型钢，由于其自身的对称性，力学性能稳定，同时作为开口型钢，能非常方便的与其他杆件通过螺栓等紧固件实现连接，不需要通过复杂的连接板对不同杆件进行连接，并且制作简单，无需复杂的下料、组装、焊接、矫正、除锈、防腐等工序，单根杆件较轻，不需要大型的调运设备，加工场地需求面积较小，实用性强。总体而言，采用几字形钢结构桁架可进一步降低钢结构屋架的用钢量、加工成本、运输成本、安装成本。
29.本实施例中，所述紧固件13为螺栓或自钻螺钉。
30.本实用新型提供的悬索-桁架组合式钢结构屋架，通过以桁架为屋架上弦杆1、以悬索为屋架下弦杆2，相较于传统的门式刚架体系而言，无需使用h型钢，不仅加工、运输及安装成本较低，且用钢量较低，具体为：传统的门式刚架体系，跨度21.5米、檐口高度9.4米的屋架，每平米用钢量达到20kg以上；而采用本实用新型所述的屋架，在相同条件下，每平米可节约用钢量6.5kg。
31.此外，本实用新型的钢结构屋架在桁架体系的基础上，将桁架1与悬索2相结合，其中，悬索2作为受拉构件，自身具有很好的承受拉力的作用，其与桁架1相结合后，桁架1仅需采用常规的钢架，即可使得形成的钢结构屋架可以很好地满足大跨度钢结构屋架的受力要求，可以承受多种荷载，例如：屋架在承受雪荷载时，依靠悬索2承受拉力较好的特点，利用桁架1和悬索2的组合承受竖向荷载产生的拉应力；屋架在承受风荷载时，依靠桁架1自身即可抵抗向上的力。
32.由此可见，本实用新型提供的悬索-桁架组合式钢结构屋架，在满足屋架受力的情况下，不仅可有效降低用钢量，而且加工、运输及安装成本较低，实用价值显著。
33.最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。