一种立体结构桁架及其焊接工艺制造技术

一种立体结构桁架及其焊接工艺，属于建筑材料及工程结构技术领域。提供一种立体结构桁架，通过竖杆与弦杆组成立体结构桁架的主结构，通过添加腹杆和斜杆，增加立体结构桁架的力学性能，该立体结构桁架通过结构优化，选择合理的结构，使得立体结构的桁架结构更加的稳固，使用效果更好，受力更加的均匀，更加有利于立体结构桁架的长期使用；立体结构桁架的焊接工艺，通过大量实验摸索的焊接工艺，使得桁架的焊接节点效果更好，对材料的影响最小，避免对立体结构桁架造成较大的形变，使得焊接节点的力学性能更优异。

【技术实现步骤摘要】
一种立体结构桁架及其焊接工艺
本专利技术涉及建筑材料及工程结构
，且特别涉及一种立体结构桁架及其焊接工艺。
技术介绍
空间桁架结构多采用直杆组成的三角形框架构成的一些几何确定性结构，空间结构上各杆件受力的多向性，进而充分利用材料的力学性能，使结构达到最优化。目前的空间桁架，在使用过程中，也存在变形以及焊接接头脱落或者断裂的问题。这些问题如果是空间桁架处于工作状态发生，容易产生安全问题，所以急需解决，开发更加安全可靠的空间桁架。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种立体结构桁架，该立体结构桁架通过结构优化，选择合理的结构，使得立体结构的桁架结构更加的稳固，使用效果更好，受力更加的均匀，更加有利于立体结构桁架的长期使用。本专利技术的另一目的在于提供一种立体结构桁架的焊接工艺，通过大量实验摸索的焊接工艺，使得桁架的焊接节点效果更好，对材料的影响最小，避免对立体结构桁架造成较大的形变，使得焊接节点的力学性能更优异。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种立体结构桁架，包括：至少一个桁架单元，桁架单元包括第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆，以及多根第一弦杆和多根第二弦杆，第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆均包括第一端和第二端，第一竖杆与第二竖杆的第一端、第一竖杆与第三竖杆的第一端以及第二竖杆与第三竖杆的第一端均通过第一弦杆相互连接，第一竖杆与第二竖杆的第二端、第一竖杆与第三竖杆的第二端以及第二竖杆与第三竖杆的第二端均通过第二弦杆相互连接。一种立体结构桁架的焊接工艺，采用冷弧焊的工艺方法在保护气的气氛中焊接立体桁架的节点。本专利技术实施例的有益效果是：提供一种立体结构桁架，通过竖杆与弦杆组成立体结构桁架的主结构，通过添加腹杆和斜杆，增加立体结构桁架的力学性能，该立体结构桁架通过结构优化，选择合理的结构，使得立体结构的桁架结构更加的稳固，使用效果更好，受力更加的均匀，更加有利于立体结构桁架的长期使用；立体结构桁架的焊接工艺，通过大量实验摸索的焊接工艺，使得桁架的焊接节点效果更好，对材料的影响最小，避免对立体结构桁架造成较大的形变，使得焊接节点的力学性能更优异。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例1提供的立体结构桁架的示意图；图2是本专利技术实施例1提供的桁架单元示意图；图3是本专利技术实验例1提供的节点处焊接接头示意图；图4是本专利技术实验例1提供的焊缝节点微观示意图；图5是本专利技术实验例1提供的焊缝微观结构的示意图；图6是本专利技术实验例2提供的力位移曲线示意图。图标：100-立体结构桁架；101-桁架单元；110-竖杆；111-第一竖杆；111a-第一端；111b-第二端；111c-第一连接点；111d-第四连接点；111e-第七连接点；112-第二竖杆；112a-第二连接点；112b-第五连接点；112c-第八连接点；113-第三竖杆；113a-第三连接点；113b-第六连接点；113c-第九连接点；120-弦杆；121-第一弦杆；122-第二弦杆；130-支撑杆；131-腹杆；132-第一斜杆；133-第二斜杆。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种立体结构桁架及其焊接工艺进行具体说明。桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。一种立体结构桁架，包括：至少一个桁架单元，桁架单元包括第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆，以及多根第一弦杆和多根第二弦杆，第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆均包括第一端和第二端，第一竖杆与第二竖杆的第一端、第一竖杆与第三竖杆的第一端以及第二竖杆与第三竖杆的第一端均通过第一弦杆相互连接，第一竖杆与第二竖杆的第二端、第一竖杆与第三竖杆的第二端以及第二竖杆与第三竖杆的第二端均通过第二弦杆相互连接。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一竖杆与第二竖杆的中部、第一竖杆与第三竖杆的中部以及第二竖杆与第三竖杆的中部均设置有腹杆，第一竖杆与第二竖杆的中部、第一竖杆与第三竖杆的中部以及第二竖杆与第三竖杆的中部通过腹杆连接。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，还包括多个第一斜杆；第一弦杆和第一竖杆的连接点为第一连接点，第二竖杆与第一弦杆的连接点为第二连接点，第三竖杆与第一弦杆的连接点为第三连接点；第一弦杆和腹杆的连接点为第四连接点，第二竖杆和腹杆的连接点为第五连接点，第三竖杆和腹杆的连接点为第六连接点；第一连接点与第五连接点之间、第二连接点与第六连接点之间和第三连接点与第四连接点之间均设置有第一斜杆并通过第一斜杆连接。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，包括多个第二斜杆，第一竖杆和第二弦杆的连接点为第七连接点，第二竖杆和第二弦杆的连接点为第八连接点，第三竖杆和第二弦杆的连接点为第九连接点；第四连接点与第九连接点之间、第五连接点与第七连接点之间以及第六连接点与第八连接点之间均设置有第二斜杆并通过第二斜杆连接。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，第一竖杆与第一斜杆的夹角为40-50度。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，两个第一弦杆或第二弦杆的夹角为60度。一种立体结构桁架的焊接工艺，采用冷弧焊的工艺方法在保护气的气氛中焊接立体结构桁架的节点。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，冷弧焊的脉冲电流强度为20-29A。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，脉冲电流的脉冲时间为15-30ms。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，保护气的流量为7-14L/min。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1参见图1和图2参见图1，本实施例提供一种立体结构桁架100，立体结构桁架100多个桁架单元101构成。本实施例中桁架单元101设置成两个，当然也可以是其他的数目，可以根据实际的需要自行调整桁架单元101的个数。参见图2，桁架单元101包括竖杆110、弦杆120和支撑杆130。竖杆110包括第一竖杆111、第二竖杆112和第三竖杆113；弦杆120包括第一弦杆121和第二弦杆122；支撑杆130包括腹杆131、第一斜杆132和第二斜杆133。第一竖杆111、第二竖杆112和第三竖杆113平行布置，均包括第一端111a和第二端111b；第一竖杆111、第二竖杆112和第三竖杆113的第一端111a通过第一弦杆121相互连接；第一竖杆111、第二竖杆112和第三竖杆113的第二端111b通过第二弦杆122相互连接。第一竖杆111与第一弦杆121的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体结构桁架，其特征在于，包括：至少一个桁架单元，所述桁架单元包括第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆，以及多根第一弦杆和多根第二弦杆，所述第一竖杆、所述第二竖杆和所述第三竖杆均包括第一端和第二端，所述第一竖杆与所述第二竖杆的所述第一端、所述第一竖杆与所述第三竖杆的所述第一端以及所述第二竖杆与所述第三竖杆的所述第一端均通过所述第一弦杆相互连接，所述第一竖杆与所述第二竖杆的所述第二端、所述第一竖杆与所述第三竖杆的所述第二端以及所述第二竖杆与所述第三竖杆的所述第二端均通过所述第二弦杆相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种立体结构桁架，其特征在于，包括：至少一个桁架单元，所述桁架单元包括第一竖杆、第二竖杆和第三竖杆，以及多根第一弦杆和多根第二弦杆，所述第一竖杆、所述第二竖杆和所述第三竖杆均包括第一端和第二端，所述第一竖杆与所述第二竖杆的所述第一端、所述第一竖杆与所述第三竖杆的所述第一端以及所述第二竖杆与所述第三竖杆的所述第一端均通过所述第一弦杆相互连接，所述第一竖杆与所述第二竖杆的所述第二端、所述第一竖杆与所述第三竖杆的所述第二端以及所述第二竖杆与所述第三竖杆的所述第二端均通过所述第二弦杆相互连接。2.根据权利要求1所述的立体结构桁架，其特征在于，所述第一竖杆与所述第二竖杆的中部、所述第一竖杆与所述第三竖杆的中部以及所述第二竖杆与所述第三竖杆的中部均设置有腹杆，所述第一竖杆与所述第二竖杆的中部、所述第一竖杆与所述第三竖杆的中部以及所述第二竖杆与所述第三竖杆的中部通过所述腹杆连接。3.根据权利要求2所述的立体结构桁架，其特征在于，还包括多个第一斜杆；所述第一弦杆和所述第一竖杆的连接点为第一连接点，所述第二竖杆和所述第一弦杆的连接点为第二连接点，所述第三竖杆和所述第一弦杆的连接点为第三连接点；所述第一弦杆和所述腹杆的连接点为第四连接点，所述第二竖杆和所述腹杆的连接点为第五连接点，所述第三竖杆和所述腹杆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，曹小琳，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42