一种自消能自回位轻型桁架体系制造技术

一种自消能自回位轻型桁架体系，其包括由轻型钢构件经焊接或螺栓固结组成单榀静定桁架，单榀静定桁架密排形成多榀静定桁架体系，所述单榀静定桁架为多个轻型钢构件组成的三角形在同一平面内相邻设置形成的单榀桁架。本实用新型专利技术采用的轻型钢构件具有承载力强、自重轻、空间利用率大等优点，并具有可发生一定变形和复位的功能，用于本实用新型专利技术桁架体系中时，可以大大减轻桁架的自重，降低对基础的要求，使施工更加方便，并且可以使所述桁架体系具有吸能、减震、自恢复自回位的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种自消能自回位轻型桁架体系
本技术涉及建筑工程中的建筑结构领域，具体涉及一种自消能自回位轻型桁架体系。
技术介绍
传统桁架结构是以钢杆件为构件，格构化的一种梁式结构，是工程领域中最为常用的一种结构形式。传统桁架结构具有结构简单、形式多样、受力合理、空间适应性强、结构布置灵活等特点。但是采用实心的钢杆件在一定程度上增加了桁架的自重，耗钢而未能材尽其用。并且，研究及实际震害表明，地震冲击作用下，过大的位移及加速度响应会造成结构破坏，传统桁架结构不具备抗震效果，结构稳定性较差。近年来，新型桁架体系朝着轻量化方向快速发展，出现了用钢索和碳纤维杆件构造的刚柔结合的桁架结构，其优点是重量轻、结构性能优异、抗疲劳等，但在实际工程应用中也存在一些弊端，具体包括：由于钢索只能承拉，不能抗压，因此只能根据结构分析结果，将钢索布置在只承受拉应力而无压应力的部位，在应用上有一定的局限性；而且装配工艺复杂，装配工序繁冗；使用过程中，钢索容易出现松弛现象，造成预应力下降，进而影响结构的刚度和承载力。
技术实现思路
针对现有技术不足，本技术提供了一种由轻型钢构件组成的自消能自回位轻型桁架体系，以解决传统桁架自重大，耗钢而未能材尽其用的问题，并且在保证结构刚度和承载力的前提下，满足自恢复消能减震的要求。本技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种自消能自回位轻型桁架体系，其包括由轻型钢构件经焊接或螺栓固结组成单榀静定桁架，多个单榀静定桁架密排经铰接和固定连接形成多榀静定桁架体系，所述单榀静定桁架为多个轻型钢构件组成的三角形在同一平面内相邻设置形成的单榀桁架。进一步地，所述的轻型钢构件为组合钢管，组合钢管包括互相连接的圆形的外部钢管和设置于外部钢管内的内部钢管。进一步地，所述的内部钢管包括设置于外部钢管中心部位且互相之间采用铰接方式连接的四根中心钢管，中心钢管外围均匀设置有四根外围钢管，外围钢管与相邻的中心钢管刚接、与外部钢管焊接。与现有技术相比，本技术具备的优点为：1.本技术采用轻型钢构杆件在保证刚度和强度的基础上，减轻了自重，并具有可发生一定变形和复位的功能，用于所述桁架体系中时，使整体结构的自重大大减轻，降低了对基础的要求，在一定条件下降低对施工机械的要求、减轻作业强度，同时尚可提高作业效率；并且所述桁架体系由于减轻了自重，可适用于跨度更大的建筑结构；2.本技术的桁架结构体系在一定程度上提高了材料的空间利用率；3.本技术的桁架体系中各杆件仅受轴力且在重力荷载作用下不会出现拉压反号，能保证各杆件在结构发生大变形时，仍有清晰的受力关系；4.在地震时，由于组成桁架体系的的轻型钢构杆件中心四根钢管间的铰接可产生一定的变形（位移）吸收和耗散地震过程中产生的动能，具有吸能减震的优点。附图说明图1为本技术单榀静定桁架结构示意图；图2为本技术多榀静定桁架结构示意图；图3为轻型钢构件截面结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的说明。如图1、2所示的一种自消能自回位轻型桁架体系，其包括由轻型钢构件11经焊接或螺栓固结组成单榀静定桁架1，多个单榀静定桁架1密排形成多榀静定桁架体系2，所述单榀静定桁架1为多个轻型钢构件11组成的三角形13在同一平面内相邻设置形成的单榀桁架。所述轻型钢构件11端部经焊接或螺栓固结节点12连接组成三角形13，多个三角形13在同一平面内相邻设置形成平面长条状的单榀桁架；单榀静定桁架1的三角形定点处间隔设置刚接点14和铰接点15，刚接点14和铰接点15用于单榀静定桁架1之间的刚接和铰接形成多榀静定桁架体系2。进一步地，所述的轻型钢构件11为组合钢管，组合钢管包括互相连接的圆形的外部钢管111和设置于外部钢管111内的内部钢管。进一步地，所述的内部钢管包括设置于外部钢管111中心部位且互相之间采用铰接116方式连接的四根中心钢管113，中心钢管113外围均匀设置有四根外围钢管112，外围钢管112与相邻的中心钢管113刚接115、与外部钢管焊接114。进一步地，所述的中心钢管113的直径d2=108mm，外围钢管112的直径d1=120mm，并且直径为d1和d2的钢管刚接的延长线通过所连接两钢管的圆心。本技术采用了一种组合钢管式的轻型钢构件11作为桁架体系的杆件，配合焊接或螺栓固结节点12组成单榀静定桁架1，将多个单榀静定桁架1密排，组成本技术的结构体系。组合钢管式的轻型钢构杆11件在刚度不变甚至增强的情况下减小了自重，用于大型建筑中时可以大大减小建筑自重，并降低对基础的要求，方便施工，也在一定程度上提高了空间的利用率，节省材料消耗和成本。当受瞬时活荷载作用或地震荷载作用时，四根中心钢管113间的铰接116可产生一定的变形（位移），实现消能减震，当瞬时活荷载消失后，四根中心钢管113间依靠铰接功能恢复原位，从而实现自恢复消能减震的效果，与横截面直径相同的实心钢材相比，轻型钢构件的刚度和强度并没有降低。所述轻型钢构件具有承载力强、自重轻等优点，并具有可发生一定变形和复位的功能，用于本技术的桁架体系中时，可以大大减轻桁架的自重，降低对基础的要求，使施工更加方便，并且可以使桁架体系具有吸能、减震、自恢复自回位的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自消能自回位轻型桁架体系，其特征在于：包括由轻型钢构件经焊接或螺栓固结组成单榀静定桁架，多个单榀静定桁架密排经铰接和固定连接形成多榀静定桁架体系，所述单榀静定桁架为多个轻型钢构件组成的三角形在同一平面内相邻设置形成的单榀桁架。

【技术特征摘要】
1.一种自消能自回位轻型桁架体系，其特征在于：包括由轻型钢构件经焊接或螺栓固结组成单榀静定桁架，多个单榀静定桁架密排经铰接和固定连接形成多榀静定桁架体系，所述单榀静定桁架为多个轻型钢构件组成的三角形在同一平面内相邻设置形成的单榀桁架。2.根据权利要求1所述的一种自消能自回位轻型桁架体系，其特征在于：所述的轻型钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：华渊，王桠，宁未杰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32