一种具有稳定预应力的结构单元体制造技术

一种具有稳定预应力的结构单元体包括上下弦杆和腹杆，腹杆的两端分别与上下弦杆固连，节点由上或下弦杆和两腹杆构成，至少部分节点处具有预应力的铰包括节点板、两个单支和加压心块，还包括腹杆节点板；一单支与节点的上弦杆或下弦杆通过节点板固连，另一单支与腹杆通过节点板固连，两单支间留有外端较宽向内逐渐变窄的开口；加压心块挤压在开口中，使得固连单支的腹杆和上或下弦杆产生预应力；还包括预应力的保持结构；腹杆节点板与另一腹杆端部固连，腹杆节点板穿过加压心块和两个单支上形成的缝隙与节点板固连，腹杆中心线与另一腹杆和上弦杆或下弦杆中心线的交点交汇。本实用新型专利技术提供的结构单元体提高承载能力并节约材料。

A structural unit with stable prestress

【技术实现步骤摘要】
一种具有稳定预应力的结构单元体
本技术属于建筑工程领域，提供一种具有稳定预应力的结构单元体。技术背景现有技术中的桁架式结构单元体，使其具有预应力的很少，而能够做到结构简单、制作方便而预应力效果好的方案更是没有。在实际应用中，随着大空间甚至超大空间建筑的设计越来越多，具有稳定预应力效果的结构单元体以及由其组装桁架、网架或网壳以及门式刚架结构，以实现其预应力效果，而组成大空间及超大空间结构及维护结构的需求需要新的设计来满足。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术的问题，提供一种具有稳定预应力的结构单元体。本技术的目的是这样实现的：一种具有稳定预应力的结构单元体，用于运输和组装结构物，其功能的实现是通过本结构单元体节点处“铰”施加预应力，其特征在于：所述结构单元体包括上弦杆、下弦杆和腹杆，每根所述腹杆的两端分别与所述上弦杆和下弦杆固连，所述节点由所述上弦杆或所述下弦杆和两根所述腹杆构成，在至少部分所述节点处构成的具有预应力的“铰”是：包括节点板、两个单支和加压心块，在具有铰的所述节点处还包括腹杆节点板；两个所述单支，其中一个所述单支与构成所述节点的所述上弦杆或所述下弦杆通过所述节点板固连，另一个所述单支与一根所述腹杆也通过所述节点板固连，所述腹杆为c系列腹杆，两个所述单支之间留有一开口，该开口的外端较宽，向内逐渐变窄；与所述上弦杆或所述下弦杆固连的；所述加压心块挤压在两个所述单支之间的所述开口中，使得固连所述单支的所述腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆产生预应力；还包括所述预应力的保持结构，以使得铰的预应力得到保持；所述腹杆节点板与另一根所述腹杆的端部固连，所述腹杆为d系列腹杆，该腹杆节点板穿过所述加压心块和两个单支上形成的缝隙与所述节点板固连，使得所述d系列腹杆的杆中心线与c系列腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆的中心线的交点交汇。优选地，两个所述单支均由成对的两个半单支组成，成对的两个所述半单支相对地设置在所述节点板的两侧面上，成对的两个所述半单支之间构成所述缝隙；所述加压心块也是由成对的两个半加压心块组成，在所述节点板同侧固定的两个所述半单支之间的开口上挤压设置一个所述半加压心块，两个所述半加压心块之间形成所述缝隙。优选地，所述预应力的保持结构是所述单支或所述半单支与所述节点板之间的固结结构；也可以替换为，是两个所述单支与加压心块之间或者所述半单支与所述半加压心块之间的固结结构。也可以是同时具有上述两种预应力的保持结构。优选地，所述单支与所述节点板的固结结构是焊接结构，每个所述单支与所述节点板之间有两个固连焊缝，其中一个焊缝为初始焊缝，在所述单支的端部，以使得单支与节点板初始连接，另一个焊缝为铰固结焊缝，在所述单支的侧边缘上，构成所述预应力的保持结构。对于由两个半单支组成的单支，优选地，每个所述半单支在所述节点板的相应侧面上有两个固连焊缝，其中一个焊缝在所述半单支的端部，以使得所述半单支与所述节点板的该侧面初始连接，另一个焊缝在所述半单支的侧边缘上，构成所述预应力的保持结构。所述加压心块的与两个所述单支接触的侧面为向内倾斜的斜面。对于由两个半加压心块组成的加压心块，优选地，所述半加压心块的与两个所述半单支接触的侧面为向内倾斜的斜面。本单元结构体还包括边立杆，该边立杆的两端分别与所述上弦杆和所述下弦杆相对的端头固连。优选地，所述开口的内端宽30mm，外端宽45mm。优选地，所述加压心块或半加压心块最窄端宽35mm，最宽端宽45mm，倾斜部分的高度为40mm。进一步地，所述结构单元体侧视可以是呈直线型，或是带有坡度的直线型，或是曲线型。优选地，所述腹杆节点板可以直接与所述节点板连接，也可以通过一连接板与所述节点板固连。所述铰可以是刚性铰，或者是半刚性铰，或者是柔性铰。所述结构单元体的截面可以为工字型。由所述结构单元体组合起来的组合体的截面为如下之一：正方形、矩形、梯形、三角形。由所述结构单元体组合起来的组合体可以为X-Y二维结构，也可以为X-Y-Z三维结构。所述结构单元体可以这样应用：以所述结构单元体组装具有预应力特征的大跨度的桁架。本结构单元体可以是一种桁架，而将几个桁架组成大跨度的桁架。以所述结构单元体组装具有预应力特征的网架结构。例如用两个桁架组成网架。以所述结构单元体组装具有预应力特征的网壳结构。例如用带有坡度的直线型或曲线型的本结构单元体就可以组成网壳结构。以所述结构单元体组装具有预应力特征的大型构筑物。用二维或三维结构、直线型或曲线型的本结构单元体就可以组成大型构筑物。以所述结构单元体同样可以组装具有预应力特征的维护结构物。还可以将可施加预应力的“铰”与门式刚架组合应用。上述结构单元体可以这样制作：按照设计要求加工前述的上弦杆、下弦杆、腹杆和腹杆节点板，腹杆包括c系列腹杆和d系列腹杆，另外，还加工构成所述铰的前述的单支、加压心块和节点板，将前述的上弦杆、下弦杆、c系列腹杆以及前述的节点板和两个单支连接起来；所述加压心块置于两个所述单支之间的开口上；用外力通过对所述加压心块施加压力使得前述的铰产生预紧力，并通过所述预应力的保持结构保持该预应力。该外力依靠（通过、借助、占有）铰的加压心块对铰施压是本方法的核心。具体地可以包括如下步骤：步骤1：按照设计要求加工上弦杆、下弦杆、腹杆、边立杆和腹杆节点板，另外，还加工构成所述铰的单支、加压心块和节点板；其中，所述单支为成对的两个半单支，；所述加压心块为成对的两个半加压心块，两个半加压心块相对的侧面通过钢筋连接而保持构成所述缝隙的间距；将d系列腹杆的端部固定在腹杆节点板上；步骤2：加工平台；在平台上设置上弦杆和下弦杆的外边界卡位支座；在平台上设置垫块；在平台上距离所述上弦与下弦杆设定距离处设置千斤顶支座，用于设置千斤顶而实施预张拉；步骤3：结构单元体的组装将所述上弦杆和所述下弦杆安放于卡位支座之内的平台垫块上；再将结构单元体两端的边立杆与上下弦杆焊接定位；在要施加预应力的各个节点位置上固连节点板，通过节点板固定安装c系列腹杆；在节点板上安装单支，成对的半单支固定在节点板的两个侧面上，半单支的端部与节点板焊接形成初始焊缝，相对的半单支之间留有外端较宽，向内逐渐变窄的开口；将连在一起的两个半加压心块分别插设在由四个半单支构成的两个开口中，通过在平台上的千斤顶支座上设置的千斤顶牵拉套设在两个半加压心块上的钢索，让加压心块挤进所述开口对铰施加预应力；对于四个半单支进行二次焊接，形成预应力的保持结构：铰固结焊缝；和/或，在半加压心块和其两侧的半单支之间进行焊接，形成预应力的保持结构。切断两个半加压心块之间连接的钢筋，使得相对的两对半单支和两个半加压心块之间的所述缝隙贯通；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有稳定预应力的结构单元体，用于运输和组装结构物，其功能的实现是通过本结构单元体节点处“铰”施加预应力，其特征在于：/n所述结构单元体包括上弦杆、下弦杆和腹杆，每根所述腹杆的两端分别与所述上弦杆和下弦杆固连，所述节点由所述上弦杆或所述下弦杆和两根所述腹杆构成，在至少部分所述节点处构成的具有预应力的铰是：包括节点板、两个单支和加压心块，在具有铰的所述节点处还包括腹杆节点板；/n两个所述单支，其中一个所述单支与构成所述节点的所述上弦杆或所述下弦杆通过所述节点板固连，另一个所述单支与一根所述腹杆也通过所述节点板固连，所述腹杆为c系列腹杆，两个所述单支之间留有一开口，该开口的外端较宽，向内逐渐变窄；所述加压心块挤压在两个所述单支之间的所述开口中，使得固连所述单支的所述腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆产生预应力；/n还包括所述预应力的保持结构，以使得铰的预应力得到保持；/n所述腹杆节点板与另一根所述腹杆的端部固连，所述腹杆为d系列腹杆，该腹杆节点板穿过所述加压心块和两个单支上形成的缝隙与所述节点板固连，使得所述d系列腹杆的杆中心线与c系列腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆的中心线的交点交汇。/n

【技术特征摘要】
20180313 CN 20181020285081.一种具有稳定预应力的结构单元体，用于运输和组装结构物，其功能的实现是通过本结构单元体节点处“铰”施加预应力，其特征在于：
所述结构单元体包括上弦杆、下弦杆和腹杆，每根所述腹杆的两端分别与所述上弦杆和下弦杆固连，所述节点由所述上弦杆或所述下弦杆和两根所述腹杆构成，在至少部分所述节点处构成的具有预应力的铰是：包括节点板、两个单支和加压心块，在具有铰的所述节点处还包括腹杆节点板；
两个所述单支，其中一个所述单支与构成所述节点的所述上弦杆或所述下弦杆通过所述节点板固连，另一个所述单支与一根所述腹杆也通过所述节点板固连，所述腹杆为c系列腹杆，两个所述单支之间留有一开口，该开口的外端较宽，向内逐渐变窄；所述加压心块挤压在两个所述单支之间的所述开口中，使得固连所述单支的所述腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆产生预应力；
还包括所述预应力的保持结构，以使得铰的预应力得到保持；
所述腹杆节点板与另一根所述腹杆的端部固连，所述腹杆为d系列腹杆，该腹杆节点板穿过所述加压心块和两个单支上形成的缝隙与所述节点板固连，使得所述d系列腹杆的杆中心线与c系列腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆的中心线的交点交汇。


2.根据权利要求1所述的结构单元体，其特征在于：两个所述单支均由成对的两个半单支组成，成对的两个所述半单支相对地设置在所述节点板的两侧面上，成对的两个所述半单支之间构成所述缝隙；
所述加压心块也是由成对的两个半加压心块组成，在所述节点板同侧固定的两个所述半单支之间的开口上挤压设置一个所述半加压心块，两个所述半加压心块之间形成所述缝隙。


3.根据权利要求1所述的结构单元体，其特征在于：所述预应力的保持结构是所述单支与所述节点板之间的固结结构；和/或，是所述单支与加压心块之间的固结结构；和/或，
所述腹杆节点板通过一连接板与所述节点板固连。


4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维奇，
申请(专利权)人：王维奇，
类型：新型
国别省市：北京;11