一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種新型格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)柱，特別涉及一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]柱是建筑物中豎直方向布置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要作用是承托其上方物件的重量，是建筑物中最重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。按照所用材料的不同，石柱、磚柱、砌塊柱、木柱、鋼柱、鋼筋混凝土柱、鋼管混凝土柱和各種組合柱都在工程中得到廣泛應用。
[0003]在各類廣告牌、塔樓、大型電子屏等結(jié)構(gòu)的承重柱中，鋼結(jié)構(gòu)柱由于材料性能好，工程預制和現(xiàn)場安裝速度快而得到最廣泛的應用。鋼結(jié)構(gòu)柱有實腹式和格構(gòu)式之分，由于細長柱通常由穩(wěn)定起控制作用，因此通常都采用格構(gòu)柱。
[0004]目前工程上應用的鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱通常是由型鋼或鋼管作為分肢，并增加綴板或綴條連接而成的桿系結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)的自重輕，風的通透性好，但也存在一些缺點，如現(xiàn)場焊接施工工作量大，質(zhì)量不易保證，不利于拆卸和維修，建筑效果單調(diào)缺乏創(chuàng)意等缺陷。
[0005]本發(fā)明提出了一種外形為螺旋形的新型格構(gòu)式柱，可完全實現(xiàn)現(xiàn)場螺栓連接，構(gòu)件尺寸更小，運輸安裝容易，建筑外形也更加美觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種避免現(xiàn)場焊接施工，減少運輸和安裝成本，更有利于維修和拆卸的格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，它包括弦桿和腹桿，所述的三個弦桿首尾相連組成平面正三角形結(jié)構(gòu)形成三個節(jié)點，所述的三個節(jié)點用螺栓球節(jié)點連接，所述的三個節(jié)點上連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)格，所述的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)包括兩根弦桿和一根腹桿，所述的三個節(jié)點利用螺栓球節(jié)點分別連接兩根弦桿和一根腹桿，所述的兩根弦桿和一根腹桿的另一端用螺栓球節(jié)點固定在一起，所述的兩根弦桿和與兩根弦桿另一端共同連接的一根弦桿形成三個新節(jié)點，所述的三個新節(jié)點繼續(xù)連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)。
[0008]所述的弦桿和螺栓球節(jié)點鉸接連接。
[0009]所述的腹桿和螺栓球節(jié)點鉸接連接。
[0010]所述的網(wǎng)格為正四面體網(wǎng)格。
[0011 ] 所述的弦桿和腹桿長度相同。
[0012]所述的格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)呈螺旋形。
[0013]本實用新型的有益效果:本實用新型中的所有節(jié)點均為螺栓球鉸接節(jié)點，現(xiàn)場施工容易，速度快，精度高；結(jié)構(gòu)中單個桿件的長度較小，所有的桿件長度均相同，便于生產(chǎn)和運輸；結(jié)構(gòu)的外形呈現(xiàn)螺旋形，建筑效果優(yōu)美；結(jié)構(gòu)受力性能好，總用鋼量低，腹桿與弦桿形成的正四面體是最基本的幾何不變體系，因此結(jié)構(gòu)中的桿件布置合理高效，結(jié)構(gòu)體系受力性能好，結(jié)構(gòu)總造價成本低，總的本實用新型具有造價成本低、受力性能好、加快施工速度、便于維護的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型中的一個平面正三角形。
[0015]圖2是在圖1基礎(chǔ)上增加三個桿件固定一個新節(jié)點，虛線表示新增加的桿件，形成一個正四面體。
[0016]圖3是在圖2基礎(chǔ)上再增加三個桿件固定一個新節(jié)點，形成擴展體系。
[0017]圖4是在圖3基礎(chǔ)上增加三個桿件固定一個新節(jié)點，繼續(xù)擴展。
[0018]圖5是在圖4基礎(chǔ)上增加三個桿件固定一個新節(jié)點，繼續(xù)擴展。
[0019]圖6是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、弦桿2、腹桿。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0022]實施例1
[0023]如圖1-6所示，一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，它包括弦桿I和腹桿2，所述的三個弦桿I首尾相連組成平面正三角形結(jié)構(gòu)形成三個節(jié)點，所述的三個節(jié)點用螺栓球節(jié)點連接，所述的三個節(jié)點上連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)格，所述的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)包括兩根弦桿I和一根腹桿2，所述的三個節(jié)點利用螺栓球節(jié)點分別連接兩根弦桿I和一根腹桿2，所述的兩根弦桿I和一根腹桿2的另一端用螺栓球節(jié)點固定在一起，所述的兩根弦桿I和與兩根弦桿I另一端共同連接的一根弦桿I形成三個新節(jié)點，所述的三個新節(jié)點繼續(xù)連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)。
[0024]本實用新型在使用時:先建立圖1所示的平面正三角形，其中三根弦桿的長度根據(jù)所建設(shè)的結(jié)構(gòu)尺寸要求確定，鋼管構(gòu)件的截面尺寸根據(jù)受力狀態(tài)計算確定。然后，如圖2所示，在圖1所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上伸出兩根弦桿和一根腹桿(圖中用虛線表示)，這三根桿件用螺栓球結(jié)點連接。由于空間正四面體是最基本的無多余約束的空間幾何不變體系，因此新形成的結(jié)構(gòu)仍然是無多余約束的幾何不變體系。再后，在圖2結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)伸出兩根弦桿和一根腹桿，這三根桿件仍然用螺栓球結(jié)點連接，如圖3所示。再后，按照相同的規(guī)律，在圖3結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)伸出兩根弦桿和一根腹桿，這三根桿件用螺栓球結(jié)點連接，如圖4所示。再后，在圖4結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)伸出兩根弦桿和一根腹桿，這三根桿件用螺栓球結(jié)點連接，如圖5所示。經(jīng)過多次重復操作，可形成圖6所示的格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)。總的本實用新型具有造價成本低、受力性能好、加快施工速度、便于維護的優(yōu)點。
[0025]實施例2
[0026]如圖1-6所示，一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，它包括弦桿I和腹桿2，所述的三個弦桿I首尾相連組成平面正三角形結(jié)構(gòu)形成三個節(jié)點，所述的三個節(jié)點用螺栓球節(jié)點連接，所述的三個節(jié)點上連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)格，所述的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)包括兩根弦桿I和一根腹桿2，所述的三個節(jié)點利用螺栓球節(jié)點分別連接兩根弦桿I和一根腹桿2，所述的兩根弦桿I和一根腹桿2的另一端用螺栓球節(jié)點固定在一起，所述的兩根弦桿I和與兩根弦桿I另一端共同連接的一根弦桿I形成三個新節(jié)點，所述的三個新節(jié)點繼續(xù)連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)。
[0027]所述的弦桿I和螺栓球節(jié)點鉸接連接。
[0028]所述的腹桿2和螺栓球節(jié)點鉸接連接。
[0029]所述的網(wǎng)格為正四面體網(wǎng)格。
[0030]所述的弦桿I和腹桿2長度相同。
[0031]所述的格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)呈螺旋形。
[0032]本實用新型在使用時:先建立圖1所示的平面正三角形，其中三根弦桿的長度根據(jù)所建設(shè)的結(jié)構(gòu)尺寸要求確定，鋼管構(gòu)件的截面尺寸根據(jù)受力狀態(tài)計算確定。然后，如圖2所示，在圖1所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上伸出兩根弦桿和一根腹桿(圖中用虛線表示)，這三根桿件用螺栓球結(jié)點連接。由于空間正四面體是最基本的無多余約束的空間幾何不變體系，因此新形成的結(jié)構(gòu)仍然是無多余約束的幾何不變體系。再后，在圖2結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)伸出兩根弦桿和一根腹桿，這三根桿件仍然用螺栓球結(jié)點連接，如圖3所示。再后，按照相同的規(guī)律，在圖3結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)伸出兩根弦桿和一根腹桿，這三根桿件用螺栓球結(jié)點連接，如圖4所示。再后，在圖4結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)伸出兩根弦桿和一根腹桿，這三根桿件用螺栓球結(jié)點連接，如圖5所示。經(jīng)過多次重復操作，可形成圖6所示的格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)。若繼續(xù)重復操作，可增加格構(gòu)柱的高度。圖6所示的格構(gòu)柱可以看成是以基本正四面體單元為基礎(chǔ)，不斷向外伸出三根桿件并用螺栓球結(jié)點連接，拓展形成有多個網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)，其中拓展的規(guī)律是沿著正四面體的左上和右上對稱面交叉不斷向上擴展，形成螺旋狀的擴展外形，總的本實用新型具有造價成本低、受力性能好、加快施工速度、便于維護的優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1.一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，它包括弦桿和腹桿，其特征在于:所述的三個弦桿首尾相連組成平面正三角形結(jié)構(gòu)形成三個節(jié)點，所述的三個節(jié)點用螺栓球節(jié)點連接，所述的三個節(jié)點上連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)格，所述的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)包括兩根弦桿和一根腹桿，所述的三個節(jié)點利用螺栓球節(jié)點分別連接兩根弦桿和一根腹桿，所述的兩根弦桿和一根腹桿的另一端用螺栓球節(jié)點固定在一起，所述的兩根弦桿和與兩根弦桿另一端共同連接的一根弦桿形成三個新節(jié)點，所述的三個新節(jié)點繼續(xù)連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的弦桿和螺栓球節(jié)點鉸接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的腹桿和螺栓球節(jié)點鉸接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的網(wǎng)格為正四面體網(wǎng)格。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的弦桿和腹桿長度相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)呈螺旋形。
【專利摘要】本實用新型涉及一種格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，它包括弦桿和腹桿，所述的三個弦桿首尾相連組成平面正三角形結(jié)構(gòu)形成三個節(jié)點，所述的三個節(jié)點用螺栓球節(jié)點連接，所述的三個節(jié)點上連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)格，所述的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)包括兩根弦桿和一根腹桿，所述的三個節(jié)點利用螺栓球節(jié)點分別連接兩根弦桿和一根腹桿，所述的兩根弦桿和一根腹桿的另一端用螺栓球節(jié)點固定在一起，所述的兩根弦桿和與兩根弦桿另一端共同連接的一根弦桿形成三個新節(jié)點，所述的三個新節(jié)點繼續(xù)連接格構(gòu)式結(jié)構(gòu)形成格構(gòu)式螺旋形柱結(jié)構(gòu)，總的本實用新型具有造價成本低、受力性能好、加快施工速度、便于維護的優(yōu)點。
【IPC分類】E04C3-30, E04C3-32
【公開號】CN204435675
【申請?zhí)枴緾N201520086547
【發(fā)明人】孫建設(shè), 趙海斌, 陳利華, 彭繼寬, 楊世友, 胡愛云, 李東森, 杜文風
【申請人】開封安利達金屬工程有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年2月9日