一种大跨度山形遮阴棚支撑立柱与脊线的连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种异形棚顶建筑的连接结构，属于建筑工程结构设计技术领域。


背景技术：

2.建筑物大跨度异形空间顶棚结构通常采用索网结构或者膜结构。现有的索网结构通常是由柔性或刚性索交叉连接形成网状结构。索网结构应用于异性结构建筑时形成的曲面一般为双曲马鞍面，造型形态受限。由于索网对支撑结构形成较强的作用力，要求下部支撑结构的截面较大，影响建筑外观效果。同时，索网结构张拉、找形等施工工艺复杂，技术要求高。并且存在维护成本较高、出现破损后维修较为困难的问题。因此，需要对已有的支撑结构与索网的连接方式进行改进，以实现更轻盈稳固的异形空间顶棚结构。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述问题，本实用新型提供大跨度山形遮阴棚支撑立柱与脊线的连接结构，在脊线和支撑立柱之间采用双向垂直连接扣件实现垂直双向可转动的连接，可释放脊线的双向弯矩，脊线对支撑立柱仅传递竖向及水平力，保证支撑立柱及脊线的安全稳固，并能实现脊线及索网的自然悬垂，满足建筑师对山体形态的自由创作。
4.为实现上述目的，本实用新型包括如下技术方案：
5.一种大跨度山形遮阴棚支撑立柱与脊线的连接结构，包括：支撑立柱1、脊线2和双向垂直连接扣件4；
6.双向垂直连接扣件包括扣件主体和销钉，该扣件主体为四棱柱形状，柱体两端各有一个纵向深槽分别作为第一连接部41和第二连接部42，两槽体相互垂直；柱体两端垂直于槽体分别设置通孔，分别为第一连接孔43和第二连接孔44；
7.支撑立柱1的顶部具有一个或多个与地面垂直的耳板5；耳板5插入双向垂直连接扣件4的第二连接部42，销钉穿过第二连接孔44和耳板，将两者可转动地连接；
8.脊线2两端分别设置连接插板21；连接插板21插入双向垂直连接扣件4的第一连接部41，销钉穿过第一连接孔43和连接插板21，将两者可转动地连接。
9.如上所述的连接结构，优选地，所述第一连接部41的深槽与第二连接孔44连通。
10.如上所述的连接结构，优选地，所述双向垂直连接扣件为低合金钢材料制成。
11.如上所述的连接结构，优选地，所述连接扣件主体外部尺寸为(105～125)cm
×
(55～65)cm
×
(25～30)cm；第二连接部42的深槽宽度为10～15cm，深度为40～50cm；第一连接部41的深槽宽度为10～15cm；第二连接孔44的内径为15.6～20.6cm，外径为25.5～35.5cm；第一连接孔43的直径为12.6～20.6cm。
12.如上所述的连接结构，优选地，所述耳板5为三角形钢板，钢板的一边焊接在支撑立柱1顶部，钢板的厚度为80～120mm，边长为120～190cm。
13.本实用新型的有益效果在于：
14.1.本实用新型的大跨度山形遮阴棚以支撑立柱为纵向支撑，与成三角形连接的脊线构成山体状的框架结构，索网在脊线围成的框架间自然悬垂模拟山体起伏的坡面，通过调节立柱高度和间距，可实现建筑师对山体形态的自由创作，形成一种新型山体造型顶棚结构。
15.2.支撑立柱与脊线的连接结构中采用双向垂直连接扣件实现可垂直双向转动的连接，脊线近似模拟悬链线形态。该结构保证脊线的双向弯矩完全释放，脊线对支撑立柱仅传递竖向及水平力，保证支撑立柱及脊线的稳固。使用功能上允许在荷载作用下产生较大变形，在风荷载及地震荷载作用下可产生不受约束的转动变形。同时该连接方式可降低索网对支撑结构的巨大作用力，因此可以采用较纤细的脊线和立柱，并允许结构有较大跨度，最大跨度达到60m。
附图说明
16.图1为实施例1的大跨度山形遮阴棚结构示意图。
17.图2为山体状框架结构示意图。
18.图3为山形遮阴棚单元结构示意图。
19.图4为双向垂直连接扣件结构示意图。
20.图5a为支撑立柱与脊线连接结构示意图。
21.图5b为图5a沿a-a剖视图。
22.图5c为图5a沿b-b剖视图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
24.实施例1大跨度山形遮阴棚支撑立柱与脊线的连接结构
25.支撑立柱与脊线连接结构如图5a-5c和图4所示，支撑立柱1顶部通过双向垂直连接扣件4与脊线2端部实现双向垂直可转动的连接。
26.双向垂直连接扣件的结构如图4所示，包括连接扣件主体和销钉45、46，主体为四棱柱形状。柱体两端各有一个纵向深槽分别为第一连接部41和第二连接部42，两槽体相互垂直。柱体两端垂直于槽体分别设置通孔，分别为第一连接孔43和第二连接孔44。第一连接部41的深槽与第二连接孔44连通。双向垂直连接扣件为q355c材料制成。在一种优选实施方式中，双向垂直连接扣件的外部尺寸为105cm
×
55cm
×
25cm。第一连接部41的深槽宽度为10cm。第二连接部42的深槽宽度为10cm，深度为40cm。第二连接孔44的内径为15.6cm，外径为25.5cm。第一连接孔43的直径为12.6cm。该双向垂直连接扣件承受最大应力处位于第一连接孔43，屈服力为8000kn。
27.支撑立柱1的顶部焊接一个或多个与地面垂直的耳板5，耳板5为三角形钢板，钢板的厚度为80～120mm，边长为120～190cm。耳板5的一角插入双向垂直连接扣件4的第二连接部42的深槽中，销钉46穿过第二连接孔44和耳板，将两者可转动地连接。脊线2两端分别固定连接插板21，连接插板21插入双向垂直连接扣件4的第一连接部41的深槽中，销钉45穿过第一连接孔43和连接插板21，将两者可转动地连接。
28.实施例2大跨度山形遮阴棚结构
29.大跨度山形遮阴棚结构如图1、图3所示，主要包括多个支撑立柱1、脊线2、索网3和双向垂直连接扣件4。支撑立柱1主体为钢支撑立柱，柱脚采用外包式刚性柱脚结构。支撑立柱1顶端通过脊线2相互连接，多个脊线承三角形相互连接与支撑立柱共同构成山体状框架结构，如图2所示。索网3边缘可拆卸地固定在脊线2上，网面自然下垂模拟山体起伏的坡面。
30.支撑立柱与脊线连接结构如实施例1所述。脊线与索网连接结构如图3所示。索网为单片式，索网3的形状与脊线2围出的三角形相符。索网3边缘与脊线2实现可拆卸的连接。
31.本实用新型中立柱与脊线之间采用的双向垂直连接扣件实现了可双向转动的连接，脊线近似模拟悬链线形态。该结构保证脊线的双向弯矩完全释放，脊线对支撑立柱仅传递竖向及水平力，保证支撑立柱及脊线的安全稳固。使用功能上允许在荷载作用下产生较大变形，在风荷载及地震荷载作用下可产生不受约束的转动变形。同时该连接方式可降低索网对支撑结构的巨大作用力，因此可以采用较纤细的脊线和立柱，并允许结构有较大跨度，
32.该结构支撑立柱1的长度为5～55m，直径为60～200cm。脊线2为弧形，材料为q355c，长度为6～60m，直径为20～40cm。通过调节立柱高度和脊线的长度，可实现建筑师对山体形态的自由创作。