反拱坡屋面结构的制作方法

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种反拱坡屋面结构。


背景技术：

2.传统的仿古坡屋面作为一种传统文化元素，在现代建筑工程中得到大量应用。但是此类仿古坡屋面采用钢筋混凝土结构自身重力大，支模困难，且工序繁琐。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种反拱坡屋面结构，以解决现有的仿古坡屋面采用钢筋混凝土结构形式，存在自身重量大且施工繁琐的问题。
5.为实现上述目的，提供一种反拱坡屋面结构，包括：
6.支承架，包括多根高柱和多根矮柱，多根所述高柱和多根所述矮柱分别成排设置，且高柱排与矮柱排同向设置，多根所述高柱的上部连接有上横梁，多根所述矮柱的上部连接有下横梁；
7.倾斜设置的反拱屋面板，所述反拱屋面板的上侧安装于所述高柱排的顶端，所述反拱屋面板的下侧安装于所述矮柱排的顶端；
8.沿所述反拱屋面板的长度方向设置的多榀格栅架，所述格栅架包括第一杆件、第二杆件、上加固杆和下加固杆，所述第一杆件和所述第二杆件设置于所述反拱屋面板与所述上横梁、所述下横梁之间且沿所述反拱屋面板的宽度方向倾斜设置，所述第一杆件的中部通过水平枢轴枢接于所述第二杆件的中部，所述第一杆件的上部的下方呈角度连接有上顶杆，所述上顶杆的一侧枢接于所述第二杆件的上部，所述上加固杆的中部枢接于所述上顶杆的另一侧，所述上加固杆的上部枢接于所述第一杆件的上端，所述上加固杆的下部、所述第二杆件的上部与所述上顶杆之间形成上卡口，所述上横梁嵌设于所述上卡口中，所述第二杆件的下部的下方呈角度连接有下顶杆，所述下顶杆的一侧枢接于所述第一杆件的下部，所述下加固杆的中部枢接于所述下顶杆的另一侧，所述下加固杆的下部枢接于所述第二杆件的下部，所述下加固杆的上部、所述第一杆件的下部与所述下顶杆之间形成下卡口，所述下横梁嵌设于所述下卡口中，所述上加固杆的上部、所述第一杆件的上部、所述第二杆件的下部以及所述下加固杆的下部形成一反拱支承面，所述反拱屋面板的内侧通过连接组件连接于多榀所述格栅架的反拱支承面。
9.进一步的，所述上加固杆的上部通过第一转轴枢接于所述第一杆件的上部。
10.进一步的，所述第一转轴连接于所述第一杆件，所述上加固杆的上部开设有多个第一轴孔，多个所述第一轴孔沿所述上加固杆的长度方向间隔设置，所述第一转轴可转动地插设于一所述第一轴孔中。
11.进一步的，所述下加固杆的下部通过第二转轴枢接于所述第二杆件的下部。
12.进一步的，所述第二转轴连接于所述第二杆件，所述下加固杆的下部开设有多个第二轴孔，多个所述第二轴孔沿所述下加固杆的长度方向间隔设置，所述第二转轴可转动地插设于一所述第二轴孔中。
13.进一步的，所述连接组件包括：
14.上耳板，连接于所述反拱屋面板的内侧，所述上耳板开设有竖向设置的弧形孔；
15.贴合于所述上耳板的下耳板，连接于所述格栅架，所述下耳板开设有沿所述反攻屋面板的倾斜方向设置的条形孔，所述条形孔对准于所述弧形孔；以及
16.拉结杆，穿设于所述条形孔和所述弧形孔中，所述拉结杆的两端分别连接有锁定件，所述拉结杆的两端的锁定件分别压抵于所述上耳板的外侧和所述下耳板的外侧。
17.进一步的，所述拉结杆为螺杆，所述锁定件为螺母，所述螺杆的两端的螺母分别压抵于所述上耳板的外侧和所述下耳板的外侧。
18.进一步的，所述格栅架为仿木铝格栅架。
19.本发明的有益效果在于，本发明的反拱坡屋面结构的格栅架采用多根直线型杆件组合拼装得到，通过直线型杆件的排列形成曲面的整体造型，自重轻，结构受力合理；另外一方面，本发明的格栅架的直线型构件更易于加工制造，方便运输，且现场施工组装误差易于控制，施工精度可控，施工速度快，工期短。
附图说明
20.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
21.图1为本发明实施例的反拱坡屋面结构的结构示意图。
22.图2为本发明实施例的单跨反拱坡屋面结构的结构示意图。
23.图3为本发明实施例的反拱屋面板的外侧示意图。
24.图4为本发明实施例的反拱屋面板的内侧示意图。
25.图5为本发明实施例的多榀格栅架的俯视图。
26.图6为本发明实施例的单榀格栅架结构的俯视图。
27.图7为本发明实施例的连接组件的结构示意图。
28.图8为本发明实施例的连接组件的主视图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
31.参照图1至图8所示，本发明提供了一种反拱坡屋面结构，包括：支承架、反拱屋面板2和多榀格栅架3。
32.在本实施例中，支承架包括多根高柱11、多根矮柱12、上横梁13和下横梁14。其中，高柱和矮柱可以是竖设于主体结构的顶部，可以是竖设于地面。支承件和多榀格栅架用于
共同支承反拱屋面板。
33.具体的，多根高柱11和多根矮柱12分别成排设置。高柱排与矮柱排同向设置。多根高柱11的上部连接有上横梁13。多根矮柱12的上部连接有下横梁14。
34.反拱屋面板2倾斜设置。反拱屋面板2的上侧安装于高柱11排的顶端，反拱屋面板2的下侧安装于矮柱12排的顶端；
35.如图1所示为多跨反拱屋面板的结构形式，图3所示为单跨反拱屋面板的结构形式。其中，图3为了清楚的显示反拱屋面板的下方的矮柱和高柱的位置，故未显示反拱屋面板的板材，仅显示的反攻屋面板的骨架。
36.多榀格栅架3沿反拱屋面板2的长度方向设置，每一榀格栅架沿反拱屋面板的宽度方向设置。具体的，参阅图2、图5和图6，格栅架3包括第一杆件31、第二杆件32、上加固杆33和下加固杆34。
37.其中，第一杆件31和第二杆件32设置于反拱屋面板2与上横梁13、下横梁14之间，且第一杆件31和第二杆件32分别沿反拱屋面板2的宽度方向倾斜设置。第一杆件31的中部通过水平枢轴35枢接于第二杆件32的中部。第一杆件31的上部的下方呈角度连接有上顶杆311。上顶杆位于第一杆件的正下方，上顶杆与第一杆件位于同一个竖直平面内。上顶杆具有相对的两邻接侧，每一邻接侧面向相邻的一榀格栅架。上顶杆311的一侧(即一邻接侧)枢接于第二杆件32的上部。上加固杆33的中部枢接于上顶杆311的另一侧(即另一邻接侧)。上加固杆33的上部枢接于第一杆件31的上端。
38.上加固杆33的下部、第二杆件32的上部与上顶杆311之间形成上卡口。上横梁13嵌设于上卡口中。
39.第二杆件32的下部的下方呈角度连接有下顶杆321。下顶杆321的一侧枢接于第一杆件31的下部。下加固杆34的中部枢接于下顶杆321的另一侧。下加固杆34的下部枢接于第二杆件32的下部。
40.下加固杆34的上部、第一杆件31的下部与下顶杆321之间形成下卡口。下横梁14嵌设于下卡口中。
41.上加固杆33的上部、第一杆件31的上部、第二杆件32的下部以及下加固杆34的下部形成一反拱支承面。反拱屋面板2的内侧通过连接组件连接于多榀格栅架3的反拱支承面。
42.参阅图1至图4，反拱屋面板直接安装于矮柱的顶端和高柱的顶端，另一方面，反拱屋面板通过多榀格栅架安装于矮柱排的横梁和高柱排高柱排的横梁上。
43.本发明的多榀格栅架采用反拱形结构受力支撑反拱形屋面板。在本实施例中，格栅架3为仿木铝格栅架3。格栅架的第一杆件31、第二杆件32、上加固杆33、下加固杆34、上顶杆和下顶杆分别直线型杆件。
44.拱形结构受力合理，但是翻转后的反拱形结构受力不利，为了解决杆件自重作用下带来的受力不利，采用轻质铝材(如仿木铝)替代传统的木结构，并对结构形式优化，增设了两排结构支撑并卡接在横梁上以优化受力，并在面外增加上下加固杆，保持反拱屋面板的面外的整体性。
45.本发明的反拱坡屋面结构的多榀格栅架，其杆件错搭，承重体系独立分片，相互支撑。每一榀格栅架实则为三铰拱体系，有利于减小杆件次弯矩，增大轴力，符合拱形结构受
力特点。
46.本发明的反拱坡屋面结构的格栅架采用多根直线型杆件组合拼装得到，通过直线型杆件的排列形成曲面的整体造型。相比于直接采用曲线型支撑构件，本发明的格栅架的直线型构件更易于加工制造，方便运输，且现场施工组装误差易于控制，施工精度可控。
47.本发明的反拱坡屋面结构的格栅架，与实腹式反拱支架或梁相比，在相同受力条件下，通过多根直线型杆件组合形成的格构式格栅架具有用料更省、造价更低的优势。同时，格构式格栅架的面外刚度通过增设的上下加固杆保证，使得格栅架的整体回转半径大，侧向稳定性强。
48.本发明的反拱坡屋面结构的格栅架的杆件枢接连接，杆件之间保留活动空间，易于地震能量释放。
49.本发明的反拱坡屋面结构的格栅架可通过调整各组件长度、夹角等，实现不同方向、不同曲率、不同支柱间距和不同挑檐需求的屋面构造。如图1所示，通过架设多组格栅架，也可实现屋面的两跨或多跨的延伸应用。
50.本发明的反拱坡屋面结构采用格栅架，可在不额外提高施工难度的情况下，实现具有负高斯曲率的坡屋面造型。与传统坡屋面相比，负曲率坡屋面造型轻盈美观，与古建筑中常用的屋面挑檐形式相近，蕴含丰富的传统文化元素。
51.作为一种较佳的实施方式，上加固杆33的上部通过第一转轴枢接于第一杆件31的上部。第一转轴连接于第一杆件31，上加固杆33的上部开设有多个第一轴孔，多个第一轴孔沿上加固杆33的长度方向间隔设置，第一转轴可转动地插设于一第一轴孔中。
52.在安装本发明的反拱坡屋面结构的过程中，通过调整第一转轴插设于上加固杆中的第一轴孔的位置，进而使得上加固杆的倾斜角度得到调整，实现具有负高斯曲率的坡屋面造型。
53.同样的，下加固杆34的下部通过第二转轴36枢接于第二杆件32的下部。第二转轴36连接于第二杆件32，下加固杆34的下部开设有多个第二轴孔，多个第二轴孔沿下加固杆34的长度方向间隔设置，第二转轴36可转动地插设于一第二轴孔中。
54.在安装本发明的反拱坡屋面结构的过程中，通过调整第二转轴插设于下加固杆中的第一轴孔的位置，进而使得下加固杆的倾斜角度得到调整。
55.作为一种较佳的实施方式，参阅图7和图8，连接组件包括：上耳板21、下耳板38和拉结杆。
56.其中，上耳板21连接于反拱屋面板2的内侧。上耳板21开设有竖向设置的弧形孔。下耳板38连接于格栅架3。下耳板38贴合于上耳板21。下耳板38开设有沿反攻屋面板的倾斜方向设置的条形孔。条形孔对准于弧形孔。拉结杆穿设于条形孔和弧形孔中。拉结杆的两端分别连接有锁定件。拉结杆的两端的锁定件分别压抵于上耳板21的外侧和下耳板38的外侧。
57.在本实施例中，拉结杆为螺杆。锁定件为螺母。螺杆的两端的螺母分别压抵于上耳板21的外侧和下耳板38的外侧。
58.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行
任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。