[发明专利]一种脊形组合建筑结构

说明书

一种脊形组合建筑结构包括立柱、横梁、斜梁、房檐组合件、房脊组合件、三角拉、檩条、瓦片、篷布等。本发明将金属材料学、建筑力学、塑料工艺技术融为一体而创造的一种新型组合钢结构建筑，具有一下优点：结构牢固，使用安全；免焊接，安装快捷方便；可拆卸、重复使用；可更换位置，变固定资产为可移动资产；拆后占用空间小，便于储存、运输；适合标准化、产业化生产；跨度2‑7.5米、长度可延续加长。广泛用于临时或永久仓库、车库、帐篷、凉棚、日光温室、种养殖大棚等。

一、技术领域

本发明属于组合钢结构建筑。

二、背景技术

目前，脊形组合建筑结构仅在帐篷上应用，不足之处在于：钢材为圆管或正方形方管，因为横梁和斜梁主要承受重力，其强度比截面为矩形方管宽面垂直用低；组合件为金属焊接，因为焊接变形，如果采用横梁插孔贯通，则横梁穿过困难，横梁只能全部分段，安装效率低、牢固性差；组合件制做精度差、结合不紧密，牢固性差；立柱与横梁没有侧面在一个平面内，安装三角拉筋(简称三角拉)困难，不能充分使用三角拉、牢固性差；没有采用多三角梁架，跨度较小，斜梁不牢固，不能安装檩条及瓦片，应用范围窄。

三、发明内容

本发明就是要创造一种结构牢固，安装、拆卸快速方便，跨度较大，适合标准化、产业化生产的脊形组合建筑结构。为此首先解决牢固性、特别是较大跨度建筑牢固性问题。二是解决安装、拆卸快速方便的问题。三是解决组合件使用安全及耐用问题。四是解决标准化、产业化生产的问题。其技术途径如下：

总体解决思路是：用组合件和螺栓将钢材组合成脊形建筑结构，将建筑力学、金属材料学、塑料学有关技术融为一体，克服缺陷，取长补短，协同解决。具体为：

目前塑料产品模具加工及注塑工艺技术成熟。采用塑料组合件可以克服金属组合件焊接变形缺陷，提高制做精度，提高生产效率，降低成本，实现标准化、产业化生产。

为避免组合件受力破裂损坏，必须选用韧性好的塑料。采用聚碳酸酯(PC)或PC+ABS塑料合金可以满足上述要求。其刚性不足通过两方面克服：一是通过合理设置拉筋来增加组合件的强度，二是与三角拉结合使用。三角拉不仅增强连接部位牢固性，同时还对组合件具有保护作用。三角拉与所连接的钢材构成三角形框，其稳定的前提是每边不弯曲，为此三角形框越大则每边所需钢材规格就得越大。在一个大的三角形里框内设多个小的三角形框可减小所用钢材的规格，节省钢材。探究发现，本发明中的组合件和三角拉在功能上具有分工：塑料组合件起连接和定形作用；三角拉起稳固和保护作用；组合件在安装过程中不破损，等固定完三角拉后就不会被损坏。

相同长度、重量的方管钢比角钢抗弯强度大，因此用方管做横梁、立柱、斜梁、三角拉可提高强度、节省钢材、节约成本：但是用方管做三角拉有时需切角，而用角钢不用切角且单层壁，使用较方便。

截面为长方形的方管宽面与主要受力方向相同，则增大受力强度。横梁、斜梁主要承受重力，所以采用横截面为矩形的方管，且宽面在垂直方向上，则受力强度增大、可增强牢固性、节约钢材、降低成本。本发明宽向立柱数量少及中间立柱之间无法加设横梁，宽向稳固性较差，因此立柱采用横截面为矩形方管且宽面与建筑物宽向相同，则增强牢固性、节约钢材、降低成本。上述两项在组合件设计上的表现为：横梁插孔、斜梁插孔、立柱插孔横截面均为矩形，房檐组合件、房脊组合件的横梁插孔、斜梁插孔的宽面垂直使用，房檐组合件的立柱插孔宽面与建筑物的宽向相同。但是立柱采用小型矩形方管且宽面与建筑物宽向垂直，并用钻尾自攻钉拼合多种规格方管，可增加立柱使用的灵活性，一件多用，做到矮的、窄的建筑用小规格立柱；高的、宽的建筑用大规格立柱，既结构牢固，又简单实用。