混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统及其组装方法

摘要

本发明公开了混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统及其组装方法，包括连接柱、连接块、型钢。连接块活动卡接在连接柱上，连接块有多组，依据设计图纸，将连接块滑动设置在规定位置依次拼接型钢，通过型钢、连接柱、连接块的配合，实现混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统的拼接。

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土建筑领域，具体来说，涉及混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统及其组装方法。

背景技术

网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。

单程网壳结构是现在生活中常见的空间网壳结构之一，在生活中运用广泛，例如扬州苏北农学院体育馆、南京展览中心、上海长宁电影院等都是单程网壳结构的经典案例。单程网壳结构通过连接柱和型钢依据设计图纸进行拼接而成，然而针对一套混凝土建筑的单层网壳钢结构，因空间形状、构架的区别，需要制作不同种类的连接柱来适应整体的空间形状，这样会导致现场存在非常多的不同种物料，浪费归集整理的时间，影响建筑建造的效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统及其组装方法，来解决需要多种不同物料导致影响施工效率的问题。

(二)技术方案

为实现上述均匀加热和节能环保的优点，本发明采用的具体技术方案如下：

混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统，包括连接柱、连接块、型钢；多组连接块活动卡接在连接柱上，型钢通过螺栓连接在连接块远离连接柱的一端；通过多组连接柱、连接块以及型钢的拼接配合，形成单层网壳结构屋面系统；所述连接柱包括连接柱主体、连接柱支撑部、连接柱支撑体；连接柱主体的上下两端分别固定连接有连接柱支撑部，连接柱支撑部的直径大于连接柱主体的直径；连接柱支撑部内侧为凹陷状，且连接柱支撑部的内侧中心部位固定连接有连接柱支撑体；连接柱支撑部的内壁与连接柱支撑体形成连接柱导槽；所述连接块包括连接块主体以及连接块支撑体；连接块支撑体包括支撑块A、连接块导向槽、支撑块B；连接块卡接在连接柱上，支撑块A抵住连接柱支撑体、支撑块B抵住连接柱主体、连接块导向槽卡接在连接柱导槽内；连接块支撑体远离连接柱的一侧固定设置有连接块主体，连接块主体上设置有连接通孔，型钢设置有型钢螺纹孔，通过连接通孔和型钢螺纹孔的配合，使用螺栓进行固定，完成型钢与连接块的连接。

支撑块A和支撑块B与连接柱相匹配的面为圆弧形。

型钢靠近连接块的一侧设置有卡块、卡槽、限位凸块；卡槽位于卡块的中间位置，卡槽的宽度与连接块主体的宽度相匹配；限位凸块位于卡槽的中间位置，且限位凸块的长度远小于卡块的长度。

连接块主体远离连接柱的一侧设置有连接槽；型钢与连接块进行匹配时，限位凸块卡接在连接槽内。

连接槽的前后两侧壁上设置有多组圆孔；圆孔内设置有导向限位球以及弹性支撑体；弹性支撑体设置在圆孔的底部，导线限位球位于圆孔的外部；圆孔的最外部为缩孔结构，能够防止导向限位球脱出；限位凸块的宽度略小于连接槽的宽度。

连接柱支撑部的外壁下端直径与连接柱主体直径一致；连接柱支撑部沿着连接柱主体位置斜向外直线延伸。

连接槽为倾斜设置，且连接槽与连接柱支撑部的外壁完全匹配。

连接块分为连接块上分体结构和连接块下分体结构；连接块上分体结构的下端设置有上分体结构锁紧部，连接块下分体结构的上端设置有下分体结构锁紧部；上分体结构锁紧部和下分体结构锁紧部能够相互拼接，形成完整的连接块。

混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统组装方法，其包括以下步骤：

S1：连接块活动卡接在连接柱上，通过连接柱主体、连接柱支撑部、连接柱支撑体、连接柱导槽以及支撑块A、连接块导向槽、支撑块B的配合，实现连接块在连接柱的滑动连接；

S2：依据混凝土建筑的单层网壳钢结构的组装图纸，将连接块调节至规定位置，并将型钢插接在连接块上，限位凸块插入连接槽内实现预定位；

S3：对好连接通孔以及型钢螺纹孔，使用螺栓进行固定，实现型钢与连接块的固定。

连接块的拼接方法，包括以下步骤：

S11：将连接块上分体结构和连接块下分体结构拆开，通过倾斜的连接槽以及倾斜的连接柱支撑部的配合，将连接块上分体结构和连接块下分体结构分别连接在连接柱的上下两部；

S12：滑动连接块上分体结构和连接块下分体结构，通过上分体结构锁紧部和下分体结构锁紧部的配合，实现连接块的拼接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统及其组装方法，具备以下有益效果：

(1)连接块活动卡接在连接柱上，连接块有多组，依据设计图纸，将连接块滑动设置在规定位置依次拼接型钢，通过型钢、连接柱、连接块的配合，实现混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统的拼接。

(2)连接块上设置有支撑块A、支撑块B以及连接块导向槽，支撑块A和支撑块B相对连接柱的一面设置为分别与连接柱支撑体以及连接柱主体形面相匹配的弧面，能够让连接块卡接在连接柱上更加贴合，同时连接块导向槽卡接在连接柱导槽内，支撑块B卡接在连接块支撑部之间，能够让连接块在连接柱上的滑动更加顺畅，同时也为连接块提供了住够的支撑力，让连接块连接的更加稳固。

(3)连接块主体上设置有连接槽，连接槽的前后两侧壁上设置有圆孔，圆孔内设置有导向限位球和弹性支撑体，型钢与连接槽匹配的面上设置有限位凸块，限位凸快插入连接槽内挤压导向限位球，能够让限位凸块插入的更加顺畅，同时导向限位球挤压弹性支撑体，弹性支撑体给予导向限位球反作用力，也能够让插入连接槽内的限位凸块定位更加稳固。

(4)连接块可拆解的分为连接块上分体结构和连接块下分体结构，连接柱支撑部直线倾斜向外延伸设置，连接槽匹配连接柱支撑部的形状设置，连接块上分体结构以及连接块下分体结构能够通过连接槽与连接柱支撑部的配合，使连接块上分体结构和连接块下分体结构分别插接在连接柱上，通过上分体结构锁紧部以及下分体结构锁紧部的配合，实现连接块的拼接组装，这样能够方面安装、更换连接块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明连接柱A结构示意图；

图2是根据本发明连接柱A结构剖面图；

图3是根据本发明连接柱A结构俯视图；

图4是根据本发明连接块A结构剖面图；

图5是根据本发明连接块A结构俯视图；

图6是根据本发明连接柱B结构示意图；

图7是根据本发明连接柱B结构剖面图；

图8是根据本发明连接块B结构示意图；

图9是根据本发明连接块B右视结构拆解图；

图10是根据本发明型钢结构示意图；

图11是根据本发明型钢结构剖面图；

图12是根据本发明型钢结构左视图。

图中：

1、连接柱；11、连接柱主体；12、连接柱支撑部；13、连接柱支撑体；14、连接柱导槽；2、连接块；21、连接块主体；211、连接通孔；212、连接槽；2121、导向限位球；2122、弹性支撑体；22、连接块支撑体；221、支撑块A；222、连接块导向槽；223、支撑块B；23、连接块上分体结构；231、上分体结构锁紧部；24、连接块下分体结构；241、下分体结构锁紧部；3、型钢；31、型钢螺纹孔；32、卡块；33、卡槽；34、限位凸块。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统，包括连接柱1、连接块2、型钢3；多组连接块2活动卡接在连接柱1上，型钢3通过螺栓连接在连接块2远离连接柱1的一端；通过多组连接柱1、连接块2以及型钢3的拼接配合，形成单层网壳结构屋面系统；所述连接柱1包括连接柱主体11、连接柱支撑部12、连接柱支撑体13；连接柱主体11的上下两端分别固定连接有连接柱支撑部12，连接柱支撑部12的直径大于连接柱主体11的直径；连接柱支撑部12内侧为凹陷状，且连接柱支撑部12的内侧中心部位固定连接有连接柱支撑体13；连接柱支撑部12的内壁与连接柱支撑体13形成连接柱导槽14；所述连接块2包括连接块主体21以及连接块支撑体22；连接块支撑体22包括支撑块A221、连接块导向槽222、支撑块B223；连接块2卡接在连接柱1上，支撑块A221抵住连接柱支撑体13、支撑块B223抵住连接柱主体11、连接块导向槽222卡接在连接柱导槽14内；连接块支撑体22远离连接柱1的一侧固定设置有连接块主体21，连接块主体21上设置有连接通孔211，型钢3设置有型钢螺纹孔31，通过连接通孔211和型钢螺纹孔31的配合，使用螺栓进行固定，完成型钢3与连接块2的连接。连接块2活动卡接在连接柱1上，连接块2有多组，依据设计图纸，将连接块2滑动设置在规定位置依次拼接型钢3，通过型钢3、连接柱1、连接块2的配合，实现混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统的拼接。

支撑块A221和支撑块B223与连接柱1相匹配的面为圆弧形。支撑块A221和支撑块B223相对连接柱1的一面设置为分别与连接柱支撑体13以及连接柱主体11形面相匹配的弧面，能够让连接块2卡接在连接柱1上更加贴合，同时连接块导向槽222卡接在连接柱导槽14内，支撑块B223卡接在连接块支撑部12之间，能够让连接块2在连接柱上的滑动更加顺畅，同时也为连接块2提供了住够的支撑力，让连接块2连接的更加稳固。

型钢3靠近连接块的一侧设置有卡块32、卡槽33、限位凸块34；卡槽33位于卡块32的中间位置，卡槽33的宽度与连接块主体21的宽度相匹配；限位凸块34位于卡槽33的中间位置，且限位凸块34的长度远小于卡块32的长度。连接块主体21远离连接柱1的一侧设置有连接槽212；型钢3与连接块2进行匹配时，限位凸块34卡接在连接槽212内。连接槽212的前后两侧壁上设置有多组圆孔；圆孔内设置有导向限位球2121以及弹性支撑体2122；弹性支撑体2122设置在圆孔的底部，导线限位球2121位于圆孔的外部；圆孔的最外部为缩孔结构，能够防止导向限位球2121脱出；限位凸块34的宽度略小于连接槽212的宽度。

连接块主体21上设置有连接槽212，连接槽212的前后两侧壁上设置有圆孔，圆孔内设置有导向限位球2121和弹性支撑体2122，型钢3与连接槽212匹配的面上设置有限位凸块34，限位凸快34插入连接槽212内挤压导向限位球2121，能够让限位凸块34插入的更加顺畅，同时导向限位球2121挤压弹性支撑体2122，弹性支撑体2122给予导向限位球2121反作用力，也能够让插入连接槽212内的限位凸块34定位更加稳固。

连接柱支撑部12的外壁下端直径与连接柱主体11直径一致；连接柱支撑部12沿着连接柱主体11位置斜向外直线延伸。

连接槽212为倾斜设置，且连接槽212与连接柱支撑部12的外壁完全匹配。

连接块2分为连接块上分体结构23和连接块下分体结构24；连接块上分体结构23的下端设置有上分体结构锁紧部231，连接块下分体结构24的上端设置有下分体结构锁紧部241；上分体结构锁紧部231和下分体结构锁紧部241能够相互拼接，形成完整的连接块2。

连接块2可拆解的分为连接块上分体结构23和连接块下分体结构24，连接柱支撑部12直线倾斜向外延伸设置，连接槽212匹配连接柱支撑部12的形状设置，连接块上分体结构23以及连接块下分体结构24能够通过连接槽212与连接柱支撑部12的配合，使连接块上分体结构23和连接块下分体结构24分别插接在连接柱1上，滑动连接块上分体结构23和连接块下分体结构24，通过上分体结构锁紧部231以及下分体结构锁紧部241的配合，实现连接块2的拼接组装，这样能够方面安装、更换连接块2。

混凝土建筑的单层网壳钢结构屋面系统组装方法，其包括以下步骤：

S1：连接块2活动卡接在连接柱1上，通过连接柱主体11、连接柱支撑部12、连接柱支撑体13、连接柱导槽14以及支撑块A221、连接块导向槽222、支撑块B23的配合，实现连接块2在连接柱1的滑动连接；

S2：依据混凝土建筑的单层网壳钢结构的组装图纸，将连接块2调节至规定位置，并将型钢3插接在连接块2上，限位凸块34插入连接槽212内实现预定位；

S3：对好连接通孔211以及型钢螺纹孔31，使用螺栓进行固定，实现型钢3与连接块2的固定。

连接块的拼接方法，包括以下步骤：

S11：将连接块上分体结构23和连接块下分体结构24拆开，通过倾斜的连接槽212以及倾斜的连接柱支撑部12的配合，将连接块上分体结构23和连接块下分体结构24分别连接在连接柱1的上下两部；

S12：滑动连接块上分体结构23和连接块下分体结构24，通过上分体结构锁紧部231和下分体结构锁紧部241的配合，实现连接块2的拼接。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。