專利名稱：用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為土木建筑屋蓋用的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別涉及一 種用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
在我國現(xiàn)有的廠房、公共建筑等屋蓋受力結(jié)構(gòu)，多采用鋼屋架或鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或木屋架結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的支承跨度一般在12m 24m之間，其制作連接方式多采用鋼管與型鋼焊接 或木材拼接而成；因這種平面與空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由桿系組成，室內(nèi)通透、簡潔、自重輕應(yīng)用面 很寬，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)全國每年此類結(jié)構(gòu)形式的鋼網(wǎng)架、鋼屋架和木屋架的建筑面積約可達(dá) 6000萬平方米，按此面積進(jìn)行計(jì)算，全國每年制作鋼網(wǎng)架、鋼屋架和木屋架所用的材料量很 大。如用工程塑料對其進(jìn)行取代，對"節(jié)約能源"和"可持續(xù)性發(fā)展"意義巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法，它通過采用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)替代現(xiàn)有的鋼制、木制平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)， 從而可降低鋼材及木材的使用量，還可降低工程造價(jià)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作方法，它包括由上 弦桿2、下弦桿3和腹桿4連接構(gòu)成的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1;該方法是將構(gòu)成平面或空間網(wǎng)格 結(jié)構(gòu)1的上弦桿2、下弦桿3和腹桿4采用工程塑料制作，并通過熔焊的連接方式連接工程塑料 制作的上弦桿2、下弦桿3和腹桿4，并將工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1的上弦桿2和 下弦桿3之間的距離h (即結(jié)構(gòu)高度h)制作為整個(gè)平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1跨度L的1/10 1/8， 從而使工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l的剛度能滿足平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)程 要求。本發(fā)明的用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為它包括由上弦桿2、下弦桿3和腹桿 4連接構(gòu)成的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1，該平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1由工程塑料制成的上弦桿2、下 弦桿3和腹桿4連接組成，并且在每個(gè)上弦桿2和下弦桿3的連接點(diǎn)上均設(shè)有工程塑料節(jié)點(diǎn)5， 腹桿4的兩端分別連接在上弦桿2和下弦桿3的工程塑料節(jié)點(diǎn)5上。所述工程塑料節(jié)點(diǎn)5的形狀為圓球狀或圓柱狀。
上弦桿2、下弦桿3和腹桿4均通過熔焊的方式與工程塑料節(jié)點(diǎn)5連接。 上弦桿2與下弦桿3之間的距離h為平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l的跨度L的1/10 1/8。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將工程塑料制作的型材與管材采用熔焊連接的方式拼接成 平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并用它來代替現(xiàn)有鋼制的型材、管材或木材制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié) 構(gòu)。因每年全國平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的建筑面積可達(dá)8500萬nf，而跨度在12m 24m的平面或 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的建筑面積就有6000萬nf，因此本發(fā)明利用工程塑料管或型材取代鋼管或木材 ，每平方米就可節(jié)約建設(shè)資金100元，總計(jì)每年則可節(jié)約人民幣達(dá)60億元。同時(shí)申請人還根,雖"據(jù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)剛度表達(dá)式 ^+一4可知，改變工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的幾 何尺寸，就可提高折算慣性矩i，使工程塑料制成的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的剛度能滿足技術(shù)規(guī)程要求的剛度。因此利用本發(fā)明帶來的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著；此外本發(fā)明對建筑節(jié)能，保護(hù) 環(huán)境節(jié)約森林資源均有深遠(yuǎn)意義。


圖l為平面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意2為梭式平面屋架結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為梯形平面屋架結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的側(cè)視圖；圖6為圓球狀塑料節(jié)點(diǎn)5的示意圖；圖7為圓柱狀塑料節(jié)點(diǎn)5的示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式將工程塑料制作的上弦桿2、下弦桿3和腹桿4通過熔焊的連接方式拼接組成常規(guī)結(jié)構(gòu)形狀的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l，其中平面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如圖1圖2和圖3所示，空間 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示；并且在構(gòu)成平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1的每個(gè)上弦桿2和下弦桿3的連 接點(diǎn)上均熔焊連接上工程塑料節(jié)點(diǎn)5，連接上弦桿2和下弦桿3的腹桿4的兩端也分別熔焊連接 在上弦桿2和下弦桿3的工程塑料節(jié)點(diǎn)5上。為保證工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l的穩(wěn) 定性，每個(gè)工程塑料節(jié)點(diǎn)5上交匯的桿件數(shù)量為3根或3根以上；工程塑料節(jié)點(diǎn)5的形狀一般為 圓球狀(如圖6所示)或圓柱狀(如7所示)。在用工程塑料制作平面或空間網(wǎng)格l時(shí)，因現(xiàn)有工程塑料的抗拉、抗壓強(qiáng)度較鋼材低， 僅是鋼材抗拉、抗壓強(qiáng)度的1/3，但比木材(杉木)抗拉、抗壓強(qiáng)度高7 12倍。為此若想使 用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l能滿足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程要求，就必須調(diào)整和改變平面
或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l的尺寸，根據(jù)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)剛度表達(dá)式 可知，當(dāng)E較小時(shí)，可采用兩個(gè)途徑提高剛度其一為加大上弦桿2和下弦桿3的截面面積(A工與A2);其二為增大上 弦桿2與下弦桿3之間的距離h，并且從網(wǎng)格結(jié)構(gòu)剛度表達(dá)式中可明顯看出，平面或空間網(wǎng)格 結(jié)構(gòu)l的剛度與上弦桿2到下弦桿3之間的距離h成平方關(guān)系，因此申請人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，將 上弦桿2與下弦桿3之間的距離h定為平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)l跨度L的1/10 1/8， 8卩11=(1/10 1/8)L為最佳，通過理論與試驗(yàn)分析，當(dāng)1^(1/10 1/8)L的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)1可滿足現(xiàn)行 技術(shù)規(guī)程的剛度要求。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作方法，它包括由上弦桿(2)、下弦桿(3)和腹桿(4)連接構(gòu)成的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于該方法是將構(gòu)成平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)的上弦桿(2)、下弦桿(3)和腹桿(4)采用工程塑料制作，并通過熔焊的連接方式連接工程塑料制作的上弦桿(2)、下弦桿(3)和腹桿(4)，并將工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)的上弦桿(2)和下弦桿(3)之間的距離(h)制作為整個(gè)平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)跨度(L)的1/10～1/8，使工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)的剛度能滿足平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)程要求。
2.一種用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，它包括由上弦桿( 2)、下弦桿(3)和腹桿(4)連接構(gòu)成的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于該平面 或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)由工程塑料制成的上弦桿(2)、下弦桿(3)和腹桿(4)連接組成， 并且在每個(gè)上弦桿(2)和下弦桿(3)的連接點(diǎn)上均設(shè)有工程塑料節(jié)點(diǎn)(5)，腹桿(4)的 兩端分別連接在上弦桿(2)和下弦桿(3)的工程塑料節(jié)點(diǎn)(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述工程塑料節(jié)點(diǎn)(5)的形狀為圓球狀或圓柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其 特征在于上弦桿(2)、下弦桿(3)和腹桿(4)均通過熔焊的方式與工程塑料節(jié)點(diǎn)(5) 連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其 特征在于上弦桿(2)與下弦桿(3)之間的距離(h)為平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(1)跨度( L)的1/10 1/8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法，它包括由上弦桿、下弦桿和腹桿連接構(gòu)成的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，該方法是將構(gòu)成平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的上弦桿、下弦桿和腹桿采用工程塑料制作，并通過熔焊的連接方式連接工程塑料制作的上弦桿、下弦桿和腹桿，并將工程塑料制做的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的上弦桿和下弦桿之間的距離制作為整個(gè)平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)跨度的1/10～1/8，從而使工程塑料制作的平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的剛度能滿足平面或空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)程要求。本發(fā)明不僅能帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益，而且對建筑節(jié)能，保護(hù)環(huán)境節(jié)約森林資源均有深遠(yuǎn)意義。
文檔編號E04B7/08GK101397827SQ20071020193
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者盧亞琴, 楊大春, 段渝忠, 田子?xùn)|, 丹 舒, 覃士杰, 陳志鵬, 馬克儉, 黃首赟 申請人:貴州喀斯特鋼結(jié)構(gòu)有限公司;貴州大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心;貴陽市建筑設(shè)計(jì)院有限公司