【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件及其设计方法。
技术介绍
1、轴向受力构件在结构工程中应用广泛，比如框架结构和门式刚架结构中的斜撑，施工过程中的临时支撑，以及临时舞台等临时结构中的立体桁架。框架结构和门式刚架结构中的斜撑多为单根的钢构件，受尺寸与节点连接的限制，难以做到拆卸后重复使用，造成资源浪费，无法体现结构的绿色低碳属性。施工中临时结构的支撑多为由直径50mm左右钢管制作的脚手架体系，杆件间距较小，难以满足较大跨度与高度的要求(当前装配式结构施工时，往往需要对大型装配式构件进行临时固定，原有的临时结构难以满足要求)，节点连接较弱，且性能不稳定。已有立体桁架结构，模块连接节点弱，易产生脆性破坏。
2、格构式梭形柱作为常用的轴向受力构件，因其良好的稳定性能，在机场、车站等建筑中应用广泛。然而此种构件是由多根管件焊接而成，一方面单根构件体量大，施工难度大，一方面由于尺寸固定，难以实现拆卸后用于其他工程。
3、为更好地实现绿色建筑理念，促进资源的循环使用，就需要一种具备拆卸后重用、通用性强、力学性能优等特点的轴向受力构件，一方面提升永久结构的装配属性与资源循环利用率，一方面满足大型装配式结构工程施工对较大高度和承载力临时支撑的需求。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，该构件采用平面轻型模块，能够便捷化拆装与运输，同时多模块组装的特性使得构件尺寸灵活多变，对不同结构的适应性
2、本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特殊之处在于：
3、包括结构相同的上部结构和下部结构；上部结构包括模块单元a、模块单元b和开槽端板；
4、所述模块单元a包括两根第一立杆、中间开槽连接板和底部开槽连接板；中间开槽连接板和底部开槽连接板平行设置，两根第一立杆的端部分别固定至中间开槽连接板和底部开槽连接板上；两根第一立杆倾斜设置，与中间开槽连接板、底部开槽连接板形成梯形平面.
5、所述模块单元b包括两根第二立杆、中间板和底部板，中间板和底部板平行设置，两根第二立杆的端部分别固定至中间板和底部板上；两根第二立杆倾斜设置，与中间板、底部板形成梯形平面。
6、所述开槽端板的一面中部设有凸起，凸起中部设置槽口。
7、上部结构的模块单元a伸入模块单元b中，其中间开槽连接板和中间板的中部对齐；底部开槽连接板和底部板的中部对齐，开槽端板凸起表面与底部板接触，凸起通过槽口与底部开槽连接板的开槽处相互嵌入，槽口的底面与开槽处的底面接触，底部开槽连接板、底部板和开槽端板的中部通过螺栓进行连接；上部结构与下部结构的中间开槽连接板垂直设置，中间开槽连接板的开槽处相互嵌入并通过螺栓固定，上部结构的中间开槽连接板表面与下部结构的中间板表面接触并通过螺栓固定，上部结构的中间板与下部结构的中间开槽连接板表面接触并通过螺栓固定。
8、进一步地，上述可拆卸梭形构件还包括刚度增强模块，包括一个内部增强框架和两个外部增强框架，内部增强框架由四个连接板首尾连接而成，在每个连接处的外部设置一个弧形板；外部增强框架包括固定板，固定板的端部设置一个弧形板。上部结构和下部结构内分别设置一个内部增强框架，四个弧形板分别与各个立杆贴合，外部增强框架对称设置在内部增强框架的两侧，内部增强框架的弧形板与立杆贴合，固定板与其对应的连接板通过螺栓连接。
9、进一步地，上述可拆卸梭形构件所述连接板、固定板上设置螺栓孔和减重孔。
10、进一步地，上述开槽端板的角部设置与基础或其他构件连接螺栓孔，凸起上槽口的中心设置螺栓孔。
11、进一步地，上述模块单元a中的两根第一立杆分别与中间开槽连接板和底部开槽连接板焊接固定；所述模块单元b中的两根第二立杆分别与中间板和底部板焊接固定。
12、进一步地，上述模块单元a的第一立杆和模块单元b中的第二立杆为圆管或者矩形管。
13、进一步地，上述模块单元b的中间板和底部板可以为平板，也可以为槽形板。
14、进一步地，上述模块单元a的第一立杆分别固定至中间开槽连接板和底部开槽连接板上的两侧；所述模块单元b的第二立杆分别固定至中间板和底部板上的两侧。
15、进一步地，上述模块单元a的中间开槽连接板和底部开槽连接板向外延伸并设置螺栓孔；
16、所述模块单元b的中间板和底部板向外延伸并设置螺栓孔。
17、另外，本专利技术还提出一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
18、(1)定义构件高宽比λa：
19、λa＝h/w，
20、其中，h为构件整体高度，w为构件中部宽度；
21、(2)计算单肢长细比λb：
22、λb＝hb/i，
23、其中，hb为单肢管件长度，i为管件截面回转半径；
24、(3)定义构件等效强度设计值ne：
25、ne＝4fya，
26、其中，fy为材料屈服强度值，可按《钢结构设计标准》gb50017-2017取值，a为单肢构件截面面积；
27、(4)定义可拆卸梭形构件稳定承载力影响系数
28、
29、(5)计算可拆卸梭形构件稳定承载力n：
30、
31、本专利技术的优点：
32、(1)模块单元a(10)、模块单元b(11)仅包含两根立杆与两块连接板，重量较轻，体积较小，其安装与拆卸可人工完成，无需大型机械，提高了安装与拆卸的便捷性；
33、(2)通过基本平面模块单元，能够组合成不同尺寸的梭形柱构件，大大提高构件的灵活性，以及拆卸后重用的可能性；
34、(3)可拆卸梭形构件采用梭形设置，增大中间部位尺寸，能够提高构件的整体稳定性，提升材料利用效率；
35、(4)可拆卸梭形构件通过刚度调节模块的设置，进一步提高了构件灵活性，可提升结构应对暴风雪等极端条件的能力。
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1.一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
5.根据权利要求1-4任一所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
6.根据权利要求1-4任一所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
7.根据权利要求1-4任一所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
8.根据权利要求1-4任一所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
10.一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
5.根据权利要求1-4任一所述的一种由平面模块单元组成的可拆卸梭形构件，其特征在于：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪，陈鑫，毛小勇，袁健，凌志彬，孙勇，张晨晨，傅文炜，路冰，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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