一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提出一種基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的直線桿件時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面在同一平面內(nèi)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種空間結(jié)構(gòu)單元的桿件，特別是一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有工業(yè)民用建筑空間結(jié)構(gòu)往往采用網(wǎng)架、桁架，臨時(shí)設(shè)施常常采用腳手架等形式，網(wǎng)架及桁架往往需要進(jìn)行非常專(zhuān)業(yè)的工程設(shè)計(jì)，而且其基本單元是節(jié)點(diǎn)和桿件，重復(fù)率低、構(gòu)件多、構(gòu)件大小、長(zhǎng)度等幾何尺寸繁多，節(jié)點(diǎn)規(guī)格也很多，安裝需要在專(zhuān)業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)下，由專(zhuān)業(yè)的工人安裝完成。臨時(shí)舞臺(tái)、看臺(tái)、冰雪運(yùn)動(dòng)比賽臺(tái)等設(shè)施大量采用腳手架搭建而成，其承載能力低、穩(wěn)定性差，安裝時(shí)間較長(zhǎng)，需要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)裝配式空間結(jié)構(gòu)單元，因此亟需要一種承載能力高、穩(wěn)定性強(qiáng)和安裝效率高的基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了提供一種承載能力高、穩(wěn)定性強(qiáng)、安裝效率高和布置靈活多變的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元，本專(zhuān)利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種規(guī)格單一、受力合理的基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼。本專(zhuān)利技術(shù)提出一種基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的直線桿件時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面在同一平面內(nèi)。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼為等邊角鋼。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼為不等邊角鋼。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的兩端分別與其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)裝配面的角吻合，即該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)肢面分別與其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)裝配面相交的兩條棱線之間的夾角為60°(如圖5)。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面在相交處為弧面過(guò)渡。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)內(nèi)側(cè)肢面在相交處為弧面過(guò)渡。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)內(nèi)側(cè)肢面之間的二面角為arccos(1/3),使得該基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼內(nèi)側(cè)肢面在同一平面內(nèi)。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的兩端與裝配面和加勁板之間為焊接或者螺栓連接。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的材質(zhì)為碳素鋼。優(yōu)選地，該不規(guī)則角鋼的材質(zhì)為鋁合金。本專(zhuān)利技術(shù)涉及的一種基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元具備如下特征：包括六個(gè)(組)直線桿件和四個(gè)裝配面，相鄰直線桿件之間夾角為60°，相對(duì)直線桿件之間夾角為90°；任一裝配面與其中三個(gè)(組)相鄰直線桿件的一端相交，與其余三個(gè)(組)直線桿件所在平面平行，每個(gè)裝配面能與對(duì)應(yīng)的基于正四面體的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的連接面吻合。基于正四面體的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)具備如下特點(diǎn)，在至少兩個(gè)連接面上設(shè)置與基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元連接的連接孔，連接孔的幾何中心與所在連接面的幾何中心重合，基于正四面體的空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)與基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元連接后，空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的連接面與基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的裝配面吻合。說(shuō)明：例如5B、5C、5E、5F為5A的相鄰直線桿件，5A和5D之間為相對(duì)直線桿件(如圖3)，事實(shí)上，每個(gè)直線桿線都有四個(gè)相鄰直線桿件和一個(gè)相對(duì)直線桿件。由于正四面體相鄰兩個(gè)面的二面角為arccos(1/3)，所以，使得夾角為arccos(1/3)的不規(guī)則角鋼作為該基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的直線桿件可以使得該基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面在同一平面內(nèi)(如圖4，5)。本專(zhuān)利技術(shù)所述“基于正四面體”的含義為：基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的各個(gè)側(cè)面的位置關(guān)系和正四面體各個(gè)側(cè)面的位置關(guān)系相同、各個(gè)直線桿件的位置關(guān)系和正四面體各條棱的位置關(guān)系相同。一種基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元，在平面受力的角度來(lái)說(shuō)，它的各個(gè)面的三條邊都構(gòu)成等邊三角形，比其他的空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更強(qiáng)。在空間受力的角度來(lái)說(shuō)，基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元傳力方式單一、可靠。因此，相對(duì)于其他的空間結(jié)構(gòu)，基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元會(huì)更加穩(wěn)定、更加可靠，而且能夠迅速分散節(jié)點(diǎn)處集中的應(yīng)力。采用外側(cè)肢面夾角為arccos(1/3)的不規(guī)則角鋼作為基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的直線桿件，使得該基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面在同一平面內(nèi)，從而優(yōu)化基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的穩(wěn)定性。附圖說(shuō)明圖1基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼示意圖圖2基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼截面圖圖3基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元三維圖圖4未設(shè)置加勁板的基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元三維圖圖5裝配面與不規(guī)則角鋼的位置關(guān)系圖附圖標(biāo)記如下：1.不規(guī)則角鋼；2.外側(cè)肢面；3.內(nèi)側(cè)肢面；4.基于正四面體的裝配式空間結(jié)構(gòu)單元；5.直線桿件；6.裝配面；7.加勁板；8.裝配孔。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一：一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼1，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面2之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼1作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的直線桿件5時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面2在同一平面內(nèi)。(如圖1，2，3，4)。該不規(guī)則角鋼1為等邊角鋼。該不規(guī)則角鋼1為不等邊角鋼。該不規(guī)則角鋼1的兩端分別與其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)裝配面6的角吻合。(如圖5)。具體實(shí)施方式二：一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼1，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面2之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼1作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的直線桿件5時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面2在同一平面內(nèi)。(如圖1，2，3，4)。該不規(guī)則角鋼1的兩個(gè)外側(cè)肢面2在相交處為弧面過(guò)渡。該不規(guī)則角鋼1的兩個(gè)內(nèi)側(cè)肢面2在相交處為弧面過(guò)渡。該不規(guī)則角鋼1的兩個(gè)內(nèi)側(cè)肢面3之間的二面角為arccos(1/3)，使得該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼內(nèi)側(cè)肢面3在同一平面內(nèi)。具體實(shí)施方式三：一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼1，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面2之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼1作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的直線桿件5時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面2在同一平面內(nèi)。(如圖1，2，3，4)。該不規(guī)則角鋼1的兩端與裝配面6和加勁板7之間為焊接或者螺栓連接。該不規(guī)則角鋼的材質(zhì)為碳素鋼。該不規(guī)則角鋼的材質(zhì)為鋁合金。制作該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元4時(shí)，先通過(guò)裝配孔8固定裝配面6，然后再連接該不規(guī)則角鋼1以及加勁板7。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的直線桿件時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面在同一平面內(nèi)。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于正四面體空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面之間的二面角為arccos(1/3)，當(dāng)該不規(guī)則角鋼作為基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的直線桿件時(shí)，該基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)側(cè)面對(duì)應(yīng)的三個(gè)角鋼外側(cè)肢面在同一平面內(nèi)。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼為等邊角鋼。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼為不等邊角鋼。


4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩端分別與其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)裝配面的角吻合。


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于正四面體裝配式空間結(jié)構(gòu)單元的不規(guī)則角鋼，其特征在于：該不規(guī)則角鋼的兩個(gè)外側(cè)肢面在相交處為弧面過(guò)渡...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊霄，葛家琪，趙天文，楊鎮(zhèn)榮，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11