一种应用于金属屋面系统的支撑结构
技术领域
本实用新型属于建筑物的屋面技术领域，具体涉及一种应用于金属屋面系统的支撑结构，本实用新型的支撑结构适用于多曲异型的金属屋面系统，如双曲面或单曲面金属屋面系统。
背景技术
钢结构建筑由钢材料组成，是目前常见的建筑结构类型之一。目前，钢结构建筑是由梁钢、钢柱、主檩、次檩等构件组成建筑物屋架，再在建筑物屋架上搭设金属屋面系统从而形成完整的建筑，如目前大型厂房、场馆、著名建筑物等。
金属屋面系统作为钢结构建筑的板材，经常在建筑工程上使用，利用金属屋面系统对钢结构建筑物防水及防晒保护。金属屋面系统为钢结构建筑最外层，一般是直接通过螺杆与建筑物屋架的主檩及次檩固定，长期处于温差大、大风、大雨等自然环境中，其固定处容易出现螺杆脱落及松动、漏水、漏风、发出噪音等异常情况，导致需要不断的对钢结构建筑物进行修复，影响了钢结构建筑的正常使用及使用寿命。
而且，现有的建筑物屋架的顶部一般都需要在主檩上搭设多个次檩，从而确保建筑物屋顶的强度，其会大大加大钢结构建筑的原料成本及施工成本。同时，对于多曲面结构的金属屋面来说，当在主檩上搭设次檩时，次檩多为板式结构，需要将次檩加工使其与金属屋面的曲面结构相配，大大加大了次檩了加工难度，提高了加工成本。桁架结构的制作采用计算机数控设备按模型数据直接做桁架曲度，保证了建筑实物和模型的准确性，为建筑的其他安装提供BIM参考依据。
因此，有必要研发设计一种适用于多曲面的金属屋面系统支撑结构。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中多曲面结构的金属屋面系统搭设难度大、次檩加工难度大、施工成本高的问题，提供了一种结构简单、施工方法简单、施工效率高的应用于金属屋面系统的支撑结构，其适用于多曲面的金属屋面系统的的金属屋面系统的支撑，通过支撑结构代替了次檩，从而大幅度降低金属屋面系统的建设难度、提高建设效率、降低建设施工成本。
实现本实用新型目的的技术方案如下：一种应用于金属屋面系统的支撑结构，支撑结构位于弧形金属屋面与屋面底板之间，且支撑结构有若干个。支撑结构为桁架结构，包括上部钢筋组件、下部钢筋组件。
其中，上部钢筋组件包括≥1条且相互平行的上部钢筋，上部钢筋组件与弧形金属屋面的弧形支架固定连接，且上部钢筋组件具有与弧形支架相配合的弧度。钢筋具有延展性及可塑性，使得上部钢筋组件可根据弧形金属屋面的弧度及屋面的长度选择性的加工，适用于不同曲面的弧形金属屋的使用。
其中，下部钢筋组件包括与上部钢筋数量相符的下部钢筋，下部钢筋组件经扣盖与屋面底板的吊底板固定连接，扣盖从下部钢筋上盖下，并与屋面底板的吊底板扣合连接，从而将屋面底板稳定的固定在支撑结构的下部，提高了屋面底板固定的稳定性。
其中，桁架结构还包括位于上部钢筋组件与下部钢筋组件之间的多个支撑杆，支撑杆之间还设有主檩穿过的贯穿区，贯穿区有多个，且贯穿区数量与主檩数量相同。支撑杆焊接在上部钢筋组件与下部钢筋组件之间，能够提高支撑结构的强度。同时，相邻的支撑杆之间具有间距，便于主檩的穿过，桁架结构的支撑结构重量较轻，对主檩的重压负荷比较小。
本实用新型针是针对多曲异型的金属屋面系统设计金属屋面的支撑结构，桁架结构的支撑结构具有结构稳定、加工方法简单的特点，能够对金属屋面起到很好的支撑作用。同时，桁架结构的支撑结构的重量轻，其对主檩产生的负荷可以忽略不计，降低了主檩承压风险。
进一步的，上部钢筋组件的弧度为10~180°。
进一步的，上部钢筋、下部钢筋、连接短杆、支撑杆均为光圆钢筋或盘圆钢筋，施工时，能够根据上部钢筋、下部钢筋、连接短杆、支撑杆等的长度及直径选择或裁剪一定长度的光圆钢筋或盘圆钢筋，再根据弧形金属屋面系统的具体情况将上部钢筋弯曲成需要的弧度即可，其操作简单方便、成本低。
进一步的，上部钢筋组件及主檩上设有多个螺纹孔，且弧形支架底部设有与螺纹孔相配合的安装孔，螺栓或螺杆穿过安装孔及螺纹孔实现弧形金属屋面与支撑结构的固定。通过螺栓或螺杆将弧形金属屋面与支撑结构进行可拆卸连接，便于后期弧形金属屋面及支撑结构的修复及维护，其相对于焊接连接方式来说也能够提高支撑结构的重复再利用率，同时避免了焊接时误伤弧形金属屋面及支撑结构的情况。
进一步的，当上部钢筋及下部钢筋的数量大于等于2条时，为了便于将上部钢筋或下部钢筋连接形成一个整体，相邻上部钢筋之间或相邻下部钢筋之间焊接≥1个连接短杆。
作为对上述支撑结构的进一步改进，支撑结构还包括位于桁架结构两侧及屋面底板上部并与桁架结构固定连接的防护网，防护网上设有与贯穿区对应的孔。防护网具有一定的拉力，其能够承载一定的施工负荷，提高施工的安全度。
进一步的，防护网与桁架结构经绑扎件绑扎连接，绑扎件为扎带、扎绳、扎丝中的一种。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型针对多曲异型的金属屋面系统设计支撑结构，将支撑结构设计为桁架结构，且桁架结构采用光圆钢筋或盘圆钢筋制成，其具有结构稳定、加工方法简单、施工材料易于加工及变形等特点，能够对金属屋面起到很好的支撑作用。
2.桁架结构的重量轻，主檩穿过桁架结构时，对主檩产生的负荷可以忽略不计，降低了主檩承压风险。
3. 采用螺栓的可拆卸连接方式，相对于焊接连接方式来说能够提高支撑结构的重复再利用率，同时避免了焊接时误伤弧形金属屋面及支撑结构的情况。
4. 作业时，桁架结构是通过计算机数控设备按模型数据直接做桁架曲度，保证了建筑实物和模型的准确性，为金属屋面的安装提供BIM参考依据。
附图说明
图1为本实用新型中金属屋面系统的截面示意图；
图2为本实用新型中上部钢筋组件或下部钢筋组件的示意图；
图3为本实用新型中支撑结构的正视图；
其中，1.弧形金属屋面；2.屋面底板；3.支撑结构；4.上部钢筋；5.连接短杆；6.弧形支架；7.下部钢筋；8.扣盖；9.支撑杆；10.贯穿区；11. 螺栓或螺杆；12.防护网；13.绑扎件。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
请参图1所示，一种应用于金属屋面系统的支撑结构，在本实施方式中，在位于弧形金属屋面1与屋面底板2之间设置有若干个支撑结构3，且支撑结构有若干个。支撑结构3为桁架结构，包括上部钢筋组件、下部钢筋组件。
其中，上部钢筋组件包括≥1条且相互平行的上部钢筋4，上部钢筋组件与弧形金属屋面的弧形支架6固定连接，且上部钢筋组件具有与弧形支架6相配合的弧度。钢筋具有延展性及可塑性，使得上部钢筋组件可根据弧形金属屋面1的弧度及屋面的长度选择性的加工，适用于不同曲面的弧形金属屋的使用。
具体的，上部钢筋组件的弧度为10~180°，施工时，根据弧形支架6的弧度，将上部钢筋4弯折成弧形。
其中，下部钢筋组件包括与上部钢筋4数量相符的下部钢筋7，下部钢筋组件经扣盖8与屋面底板2的吊底板固定连接，扣盖8从下部钢筋7上盖下，并与屋面底板2的吊底板扣合连接，从而将屋面底板稳定的固定在支撑结构的下部，提高了屋面底板固定的稳定性。
具体的，如图2所示，当上部钢筋4及下部钢筋7的数量大于等于2条时，为了便于将上部钢筋4或下部钢筋7连接形成一个整体，相邻上部钢筋4之间或相邻下部钢筋7之间焊接≥1个连接短杆。即，当上部钢筋组件4及下部钢筋7只有1条时，没有连接短杆5，且形成的支撑结构3为平面的桁架结构；当上部钢筋4及下部钢筋7的数量≥2条时，连接短杆5有多个，且形成的支撑结构3为立体的桁架结构。
其中，如图3所示，桁架结构还包括位于上部钢筋组件与下部钢筋组件之间的多个支撑杆9，支撑杆9之间还设有主檩穿过的贯穿区10，贯穿区有多个，且贯穿区数量与主檩数量相同。支撑杆9焊接在上部钢筋组件与下部钢筋组件之间，能够提高支撑结构的强度。同时，相邻的支撑杆9之间具有间距，便于主檩的穿过，桁架结构的支撑结构3重量较轻，对主檩的重压负荷比较小。
具体的，上部钢筋4、下部钢筋7、连接短杆5、支撑杆9均为光圆钢筋或盘圆钢筋，施工时，能够根据上部钢筋4、下部钢筋7、连接短杆5、支撑杆9等的长度及直径选择或裁剪一定长度的光圆钢筋或盘圆钢筋，再根据弧形金属屋面系统的具体情况将上部钢筋弯曲成需要的弧度即可，其操作简单方便、成本低。
多曲异型的金属屋面系统的施工步骤是：
步骤一，根据弧形金属屋面1及弧形支架6的弧度、根据金属屋面的长度及宽度、主檩的高度及宽度，选择光圆钢筋或盘圆钢筋的规格并进行裁剪，对上部钢筋4进行弧度加工变形，制成支撑结构；
步骤二，将支撑结构3与主檩对齐，并使主檩从支撑结构3上的贯穿区10穿过，并通过焊接将支撑结构与主檩进行焊接；
步骤三，安装屋面底板2，将多个吊底板依次连接，并在连接处用扣盖8进行扣合连接，具体的，连接时，先将下部钢筋7嵌入相邻吊底板的扣合边的扣合区域内，再使扣盖8从下部钢筋7上扣下，使扣盖8将相邻吊底板边缘的扣边夹紧即可；
步骤四，在屋面底板2上安装透气膜层、岩棉层、玻璃丝绵层等金属屋面结构层；
步骤五，将支撑结构3上部的上部钢筋4与弧形支架6固定连接，再将弧形金属屋面1敷设即可。
本实施例是针对多曲异型的金属屋面系统设计金属屋面的支撑结构，桁架结构的支撑结构具有结构稳定、加工方法简单的特点，能够对金属屋面起到很好的支撑作用。同时，桁架结构的支撑结构的重量轻，其对主檩产生的负荷可以忽略不计，降低了主檩承压风险。
实施例2：
作为对上述实施例进行进一步的改进，在上部钢筋组件及主檩上设有多个螺纹孔，且弧形支架6底部设有与螺纹孔相配合的安装孔，螺栓或螺杆11穿过安装孔及螺纹孔实现弧形金属屋面1与支撑结构3的固定。通过螺栓或螺杆11将弧形金属屋面与支撑结构3进行可拆卸连接，便于后期弧形金属屋面及支撑结构3的修复及维护，其相对于焊接连接方式来说也能够提高支撑结构3的重复再利用率，同时避免了焊接时误伤弧形金属屋面及支撑结构3的情况。
施工时，在实施例1的步骤五中，在支撑结构3上且无主檩的区域，当支撑结构3上放置好弧形支架6时，使弧形支架6上的安装孔与支撑结构3上的螺纹孔对齐，通过螺栓或螺杆11将两者固定好；在支撑结构3上且有主檩的区域，将支撑结构3与主檩焊接固定后，再在支撑结构3上放置好弧形支架6，使弧形支架6上的安装孔与支撑结构3及主檩上的螺纹孔对齐，通过螺栓或螺杆11将三者固定。
实施例3：
作为对实施例1的支撑结构3的进一步改进，如图1所示，支撑结构3还包括位于桁架结构两侧及屋面底板2上部并与桁架结构固定连接的防护网12，防护网12上设有与贯穿区10对应的孔。在本实施例中 ，防护网12优选于铁丝网，其具有一定的拉力，其能够承载一定的施工负荷，提高施工的安全度。
进一步的，防护网12与桁架结构经绑扎件13绑扎连接，绑扎件13为扎带、扎绳、扎丝中的一种。
施工时，在实施例1的步骤三中，现将玻璃丝绵层与透气膜层安装到屋面底板2上，再在桁架结构的两侧和玻璃丝绵层及透气膜层的上部安装防护网12（防护网为“ㄈ”型，防护网12的下部敷设在玻璃丝绵层及透气膜层上，中部与桁架结构的侧面接触并经绑扎件13绑扎固定，上部与桁架结构的顶部接触并故帝国的），防护网12的下部可以代替瓦楞板作为岩棉层的承载层，承接岩棉层荷载，节省原来的岩棉承载板瓦楞钢板的设置，降低了建设成本。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
