【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于冰雪建筑制造，具體涉及一種冰屋的屋架拉桿結構及建造方法。
技術介紹
1、冰作為一種天然工程材料，具有較好的承載能力和可塑性，由于其透明的外觀及較軟的質地，同時可以配合彩燈及染色劑，可以締造出晶瑩剔透、絢麗奪目的色彩。冰雪建筑結構歷史悠久，特色鮮明，是現代冰雪產業的重要組成部分，但冰作為一種建筑材料，具有強度偏低和脆性破壞的特征，現有研究中開始采用各種材料如鋸末和爐渣等針對冰結構進行加強。
2、現有的冰結構的施工方法通常由澆筑模具和充氣膜兩部分組成，在制作的過程中，通過在長方形箱體的單元模具中凍結冰砌塊，將澆筑模具連接形成網狀結構，并將其鋪設在充氣膜上方。通過通風機對充氣膜進行重啟，使其呈拱狀或坡狀設置，并在網狀結構的縫隙中填充復合材料塊體，并噴灑復合材料水，待成型后，對充氣膜內部進行降壓，使充氣膜與拱形體或坡形體分離，之后在拱形體或坡形體內部進行填充及打磨處理；
3、面向冰結構建造的需要，在普通的冰砌體結構建造應用的過程中，常用的搭建方式通常只是冰砌塊的簡單堆疊，通過增大砌塊厚度的方式，保證搭建的冰砌塊建筑的整體性能，這種方式修建的冰砌塊結構，往往較為厚重，在建造的過程中，需要極大的冰體預備量，同時對于結構的要求較高，砌體冰結構由于在使用的過程中，單純的由冰塊承受控制節點的作用力，故不能承受較大荷載，難以實現復雜的殼體等自由曲面結構造型的建造，同時由于其較為簡單的受力結構，難以實現對大跨度、高聳結構等連續外形結構的塑造。
4、針對于較大的冰屋建筑而言，由于其尺寸較大，通常采用分塊
5、綜上所述，為了提高現有冰屋建筑的整體美觀性以及冰屋屋頂的使用安全性，從而研發一種可以解決上述問題的冰屋屋架結構是很符合實際需要的。
技術實現思路
1、本專利技術為了解決現有冰屋建筑在搭建時由于屋頂部分缺少合理的復合受力結構，導致其使用安全性差的問題以及屋頂部分在搭建時需要借助金屬托板作為支撐，影響冰建筑整體美觀性的問題；進而提供一種冰屋的屋架拉桿結構及建造方法；
2、一種冰屋的屋架拉桿結構，屋架拉桿結構包括冰制屋頂和兩個冰制墻體，其中冰制屋頂為配筋拉桿式屋頂；
3、冰制墻體由多個冰砌體堆疊冷凍制成；
4、冰制屋頂包括兩個冰制板和一個拉桿組件，兩個冰制板和一個拉桿組件呈等腰三角形形態進行布置，每個冰制板中設有屋蓋玻璃筋網，且兩個冰制板中的屋蓋玻璃筋網均延伸出所在冰制板的頂部并與屋脊脊筋綁扎固定形成屋脊脊筋結構，屋脊脊筋結構外側設有冰凍連接層，兩個冰制板的頂端通過冰凍連接層固定連接，拉桿組件設置在兩個冰制板的底部，且且拉桿組件的兩端分別對應插裝在鄰近的一個冰制板中，兩個冰制板的底部通過拉桿組件進行支撐固定；
5、兩個冰制墻體平行相對設置在冰制屋頂的下方，且每個冰制墻體的頂部與冰制屋頂中一個冰制板的底部之間通過一個找平層相連；
6、進一步地，冰凍連接層和找平層均由碎冰及拌水混合物冰凍制成；
7、進一步地，拉桿組件包括多個拉桿單元，多個拉桿單元沿屋架深度的延伸方向依次等距設置，每個拉桿單元包括一個水平拉桿和兩個端部約束螺母，水平拉桿的兩端分別加工有外螺紋，水平拉桿設置在兩個冰制板的底端之間，且水平拉桿的兩端分別穿過所對應的冰制板并延伸至冰制板的外側，每個端部約束螺母設置在冰制板的外側，且每個端部約束螺母對應套設在水平拉桿一端的外螺紋上并與水平拉桿螺紋連接；
8、進一步地，水平拉桿和端部約束螺母均是由frp材料制成；
9、進一步地，屋蓋玻璃筋網是由一組沿橫向布置的有機玻璃筋和一組沿縱向布置的有機玻璃筋構成，其中沿橫向布置的有機玻璃筋中相鄰兩個有機玻璃筋之間的間距為100mm～250mm，沿縱向布置的有機玻璃筋中相鄰兩個有機玻璃筋之間的間距為100mm～250mm；
10、進一步地，有機玻璃筋采用截面面積為20mm2～150mm2的方形或圓形有機玻璃筋；
11、進一步地，冰制板的厚度為150mm～450mm，長度為3000mm～5000mm，冰制板通過分層澆筑方式成型，在澆筑的過程中，采用50mm一層的澆筑方式進行分層澆筑；
12、進一步地，冰制屋頂中兩個冰制板之間的交叉角度為60°～150°；
13、進一步地，拉桿組件中相鄰兩個拉桿單元之間的布置間距為1500mm～3500mm，水平拉桿的長度為2500mm～5000mm，水平拉桿的端面直徑為30mm～120mm，每個端部約束螺母與所對應的冰制板之間設有frp墊圈，且frp墊圈的厚度為20mm；
14、一種冰屋屋架拉桿結構的建造方法：
15、步驟1：澆筑冰制板，冰制板通過分層澆筑方式成型，在澆筑的過程中，采用50mm一層的澆筑方式進行分層澆筑，待冰制板澆筑修整就位后，根據設計尺寸定位屋脊分割線；
16、步驟2：對步驟1中澆筑后的冰制板進行分割，在屋脊分割線處切割澆筑好的冰制板同時注意有機玻璃筋的位置，預留出適合長度的有機玻璃筋作為與屋脊脊筋綁扎的連接部，完成冰制板切割后確定吊筋位置，根據屋面坡度和跨度準備安裝架，并進行吊裝準備；
17、步驟3：取兩塊步驟2中切割后的冰制板起吊至安裝架的位置，并做好臨時固定措施，避免冰制板放置后與安裝架之間相互滑動，影響最終冰制屋頂的制備精度；
18、步驟4：待步驟3中的冰制板與安裝架限位好后，根據結構設計，確定屋脊脊筋結構的布置位置并對步驟2中預留的有機玻璃筋與屋脊脊筋通過綁扎帶進行綁扎固定，待屋脊脊筋結構固定完畢后，進行拉桿錨面的定位工作，并確定錨面切割線；
19、步驟5：根據步驟4中確定的錨面切割線，進行支座錨面分割工作，同時確定錨孔的位置并進行開孔；
20、步驟6：待步驟5中錨孔開設完畢后，將準備好的多個水平拉桿逐一對應插入到相對設置的一組錨孔中，并通過給一個端部約束螺母對插設好的每個水本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：屋架拉桿結構包括冰制屋頂(1)和兩個冰制墻體(4)，其中冰制屋頂(1)為配筋拉桿式屋頂；
2.根據權利要求1所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：冰凍連接層(13)和找平層(14)均由碎冰及拌水混合物冰凍制成。
3.根據權利要求2所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：拉桿組件包括多個拉桿單元，多個拉桿單元沿屋架深度的延伸方向依次等距設置，每個拉桿單元包括一個水平拉桿(2)和兩個端部約束螺母(5)，水平拉桿(2)的兩端分別加工有外螺紋(25)，水平拉桿(2)設置在兩個冰制板的底端之間，且水平拉桿(2)的兩端分別穿過所對應的冰制板并延伸至冰制板的外側，每個端部約束螺母(5)設置在一個冰制板的外側，且每個端部約束螺母(5)對應套設在水平拉桿(2)一端的外螺紋(25)上并與水平拉桿(2)螺紋連接。
4.根據權利要求3所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：水平拉桿(2)和端部約束螺母(5)均是由FRP材料制成。
5.根據權利要求4所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：屋蓋玻璃筋網(3)是
6.根據權利要求5所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：有機玻璃筋采用截面面積為20mm2～150mm2的方形或圓形有機玻璃筋。
7.根據權利要求1所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：冰制板的厚度為150mm～450mm，長度為3000mm～5000mm，冰制板通過分層澆筑方式成型，在澆筑的過程中，采用50mm一層的澆筑方式進行分層澆筑。
8.根據權利要求7所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：冰制屋頂(1)中兩個冰制板之間的交叉角度為60°～150°。
9.根據權利要求8所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：拉桿組件中相鄰兩個拉桿單元之間的布置間距為1500mm～3500mm，水平拉桿(2)的長度為2500mm～5000mm，水平拉桿(2)的端面直徑為30mm～120mm，每個端部約束螺母(5)與所對應的冰制板之間設有FRP墊圈，且FRP墊圈的厚度為20mm。
10.一種權利要求1至權利要求9中任意一項冰屋屋架拉桿結構的建造方法，其特征在于：建造方法的具體步驟如下：
...【技術特征摘要】
1.一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：屋架拉桿結構包括冰制屋頂(1)和兩個冰制墻體(4)，其中冰制屋頂(1)為配筋拉桿式屋頂；
2.根據權利要求1所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：冰凍連接層(13)和找平層(14)均由碎冰及拌水混合物冰凍制成。
3.根據權利要求2所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：拉桿組件包括多個拉桿單元，多個拉桿單元沿屋架深度的延伸方向依次等距設置，每個拉桿單元包括一個水平拉桿(2)和兩個端部約束螺母(5)，水平拉桿(2)的兩端分別加工有外螺紋(25)，水平拉桿(2)設置在兩個冰制板的底端之間，且水平拉桿(2)的兩端分別穿過所對應的冰制板并延伸至冰制板的外側，每個端部約束螺母(5)設置在一個冰制板的外側，且每個端部約束螺母(5)對應套設在水平拉桿(2)一端的外螺紋(25)上并與水平拉桿(2)螺紋連接。
4.根據權利要求3所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：水平拉桿(2)和端部約束螺母(5)均是由frp材料制成。
5.根據權利要求4所述的一種冰屋的屋架拉桿結構，其特征在于：屋蓋玻璃筋網(3)是由一組沿橫向布置的有機玻璃筋和一組沿縱向布置的有機玻璃筋構成，其中沿橫向布置的有機玻璃筋中相鄰...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡曉江，吳香國，葉光偉，王瑞，徐海，劉海哲，林森，田振朋，李博洋，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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