本實(shí)用新型涉及建筑教學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及桁架教學(xué)模型。

背景技術(shù)：

桁架是一種由桿件彼此在兩端用一定的方式連接而成的結(jié)構(gòu)，可分為平面桁架和空間桁架。桁架桿件主要承受軸向拉力或軸向壓力，從而能充分利用材料的強(qiáng)度，在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。

近年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程在土木工程專業(yè)課程群中的地位越來越重要。常用于屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車梁、橋梁和水工閘門等結(jié)構(gòu)中的鋼桁架，是鋼結(jié)構(gòu)課程體系中一個(gè)重要的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中，以下幾個(gè)方面的問題常讓學(xué)生覺得“難學(xué)”、教師覺得“難教”：(1)角鋼桁架的桿件在節(jié)點(diǎn)處的連接構(gòu)造，特別是屋架上弦拼接節(jié)點(diǎn)、下弦拼接節(jié)點(diǎn)和支座節(jié)點(diǎn)；(2)桁架支撐體系的布置及縱向水平荷載的傳遞路徑；(3)支撐構(gòu)件與桁架桿件的連接構(gòu)造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種形象具體，方便教師教，學(xué)生容易學(xué)的桁架教學(xué)模型。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：桁架教學(xué)模型，包括若干個(gè)并列豎直設(shè)置的單榀桁架，所述單榀桁架的檐口端設(shè)有與下部柱連接的底座；相鄰兩所述單榀桁架之間設(shè)有支撐桿，所述支撐桿和所述單榀桁架通過節(jié)點(diǎn)板連接，所述支撐桿和所述單榀桁架的連接處分別設(shè)有卡槽，所述節(jié)點(diǎn)板卡入所述卡槽內(nèi)；包括仿角鋼組件，所述仿角鋼組件包括第一桿件和第二桿件，所述第一桿件和所述第二桿件拼接后截面為L形；所述單榀桁架和所述支撐桿由所述仿角鋼組件制成。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單榀桁架包括并列設(shè)置的上弦桿和下弦桿，所述上弦桿和所述下弦桿之間設(shè)有若干個(gè)腹桿，所述腹桿通過所述節(jié)點(diǎn)板分別與所述上弦桿和所述下弦桿連接。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述支撐桿包括設(shè)置在兩相鄰所述單榀桁架之間的水平支撐桿和垂直支撐桿，所述垂直支撐桿設(shè)置在所述單榀桁架的中部和兩端，所述水平支撐桿位于兩所述上弦桿或兩所述下弦桿之間；所述支撐桿還包括兩端分別與兩相鄰的所述上弦桿或兩相鄰的所述下弦桿連接的系桿，所述系桿包括剛性系桿和柔性系桿，所述剛性系桿由兩個(gè)所述仿角鋼組件拼接呈T形；所述柔性系桿、所述垂直支撐桿和所述水平支撐桿由單個(gè)所述仿角鋼組件構(gòu)成。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，包括三個(gè)并列設(shè)置的所述單榀桁架，相鄰兩所述單榀桁架之間的距離為250mm，所述單榀桁架的長度為450mm；所述第一桿件和所述第二桿件為木條，所述第一桿件的截面長、寬尺寸分別為6mm和2mm；所述第二桿件的截面長、寬尺寸分別為4mm和2mm；L形的所述仿角鋼組件的兩邊長均為6mm，所述節(jié)點(diǎn)板為竹板，所述節(jié)點(diǎn)板的厚度為0.75mm。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單榀桁架和所述撐桿上均設(shè)有應(yīng)變片。

由于采用了上述技術(shù)方案，桁架教學(xué)模型的使用大大提高教學(xué)效率，取得良好的教學(xué)效果：

(1)模型整體質(zhì)量輕，體積小，方便教師帶入課堂進(jìn)行教學(xué)；

(2)按原型結(jié)構(gòu)縮小比例制作的3榀單桁架和支撐體系形成的空間整體模型，尤如把實(shí)際工程搬進(jìn)課堂，使教學(xué)更加形象、具體，讓教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”都變得更加容易；

(3)可以在模型桿件上粘貼應(yīng)變片，通過加載試驗(yàn)，分析加載過程中各桿件內(nèi)力變化規(guī)律，讓學(xué)生對(duì)縱向水平荷載在桁架和支撐所組成的空間體系中的傳力路徑有直觀的了解。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中單榀桁架立面圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中上弦平面支撐布置圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中下弦平面支撐布置圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的前端部垂直支撐布置圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的后端部垂直支撐布置圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中仿角鋼組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-單榀桁架；2-底座；3-節(jié)點(diǎn)板；4-上弦桿；5-腹桿；6-下弦桿；7-水平支撐桿；8-剛性系桿；9-柔性系桿；10-垂直支撐桿；11-第二桿件；12-第一桿件。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，桁架教學(xué)模型，包括若干個(gè)并列豎直設(shè)置的單榀桁架1，所述單榀桁架1包括并列設(shè)置的上弦桿4和下弦桿6，所述上弦桿4和所述下弦桿6之間設(shè)有若干個(gè)腹桿5，所述腹桿5通過所述節(jié)點(diǎn)板3分別與所述上弦桿4和所述下弦桿6連接。所述單榀桁架1的檐口端設(shè)有與下部柱連接的底座2，單榀桁架1通過底座2與下部柱連接固定。相鄰兩所述單榀桁架1之間設(shè)有支撐桿，所述支撐桿和所述單榀桁架1通過節(jié)點(diǎn)板3連接，所述支撐桿和所述單榀桁架1的連接處分別設(shè)有卡槽，所述節(jié)點(diǎn)板3卡入所述卡槽內(nèi)。所述支撐桿包括設(shè)置在兩相鄰所述單榀桁架1之間的水平支撐桿7和垂直支撐桿10，所述垂直支撐桿10設(shè)置在所述單榀桁架1的中部和兩端。所述水平支撐桿7位于兩所述上弦桿4或兩所述下弦桿6之間。所述支撐桿還包括兩端分別與兩相鄰的所述上弦桿4或兩相鄰的所述下弦桿6連接的系桿，所述系桿包括剛性系桿8和柔性系桿9。還包括仿角鋼組件，如圖6所示，所述仿角鋼組件包括第一桿件12和第二桿件11，所述第一桿件12和所述第二桿件11拼接后截面為L形；所述單榀桁架1和所述支撐桿由所述仿角鋼組件制成。所述剛性系桿8由兩個(gè)所述仿角鋼組件拼接呈T形；所述柔性系桿9、所述垂直支撐桿10和所述水平支撐桿7由單個(gè)所述仿角鋼組件構(gòu)成。上弦桿4和下弦桿6由兩個(gè)所述仿角鋼組件拼接呈T形。

將桁架教學(xué)模型應(yīng)用于教學(xué)中，可形象的展示角鋼桁架的組成、節(jié)點(diǎn)連接方法和構(gòu)造、支撐體系的空間布置、支撐與桁架的連接方法及構(gòu)造等。

綜合考慮模型的制作方便、易于保存和搬動(dòng)、滿足教學(xué)需要等多方面因素，本教學(xué)模型的制作以實(shí)際工程中某跨度為27m的角鋼屋架為原型結(jié)構(gòu)(取半跨)按1：30的比例進(jìn)行縮小后制作。桁架教學(xué)模型包括三個(gè)并列設(shè)置的所述單榀桁架1，相鄰兩所述單榀桁架1之間的距離為250mm，所述單榀桁架1的長度為450mm。通過對(duì)pvc、木條、竹片、白卡紙等多種材料進(jìn)行對(duì)比，綜合考慮制作的便利性、成本費(fèi)用以及是否容易保存等因素，所述第一桿件12和所述第二桿件11為木條，所述第一桿件12的截面長、寬尺寸分別為6mm和2mm；所述第二桿件11的截面長、寬尺寸分別為4mm和2mm；L形的所述仿角鋼組件的兩邊長均為6mm。所述節(jié)點(diǎn)板3為竹板，所述節(jié)點(diǎn)板3的厚度為0.75mm。

為了方便教學(xué)，所述單榀桁架1和所述撐桿上均設(shè)有應(yīng)變片，對(duì)桁架進(jìn)行加載試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果分析加載過程中各桿件內(nèi)力變化規(guī)律，讓學(xué)生對(duì)縱向水平荷載在桁架和支撐所組成的空間體系中的傳力路徑有直觀的了解。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。