专利名称：一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统。
背景技术：
民政救灾帐篷和军队野营帐篷，在搭建的时候都是利用若干根风绳，一端系于帐 篷侧支杆或侧围上部，另一端栓在嵌入地平面的地桩上，若干风绳、地桩形成帐篷的锚固系 统。游牧民居住的牛毛帐篷的锚固方法类似，地桩的作用至关重要。牛毛帐篷的地桩一般 就地取材，采用木质地桩，由于木材强度较低，在敲击嵌入过程中容易破碎，若遇坚硬土壤， 嵌入难度更大；且木质地桩长时间在潮湿土壤中容易腐烂，因此木地桩的使用寿命短。
民政与军队帐篷的地桩多采用金属制作，如螺纹钢、角钢等。与木质地桩相比，强 度和使用寿命大大提高，是一次技术跨越。然而，采用金属材料后，如何进一步提高地桩的 锚固力，很少有人关注。各帐篷厂商配套的地桩附件产品，不仅样式雷同，而且规格也千篇 一律，缺乏技术创新，这与实际需要很难适应。因为这些帐篷空间远比牛毛帐篷高，承受的 风力更大，例如，在青藏高原的牧区，风力很大，出现大风强风的频率高，空间高大的帐篷很 容易被吹翻；牧民非常看重新型帐篷的抗风能力，传统牛毛帐篷空间低矮的构造(四周篷 围高仅0. 8 1. 2m)，主要是为了抗风，增强帐篷的稳固性；再如，四川汶川地震后，在高原 河谷的重灾区使用的民政救灾帐篷，经常被突如其来的大风刮翻。这些事例说明，进一步提 高地桩的锚固力，为帐篷居住者营造一个更加稳固、安全的居住空间，是具有十分重要的现 实意义的。 在技术经济可行的前提下，地桩的锚固力越大，对于增强帐篷的稳固性总是有利 的，那是因为1)、帐篷搭建地点具有很大的不确定性，而地质土壤的松软度差异可能很大。 牧民逐水草而居，"随遇而安"，灾难发生后，优先寻找"栖生之地"，不会太多在意土质。2)、 使用时间具有不确定性，风力也变幻无常。灾难发生后，立即需要救灾帐篷；部队野营帐篷 搭建因训练或战争需要。3)、气候的复杂性，如风和日丽、细雨绵绵或风雨交加都可能遇到。 上述不确定性和多变性可能使地桩的锚固力随时、随地发生很大的变化。如，即使选择土壤 密实锚固力强的地方搭建帐篷，当遇风雨交加天气，桩孔浸泡锚固力下降，帐篷的稳固性及 居住者的安全均会受到严峻考验，因此，尽量提高锚固系统中的地桩自身锚固力，防范于未 然，对于保障帐篷居住者的安全总是有利的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种显著增强帐篷抗风 能力的锚固系统，该锚固系统无需改变地桩形状、重量和成本，通过科学合理的安装，就能 显著提高帐篷在使用过程中的抗风能力，保障帐篷居住者的安全，为帐篷居住者营造一个 更加稳固、安全的居住空间；且节约了成本，经济且有效。 本发明的目的通过下述技术方案实现一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统， 主要由安装在地平面上的地桩、以及一端固定在地桩上的风绳构成，所述地桩的纵向中心
3线与地平面的夹角a取值范围为85。 95° 。 上述夹角a取值在85° 95°内可任意变化，当夹角a为90°时，即地桩垂直 嵌入地平面时，拉拔力处于最高，当夹角a从90°减小为85°或增大为95。时，拉拔力降 低不明显，所以，在安装时地桩的纵向中心线与地平面的夹角a取值范围为85。 95° 。
若因现场原因，地桩不得已略微倾斜，也应尽量保证地桩的纵向中心线的水平投 影线和风绳的水平投影线位于同一条直线上，即地桩纵向中心线在地平面的投影与风绳在 地平面的投影线重合，此时地桩可承受的拉拔力最大。 作为本发明的进一步改进，所述地桩采用角钢制成，安装时角钢的直角外侧朝向 帐篷。在角钢的直角外侧朝向帐篷的情况下，地桩的拉拔力为最大，是最有利的地桩嵌入方 位，考虑到现场原因，当打入地桩方位在最有利方位±5°变动时，拉拔力处于最高的范围， 这是帐篷安装时打入地桩方位的最佳选择。 上述角钢地桩的直角外侧朝向帐篷指嵌入地平面的角钢地桩，其直角外侧朝向 帐篷一边，且风绳在地平面的投影延长线平分该直角。 角钢地桩的直角内侧朝向帐篷指嵌入地平面的角钢地桩，其直角内侧朝向帐篷 一边，且风绳在地平面的投影线平分该直角。 地桩拉拔力的定义对打入地平面的地桩，以某种角度施以拉力，当拉力较小时， 地桩牢固不动；随着拉力逐渐增大，地桩仍然稳固；当增大至某一数值时，地桩松动，可承 受的拉力迅速降低，锚固作用失效。通过拉力传感器实测出来的地桩可承受拉力最大值称 为地桩拉拔力。该数值反映了嵌入地平面的地桩可以承受的不被拔出的最大拉拔力。
综上所述，本发明的有益效果是传统的帐篷搭建过程中安装锚固系统时，锚固 系统中的地桩嵌入地平面具有很大的随意性，大多凭经验、感觉和习惯，使地桩与地平面呈 45° 60°倾角，且地桩的嵌入方位也具有很大随意性。本发明通过科学实验，提出了拉拔 力最大时的地桩嵌入角度和方位，提出无需改变地桩形状、重量，就能显著增强帐篷在使用 过程中的抗风能力的安装方法，保障了帐篷居住者的安全，为帐篷居住者营造一个更加稳 固、安全的居住空间；且节约了成本，经济和有效。
图1为本发明中锚固系统的连接示意图； 图2为本发明中地桩的纵向中心线与地平面夹角示意图； 图3为本发明中地桩嵌入地平面角度对地桩拉拔力的影响示意图； 图4为本发明中地桩嵌入地平面方位对地桩拉拔力的影响示意图； 图5为本发明中角钢地桩的直角内侧朝向帐篷时的连接示意图； 图6为本发明中角钢地桩的直角外侧朝向帐篷时的连接示意图。 附图中标记及相应的零部件名称1-地桩；2_风绳；3_地平面；4_帐篷。
具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不
仅限于此。
实施例
人们搭建帐篷4时的固定方式都是利用若干根风绳2，一端系于帐篷4侧支杆或侧 围上部，另一端栓在嵌入地平面3的地桩1上，若干风绳2和地桩1形成帐篷4的锚固系统， 如图1所示。帐篷4在使用过程中的稳固性在很大程度上取决于锚固系统中地桩1的拉拔 力，当从垂直方向向上施以拉力测得的地桩1拉拔力称为垂直拉拔力；当从水平方向施以 拉力测得的地桩l拉拔力称为水平拉拔力。当从与水平方向呈45。斜拉地桩l测得的拉拔 力称为倾斜拉拔力，该值更具有代表性，本发明所涉及的地桩1拉拔力均为倾斜拉拔力，因 为在绝大多数情况下，帐篷风绳2与地平面3的倾角为45°左右。 帐篷4 一般通过风绳2由8 12个地桩1从不同方向来锚固，以抵御各种不确定 风向来风吹袭。当帐篷4受到大风吹袭时，一般由处于上风向的几个地桩1共同受力拉拽。 每个地桩1的拉拔力越大，则帐篷4的抗风能力越强。 由于帐篷4在使用过程中的稳固性在很大程度上取决于锚固系统中的地桩1拉拔 力，而地桩1拉拔力的大小又取决于地桩1嵌入地平面3的角度和方位，为了总结出地桩1 嵌入地平面3的最佳角度和方位，首先进行的是地桩1嵌入地平面的角度对拉拔力的影响 实验。 该实验在相同地平面、相同的40角钢地桩1、打入深度相同，仅地桩1嵌入地平面 3的角度不同，即地桩1的纵向中心线与地平面3的夹角a不同的情况下进行，地桩1的 纵向中心线与地平面3夹角示意图如图2所示，实验数据如图3所示。图3中的横坐标表 示夹角a的取值，纵坐标表示地桩l拉拔力大小，单位为kg。从该图可以看出，地桩l垂 直打入地平面3时，即夹角a为90°时，可承受的斜拉拔力最大，当夹角a从90°减小为 85°或增大为95。时，拉拔力变化不明显，随着夹角a继续减少或增大，拉拔力迅速降低， 当夹角a降为60°或增大为120。时，拉拔力降低了57%。该实测结果证明帐篷使用者凭 经验倾斜打桩的方法是不科学的。 从上述实验结果可以得知当地桩1与地平面3的夹角a为90° ，即地桩1垂直 嵌入地平面3时，地桩1拉拔力为最大，当夹角a取值在85° 95°范围内变化时，即近似 于垂直嵌入时，地桩1拉拔力变化不明显，地桩1拉拔力处于最高的范围。所以，帐篷安装 者应尽量保证地桩1的纵向中心线与地平面3的夹角a的取值在85° 95°的范围内。
若因现场原因，地桩1不得已略微倾斜，也应保证地桩1的纵向中心线的水平投影 线和风绳2的水平投影线位于同一条直线上，即地桩1纵向中心线在地平面3的投影与风 绳3在地平面3的投影线重合，此时地桩1可承受的拉拔力最大。
然后进行的地桩1嵌入地平面3的方位对拉拔力的影响实验。
由于生产厂家配置的地桩1大多采用角钢制成，所以地桩1嵌入地平面3的方位 对拉拔力的影响也很重要。本实验中的地桩1采用角钢，且实验在相同土壤条件、相同打入 深度，地桩1垂直嵌入地平面3，仅地桩1的规格和嵌入地平面3的方位不同的情况下进行， 实验数据如图4所示。图4中的横坐标表示两种规格的地桩l，纵坐标表示地桩1斜拉拔 力实测结果，单位为kg，从该图可以看出，对于40角钢地桩l，当以"直角内侧朝向帐篷"嵌 入时，如图5所示，其斜拉拔力为221kg，当以"直角外侧朝向帐篷"嵌入时，如图6所示，其 斜拉拔力提高为264kg，增加了 19.5% ;对于30角钢地桩1，当以"直角内侧朝向帐篷"嵌 入时，其斜拉拔力为206kg，当以"直角外侧朝向帐篷"嵌入时，其斜拉拔力提高为256kg，增 加了 24. 3%。该实测结果证明地桩1采用科学合理的方位嵌入地平面3，在不增加地桩1
5成本的情况下，可使地桩1的拉拔力(帐篷的抗风能力)提高20%左右。
进一步的科学实测表明，以"直角内侧朝向帐篷"嵌入时，地桩1的拉拔力最小；以 "直角外侧朝向帐篷"嵌入时，地桩1的拉拔力最大，是最有利方位，偏离该方位的角度越大， 拉拔力降低越明显。考虑到现场原因，地桩1嵌入方位允许在上述最有利的方位士5。变 动，当在上述范围变动时，地桩1拉拔力变化不大，地桩1拉拔力处于最高的范围，这是帐篷 4安装时采用角钢地桩1嵌入地平面3方位的最佳选择。
如上所述，便可较好的实现本发明。
权利要求
一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统，主要由安装在地平面(3)上的地桩(1)、以及一端固定在地桩(1)上的风绳(2)构成，其特征在于，所述地桩(1)的纵向中心线与地平面(3)的夹角α取值范围为85°～95°。
2. 根据权利要求1所述的一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统，其特征在于，所述 夹角a为90° 。
3. 根据权利要求1所述的一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统，其特征在于，所述 地桩(1)的纵向中心线的水平投影线和风绳(2)的水平投影线位于同一条直线上。
4. 根据权利要求1、2或3所述的一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统，其特征在于， 所述地桩(1)采用角钢制成，且角钢的直角外侧朝向帐篷(4)。
全文摘要
本发明公开了一种显著增强帐篷抗风能力的锚固系统。该锚固系统主要由安装在地平面上的地桩、以及一端固定在地桩上的风绳构成，所述地桩的纵向中心线与地平面的夹角α取值范围为85°～95°，且地桩的纵向中心线的水平投影线和风绳的水平投影线位于同一条直线上；当地桩采用角钢制成时，角钢的直角外侧朝向帐篷。本发明无需改变地桩形状、重量，就能显著提高帐篷在使用过程中的抗风能力，按照本发明打入地桩安装帐篷，其锚固力比随意或凭经验安装至少可提高50～120％，可为帐篷居住者营造一个更加稳固、安全的居住空间；且节约了成本，经济和有效。
文档编号E04H15/62GK101718155SQ20091022470
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者张丽丽, 王清远, 蒋文涛, 赵祥, 黄鹭红, 龙恩深 申请人:四川大学