[实用新型]具有下撑式抛物线型预应力高强度钢铰线的桁架

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑桁架结构的改进技术。

背景技术

　　现有的建筑桁架主要缺点是：（一）受力不均匀；（二）用钢量大,造价高；（三）承载能力有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有下撑式抛物线型预应力高强度钢铰线的桁架，本实用新型解决了现有的建筑桁架存在的受力不均匀，用钢量大,造价高，承载能力有限的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：由钢管砼平面桁架1、下支撑2和预应力高强度钢铰线3构成；所述钢管砼平面桁架1水平设置，预应力高强度钢铰线3呈二次抛物线型结构，预应力高强度钢铰线3设置于钢管砼平面桁架1下方，预应力高强度钢铰线3为两端高中间低结构，预应力高强度钢铰线3两端与钢管砼平面桁架1两端的支撑位置连接，预应力高强度钢铰线3的中段通过若干竖向设置的下支撑2与钢管砼平面桁架1连接。

本实用新型目的及优点：

(1) 应用悬索结构的优点,通过索的轴向拉伸耒抵抗外荷载作用, 可以最充分地利用钢材的强度。当采用高强度材料时, 效益就更佳。 悬索布置成抛物线型,与上部桁架结构的挠度曲线一致, 使桁架受力均匀, 合理, 并体现出悬索结构优点。

(2)钢管砼具有良好的抗压性能, 节省钢材，因此经济实用, 但是它的抗拉性能差, 存在局限性。

(3) 桁架既是承受荷载结构, 外围护结构(例如:通廊), 又是预应力钢铰线的支座。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中符号说明：钢管砼平面桁架1、下支撑2、预应力高强度钢铰线3。

具体实施方式

如图1所示，具有下撑式抛物线型预应力高强度钢铰线的桁架，由钢管砼平面桁架1、下支撑2和预应力高强度钢铰线3构成；所述钢管砼平面桁架1水平设置，预应力高强度钢铰线3呈二次抛物线型结构，预应力高强度钢铰线3设置于钢管砼平面桁架1下方，预应力高强度钢铰线3为两端高中间低结构，预应力高强度钢铰线3两端与钢管砼平面桁架1两端的支撑位置连接，预应力高强度钢铰线3的中段通过若干竖向设置的下支撑2与钢管砼平面桁架1连接。

上述技术方案的特点：

(1)本结构上部为钢管砼桁架, 下部布置二次抛物线型的预应力钢铰线(详见附图1), 通过下支撑与桁架连为一体, 它作为上部桁架的弹性支座,采用分四批施加荷载, 三次施加预应力的七阶段三次预应力设计。

(2) 将荷载分解为四批施加(以荷载的实际可分性为准, 如第一批荷载为桁架骨架杆件自重, 施加第一次预应力, 第二批荷载为安装楼面, 屋面,墙面, 施加第二次预应力,第三批荷载为安装设备和活荷载, 第三次预应力为温度差应力,第四批荷载为地震作用)。

(3)温度应力及温度差: 根椐钢结构设计规范(GB50017—2003), 第8.1.5条规定露天结构温度区段可以长达120 M,没有强调要作温度应力计算,而且一端支座是水平向可滑动, 温度变化时(如冬季、夏季), 上部桁架与下部予应力钢铰线同时伸长和缩短,内力不受影响(摩阻力很小, 因此不计)。 但是,本结构有它特殊之处, 上部一般有围护结构, 处在室内, 预应力钢铰线长期处在室外, 二者存在温度差, 从而使二者温度变形有差异, 它对上部结构的影响十分敏感。 例如: 冬天室外温度比栈桥内温度低,预应力钢铰线温度低於上部结构, 因此收缩大, 相当於预应力钢铰线收缩而产生一拉力; 夏季室外温度比栈桥内温度高, 则预应力钢铰线比上部结构伸长大, 相当於预应力钢铰线放松(减少预应力) 而对上部结构产生影响。 总之, 无论处于哪种情况, 都可能对结构产生不利影响。 因此, 上述二种工况均需验算(第一、二、三批荷载叠加)。

(4) 地震作用：本结构属於大跨度结构, 根椐建筑抗震设计规范GB 50011—2001(2008年版) 第5.3.3条。  以8度地震为例, 取该结构、构件重力荷载代表值的 10％。 即第一、二、三批荷载总值的 1.1倍(竖向地震作用), 作用於最不利工况。    

(5)本方案以预应力钢结构技术规程为依椐, 预应力损失等, 请查看该规程。 

下撑式抛物线型预应力高强度钢铰线的布置：

(1) 抛物线型与桁架挠度曲线相近似。

(2) 预应力索对桁架的反力均匀。

从而使结构力学模型合理, 为结构优化创造条件。