[发明专利]一种预应力管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构

说明书

本发明提供了一种预应力管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，预应力管桁架与网壳组合的结构体系包括：预应力管桁架结构，包括管桁架结构和预应力索，所述预应力索的两端分别与所述管桁架结构连接；网壳结构，罩设并连接在所述管桁架结构上方；房屋结构的屋盖结构为上述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系。本发明的预应力管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，通过将预应力管桁架结构与网壳结构两种结构形式进行组合，既能扩大网壳结构的经济适用跨度范围，又能弥补预应力管桁架结构的整体性较差、抗连续倒塌能力较弱的缺陷。

技术领域

本发明涉及空间钢结构体系，尤其是一种预应力管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构。

背景技术

普通网壳结构体系的一般经济适用跨度为130m以下，如图1所示，此跨度范围内，普通网壳结构1’用钢经济，一方面合理的曲线使结构力流均匀，使结构具有较大刚度的同时节约钢材，且整体稳定性好；另一方面网壳结构中的杆件和球节点均可以在工厂预制，实现工厂化生产，综合经济指标好，施工周期短。但当跨度超出网壳的经济适用跨度范围后，普通网壳结构用钢逐渐变得不经济，因为随着跨度的变大，此种结构形式需要较大的网壳厚度来维持结构刚度和稳定性；另外随着跨度的增大结构节点受力也变大，导致网壳的螺栓球节点超出经济适用范围。

一般当跨度较大时(如跨度为140m以上)，实际工程常采用预应力管桁架结构，通过引入预应力来提高结构竖向刚度和减小结构基础水平推力，实现较好的经济效益。如图2、图3所示，预应力管桁架结构2’主要由主拱架21’(又称为“主桁架”)、纵向联系桁架22’(又称为“次桁架”)、预应力索23’、基础等部分组成，此种结构体系本身存在较明显的主次之分、强弱之别，组成部分之间相互依赖性较强，导致结构体系抗连续倒塌性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种预应力管桁架与网壳组合的结构体系及房屋结构，其既能扩大网壳结构的经济适用跨度范围，又能弥补预应力管桁架结构的整体性较差、抗连续倒塌能力较弱的缺陷。

为达到上述目的，本发明提出一种预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其包括：预应力管桁架结构，包括管桁架结构和预应力索，所述预应力索的两端分别与所述管桁架结构连接；网壳结构，罩设并连接在所述管桁架结构上方。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架结构与所述网壳结构的连接节点为焊接球或螺栓球。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述网壳结构为单层网壳、双层网壳或三层网壳，所述预应力索为垂索或平索。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述网壳结构为双层网壳或三层网壳，所述管桁架结构的上弦杆为所述网壳结构的下弦杆。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架结构的腹杆、所述管桁架结构的上弦杆、以及所述网壳结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或螺栓球。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述网壳结构的上弦杆与所述网壳结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或螺栓球。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述管桁架结构的下弦杆与所述管桁架结构的腹杆之间的连接节点为焊接球或相贯焊。

如上所述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系，其中，所述预应力管桁架与网壳组合的结构体系的跨度为130m以上。

本发明还提供一种房屋结构，其屋盖结构为上述的预应力管桁架与网壳组合的结构体系。

如上所述的房屋结构，其中，所述预应力管桁架与网壳组合的结构体系的网壳结构的厚度为所述房屋结构的柱距的1/10～1/18，所述预应力管桁架与网壳组合的结构体系的总厚度为所述预应力管桁架与网壳组合的结构体系的跨度的1/30～1/50。