[发明专利]带有可施加预应力的铰的自应力结构单元体和其应用及其制作方法

说明书

本发明提供一种带有可施加预应力的铰的自应力结构单元体，其中的结构单元体包括上弦杆、下弦杆和腹杆，组成桁架，在桁架至少部分节点处构成的具有预应力的所述铰；铰包括节点板、两个单支和加压心块；两个单支，间接连接弦杆和一个腹杆，两单支之间留有一开口，该开口的外端较宽，向内逐渐变窄；加压心块设置在两个所述单支之间的所述开口中，使得固连所述单支的所述腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆产生或不产生预应力；另一根所述腹杆与加压心块固连，最好使得所述d系列腹杆的杆中心线与c系列腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆的中心线的交点交汇。本结构单元体能够将外部负荷转化成自应力。本发明还提供该自应力结构单元体的应用和制作方法。

技术领域

本发明为建筑工程领域。提供一种带有可施加预应力的铰的自应力结构单元体，还提供该结构单元体的应用，并提供该单元体的制作方法，本发明对工程承包，工程预算，设计与施工均有重大影响。

技术背景

自应力结构单元体这一概念的提出是相对于预应力桁架体系的现有技术，是指不需要在桁架体系中施加预应力的条件下通过某些机构（刚性铰，半刚性铰）可将外部荷载的一部分转化为具有抵抗外力的“自应力”而这一自应力是随外力的增加而增加——这一现象就是我们所需要的“自应力”。

在实际应用中，结构单元体承受荷载，当外部负荷越大，承受的应力也越大。为了提高结构单元体的承载能力，可以在制作结构单元体的时候让其具有一个与承受的应力方向相反的预应力，当结构单元体承受外部负荷时，首先要抵消预应力，然后再承受应力。预设的预应力的大小是有一个限度的。如果能够使得结构单元体在承受外部负荷时，在结构单元体内能够将外部负荷转化成与承受的应力相反的所述自应力，而且该自应力随着外部负荷的增大而增加，将无疑能够大大提高结构单元体的强度和刚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够将外部负荷转化成自应力的带有可施加预应力的铰的自应力结构单元体。

本发明的另一个目的在于提供前述结构单元体的应用。

本发明的再一个目的在于提供所述结构单元体的制作方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种带有可施加预应力的铰的自应力结构单元体，包括结构单元体和铰，

所述结构单元体包括上弦杆、下弦杆和腹杆，每根所述腹杆的两端分别与所述上弦杆和下弦杆固连构成节点，所述节点由所述上弦杆或所述下弦杆和两根所述腹杆构成，在至少部分所述节点处构成的具有预应力的所述铰；

所述铰包括节点板、两个单支和加压心块；

两个所述单支，其中一个所述单支与构成所述节点的所述上弦杆或所述下弦杆通过所述节点板固连，另一个所述单支与一根所述腹杆也通过所述节点板固连，连接所述单只的所述腹杆为c系列腹杆，两个所述单支之间留有一开口，该开口的外端较宽，向内逐渐变窄；所述加压心块设置在两个所述单支之间的所述开口中；

另一根所述腹杆为d系列腹杆，该d系列腹杆与所述加压心块固连。

在上述的技术方案中，自应力结构单元体中的铰不带有预应力。当然，也可以令其带有预应力，即：所述加压心块挤压在两个所述单支之间的所述开口中，使得固连所述单支的所述腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆产生预应力。

优选地，该d系列腹杆与所述加压心块固连时，使得所述d系列腹杆的杆中心线与c系列腹杆和所述上弦杆或所述下弦杆的中心线的交点交汇。

优选地，还包括所述预应力的保持结构，以使得铰的预应力得到保持。

优选地，还包括所述加压心块的保持结构，以使得所述加压心块在两个所述单只之间的开口中得到保持而不脱落和/或不错位。