[发明专利]一种在钢桁架中增设预应力钢拉索的悬挂结构

说明书

本发明是一种在钢桁架中增设预应力钢拉索的悬挂结构，包括钢桁架、钢框架梁、钢柱、预应力钢拉索，所述钢桁架包括有上弦杆、斜杆、竖杆和下弦杆，竖杆贯穿上弦杆与下弦杆，并将上弦杆与下弦杆连接在一起，且竖杆的下端与下挂楼层中的钢柱上下对齐贯通连接，斜杆倾斜连接在上弦杆与下弦杆之间，在钢桁架跨中位置的竖杆和钢柱内通高穿过预应力钢拉索，预应力钢拉索的上下两端分别设有张拉端和锚固端，张拉端固定在钢桁架中的上弦杆顶部，锚固段固定于下挂楼层中最底层的钢框架梁底部。若钢桁架中某个杆件遭受意外导致承重失效，会引起钢桁架内所有杆件产生内力重分布，此时，预应力钢拉索会瞬时承担拉力，确保整体结构仍能正常工作。

技术领域

本发明涉及一种在钢桁架中增设预应力钢拉索的悬挂结构，属于悬挂结构领域的创新技术。

背景技术

基于建筑功能多元化的要求，在人员密集的商业、展览类等公共建筑内，存在塔楼内部设置大跨度通高中空区域的情况。基于室内交通流线和业态需求，建筑功能需要在满足底部楼层对于大空间需求的前提下，又会在中空区域靠近上部数个楼层设置若干个空中连廊，以形成丰富多变的立体空间。一般情况下，空中连廊通过在起始楼层设置若干榀钢桁架，支撑上部各层。但是，空中连廊起始楼层往往也有建筑大空间功能需求，钢桁架中斜杆的设置会影响到大空间。由此提出新的解决方案是将钢桁架设置于顶部楼层，下挂数个楼层，形成悬挂结构，以实现底部楼层建筑功能的大空间需求，为复杂多变的建筑功能和结构体系的协调统一找到一个合理平衡点。由于悬挂结构的受拉杆件存在冗余度低，抵抗外力敏感度高等问题，钢桁架中的杆件或下挂楼层的钢柱一旦出现意外事件导致其丧失承载力时，会出现空中连廊局部甚至整体发生连续倒塌的安全隐患。如何改善悬挂结构体系的受力性能，切实做到安全可靠，发挥悬挂结构体系能充分适应灵活多变建筑功能的优点，成为此类型悬挂结构得以推广的技术瓶颈。

发明内容

本发明目的是基于上述研究现状提出一种在钢桁架中增设预应力钢拉索的悬挂结构，本发明基于常规悬挂结构基础之上增加预应力钢拉索，构造形式简单，易实施，针对性强，增加工程造价比例较小，充分发挥预应力钢拉索抗拉强度高的力学特性，为悬挂结构提供第二道受力防线，极大地提高了结构体系的安全度，且在施工安装方面，施工工序次序性强，安装便利，具备在同类型项目中推广的有利条件。

本发明的技术方案是：本发明是一种在钢桁架中增设预应力钢拉索的悬挂结构，包括钢桁架、钢框架梁、钢柱、预应力钢拉索，所述钢桁架包括有上弦杆、斜杆、竖杆和下弦杆，竖杆贯穿上弦杆与下弦杆，并将上弦杆与下弦杆连接在一起，且竖杆的下端与下挂楼层中的钢柱上下对齐贯通连接，斜杆倾斜连接在上弦杆与下弦杆之间，在钢桁架跨中位置的竖杆和钢柱内通高穿过预应力钢拉索，预应力钢拉索的上下两端分别设有张拉端和锚固端，张拉端固定在钢桁架中的上弦杆顶部，锚固端固定于下挂楼层中最底层的钢框架梁底部。

本发明采用包括钢桁架、钢框架梁、钢柱、预应力钢拉索的结构，即在塔楼中空区域顶部楼层设置若干钢桁架连通，并下挂数个楼层，以悬挂结构形式实现空中连廊建筑功能要求，钢桁架中竖杆与下挂楼层中的钢柱上下对齐贯通连接。待整体结构安装完毕后，在钢桁架跨中位置的竖杆和钢柱内通高穿过预应力钢拉索，待所有钢构件安装就位后，在张拉端施加预应力，为悬挂结构提供第二道受力防线，若钢桁架中某个杆件遭受意外或由于施工质量缺陷等原因导致承重失效，会引起钢桁架内所有杆件产生内力重分布，此时，预应力钢拉索会瞬时承担拉力，确保整体结构仍能正常工作，此种结构体系符合防连续倒塌设计理念，可作为增强悬挂结构安全度的重要手段之一。本发明具有如下优点：

1)本发明在满足建筑使用功能的前提下，其结构体系具备防连续倒塌的技术特点。

2)在满足建筑平面布置的功能需求的前提下，合理确定设置预应力钢拉索的数量和位置，实现建筑功能和结构体系的统一。

3)一旦由于外力导致钢桁架中部分构件损坏，丧失承载能力，由于预应力钢拉索瞬时承担拉力，使得悬挂结构能继续维持稳定的受力体系，可为后续维修加固提供极大便利条件，并节约施工措施费用。