[发明专利]一种碳纤维竹木混合的空间张弦梁结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维竹木混合的空间张弦梁结构及其施工方法，主要涉及建筑技术领域。包括若干榀正交布置的平面张弦梁结构，所述平面张弦梁结构包括上弦木梁、下弦碳纤维拉索和若干根原竹撑杆，所述原竹撑杆位于上弦木梁与下弦碳纤维拉索之间，相邻两个原竹撑杆的高度不同，且从上弦木梁的一端到上弦木梁的中部，原竹撑杆的高度依次增大。本发明的有益效果在于：将平面张弦梁结构正交组合能够有效的提高整体结构的稳定性与刚度，它采用可再生的木材、竹材作为建筑材料，生态保护效益显著，而下弦碳纤维拉索具有强度高、模量大、比重小，耐碱腐蚀、对人畜无害等特点，能够进一步提升张弦梁结构的性能与结构效率。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体是一种碳纤维竹木混合的空间张弦梁结构及其施工方法。

背景技术

目前，在土木工程建设领域，张弦梁结构的应用正在逐步增多，尤其是在火车站房、机场航站楼及体育场馆等大跨度空间结构中，该类建筑对大型无柱空间要求较高，而现有的张弦梁结构多为平面张弦梁结构，且大多采用钢桁架或格构式钢梁、钢管与拉索组成，为了追求稳定性与刚度，在重量方面不甚理想，因此影响了其使用的范围。

同时，我国目前的建筑大多采用钢材、水泥等传统建筑材料，据统计，建筑业每年消耗的能源已占到全国能源消耗的30％以上，排放的二氧化碳占总排放的40％以上，严重制约了我国社会经济的可持续发展。

结合以上两个问题，当前迫切希望出现一种高稳定性、高刚度、轻质、绿色环保的张弦梁结构。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供了一种高稳定性、高刚度、轻质、环保绿色的碳纤维竹木混合的空间张弦梁结构及其施工方法，将平面张弦梁结构正交组合能够有效的提高整体结构的稳定性与刚度，它采用可再生的木材、竹材作为建筑材料，生态保护效益显著，而下弦碳纤维拉索具有强度高、模量大、比重小，耐碱腐蚀、对人畜无害等特点，能够进一步提升张弦梁结构的性能与结构效率。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种碳纤维竹木混合的空间张弦梁结构，包括若干榀正交布置的平面张弦梁结构，所述平面张弦梁结构包括上弦木梁、下弦碳纤维拉索和若干根原竹撑杆，所述下弦碳纤维拉索位于上弦木梁的下侧，且所述下弦碳纤维拉索的左端与上弦木梁的左端固定连接，所述下弦碳纤维拉索右端与上弦木梁的右端固定连接，所述原竹撑杆位于上弦木梁与下弦碳纤维拉索之间，且所述原竹撑杆的顶端与上弦木梁铰接，所述原竹撑杆的底端与下弦碳纤维拉索铰接，相邻两个所述原竹撑杆的高度不同，且从上弦木梁的一端到上弦木梁的中部，原竹撑杆的高度依次增大。

优选的，若干榀正交布置的平面张弦梁结构中，正交的上弦木梁节点采用螺栓刚接，正交的下弦碳纤维拉索节点铰接。

优选的，所述上弦木梁包括若干个依次连接的木梁单元，相邻两个木梁单元之间通过螺栓连接。

一种碳纤维竹木混合的空间张弦梁结构的施工方法，按照以下步骤进行：

S1：在施工现场，按照设计要求，制作上弦正交木结构网格，各节点处四根正交木梁单元采用螺栓连接；

S2：在各上弦木梁节点处下方设耳板,同时耳板侧设置加劲支撑板，原竹撑杆的上端设双耳板,采用耳板夹耳板的方式连接原竹撑杆顶端与上弦木梁的底端；

S3：下弦碳纤维拉索与原竹撑杆的连接形式为下弦碳纤维拉索索球夹索固定后与原竹撑杆连接，依序连接各榀平面张弦梁结构的下弦碳纤维拉索，下弦碳纤维拉索的两端端部节点暂不连接；

S4：按施工次序对各单榀平面张弦梁结构的下弦碳纤维拉索的两端进行张拉，并将下弦碳纤维拉索的端部与上弦木梁的端部连接；

S5：对张拉成型的空间张弦梁结构进行安装位置确认，吊装到位。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：