CN100453752C - 大跨度周边简支承体内折线预应力钢网架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度周边简支承体内折线预应力钢网架结构，它包括钢网架(1)和预应力钢索(2)，钢网架(1)由正放四角锥连接构成，在钢网架(1)体内的斜索段上设置有转向装置(3)，在钢网架(1)的中部下弦节点上设置有传力装置(4)，预应力钢索(2)穿过传力装置(4)和转向装置(3)后其两端分别固定在钢网架(1)的两个上承式支座节点(11)上；本发明具有施工方便、预应力效应显著、受力性能好、不增加建筑物室内冗余空间、造价低等特点，其建筑综合造价可下降20～25%。
Description
技术领域：
本发明涉及一种屋盖或楼盖结构，尤其是一种大跨度(L≥60m)周边简支承体内折线预应力钢网架结构。
背景技术：
由外国引进的周边简支承对角线室内体外折线预应力平板钢网架由于在钢索对角线布索时，一根索要一分为二并绕网架竖杆外侧两边穿过、张拉，锚固端亦一分为二，为避免对角线水平段钢索交叉点相碰，需要将室内外露撑杆沿对角线一高一矮布置，防止钢索咬合和相碰，施工较复杂；另外，折线对角钢索在网架室内中央外露撑杆高度，使室内冗余净空增大，且撑杆为压杆，受力性能不如拉杆：由于预应力撑杆向上作用力越大，预应力效应越显著，而撑杆向上作用力是与钢索折线夹角大、小成正比，由于对角线折线长度比跨度方向长度大倍，则其夹角相应比沿跨度方向折线夹角小1.414倍，则预应力向上作用力亦小1.44倍，预应力效应比沿跨度方向折线布索小1.414倍。
发明内容：
本发明的目的在于：提供一种施工方便、预应力效应显著、受力性能好、不增加建筑物室内冗余空间、造价低的大跨度周边简支承体内折线预应力钢网架结构，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：它包括钢网架和预应力钢索，钢网架由正放四角锥连接构成，在钢网架体内的斜索段上设置有转向装置，在钢网架的中部下弦节点上设置有传力装置，预应力钢索穿过传力装置和转向装置后其两端分别固定在钢网架的两个上承式支座节点上。
预应力钢索布置在钢网架体内并沿跨度方向两两正交布置，其中一个方向的预应力钢索之间的间距为1～2个网格，与之正交的另一个方向的预应力钢索之间的间距为3～4个网格。
转向装置由钢板箱、装在钢板箱内的定滑轮和固定在钢板箱底部的竖杆构成，竖杆的另一端固定在四角锥下弦球节点四根斜腹杆的中央。
传力装置由钢箱、装在钢箱内的定滑轮和固定在钢箱底部的拉杆构成，拉杆的另一端固定在四角锥下弦球节点四根斜腹杆的中央。
每根预应力钢索的锚固端和张拉端分别设置在钢网架的相邻两个上承式支座节点上，固定在锚固端和张拉端的两股预应力钢索通过转向装置转向后向钢网架中央倾斜至传力装置，合为一根。
两个正交方向的传力装置等高，并且两个正交方向的预应力钢索的水平段在水平方向上相互错开，不相碰、不咬合。
本发明的预应力钢索在钢网架跨度方向两两对应及正交布索，四个传力点在网架最中央，另四个传力点在中央外围，向上传力点由四个变为八个，预应力效应更显著，且传力点由压杆改为拉杆，受力性能改善，同时其水平线段在钢网架内等高度，施工较方便；而且本发明的折线预应力钢索设置在钢网架体内，不增加建筑物室内冗余空间；预应力钢索与钢网架跨度方向正交布索，钢索折线长度比对角线布索长度小1.414倍，则夹角增大1.414倍，预应力向上作用力增大1.414倍，加大了预应力效应，从而使建筑综合造价下降20～25％。
附图说明：
附图1为本发明的平面结构示意图；
附图2为附图1的A-A剖视图；
附图3为附图1的B-B剖视图；
附图4为本发明的转向装置的结构示意图；
附图5为本发明的传力装置的结构示意图。
具体实施方式：
本发明的实施例：如附图1所示，它包括钢网架1和预应力钢索2，钢网架1由正放四角锥连接构成上承式周边简支承网架；预应力钢索2布置在钢网架1体内并沿跨度方向两两正交布置，在沿跨度方向和与跨度正交的方向上各设置有两根预应力钢索2，沿跨度方向的两根预应力钢索2之间的间距为1～2个网格，与之正交的另一个方向的两根预应力钢索2之间的间距在前者的基础上加大两个网格，为3～4个网格，如附图2或附图3所示，在沿跨度方向的钢网架1体内的左右两斜索段上各设置有一个转向装置3，在与跨度方向正交的钢网架1体内的左右两斜索段上也各设置有一个转向装置3，每个转向装置3由钢板箱5、装在钢板箱5内的两个定滑轮6和固定在钢板箱5底部的竖杆7构成，如附图4所示，竖杆7的另一端固定在四角锥下弦球节点四根斜腹杆的中央；在沿跨度方向的钢网架1的中央下弦节点上设置有两个传力装置4，在与跨度方向正交的钢网架1的中央下弦节点上也设置有两个传力装置4，并且两个正交方向的传力装置4等高，两个正交方向预应力钢索2的水平段在水平方向上相互错开，不相碰、也不咬合；每个传力装置4由钢箱8、装在钢箱8内的两个定滑轮9和固定在钢箱8底部的拉杆10构成，如附图5所示，拉杆10的另一端固定在四角锥下弦球节点四根斜腹杆的中央。预应力钢索2穿过传力装置4和转向装置3后其两端分别固定在钢网架1的两个上承式支座节点11上；
当建立预应力后，预应力钢索2的预拉力产生向上抬的作用力，并通过传力装置4的定滑轮轴承传给拉杆10，即传给下弦节点，使钢网架1在建立预应力后，在钢网架1中央的八个传力装置4产生向上抬的作用力，即钢网架1在成型态产生与钢网架荷载态产生的内力相反的内力，这样钢网架1处于使用状态时，是成型态与荷载态内力叠加，从而使钢网架1的内力减小，从而减小配杆用钢量。每根预应力钢索2的锚固端和张拉端分别设置在钢网架1的相邻两个上承式支座节点11上，即预应力钢索2在张拉锚固端分为两段，并且两股预应力钢索2通过转向装置3转向后向钢网架1中央倾斜在第三个网格通过转向装置3后，在传力装置4处又合为一根。
钢网架1的安装采用现场安装，按要求配预应力钢索2后，建立预应力，钢网架1的支座节点处水平力由网架上弦承担，形成内应力，其垂直分力由支座承力结构承担；在传力装置4的部位，预应力使竖杆7受拉，给下弦节点作用一个与钢网架1荷载方向相反的作用力，使钢网架1产生与荷载作用反向的作用力，从而达到在成形态与荷载态两种工作状态叠加后形成的使用状态时，杆件内力减小的功效，从而减少用钢量，降低造价。
Claims (6)
1.一种大跨度周边简支承体内折线预应力钢网架结构，它包括钢网架(1)和预应力钢索(2)，其特征在于：钢网架(1)由正放四角锥连接构成，在钢网架(1)体内的斜索段上设置有转向装置(3)，在钢网架(1)的中部下弦节点上设置有传力装置(4)，预应力钢索(2)穿过传力装置(4)和转向装置(3)后其两端分别固定在钢网架(1)的两个上承式支座节点(11)上。
2.根据权利要求1所述的大跨度周边简支体内折线预应力钢网架结构，其特征在于：预应力钢索(2)布置在钢网架(1)体内并沿跨度方向两两正交布置，其中一个方向的预应力钢索(2)之间的间距为1～2个网格，与之正交的另一个方向的预应力钢索(2)之间的间距为3～4个网格。
3.根据权利要求1所述的大跨度周边简支体内折线预应力钢网架结构，其特征在于：转向装置(3)由钢板箱(5)、装在钢板箱(5)内的定滑轮(6)和固定在钢板箱(5)底部的竖杆(7)构成，竖杆(7)的另一端固定在四角锥下弦球节点四根斜腹杆的中央。
4.根据权利要求1所述的大跨度周边简支体内折线预应力钢网架结构，其特征在于：传力装置(4)由钢箱(8)、装在钢箱(8)内的定滑轮(9)和固定在钢箱(8)底部的拉杆(10)构成，拉杆(10)的另一端固定在四角锥下弦球节点四根斜腹杆的中央。
5.根据权利要求1所述的大跨度周边简支体内折线预应力钢网架结构，其特征在于：每根预应力钢索(2)的锚固端和张拉端分别设置在钢网架(1)的相邻两个上承式支座节点(11)上，固定在锚固端和张拉端的两股预应力钢索(2)通过转向装置(3)转向后向钢网架(1)中央倾斜至传力装置(4)，合为一根。
6.根据权利要求1或2所述的大跨度周边简支体内折线预应力钢网架结构，其特征在于：两个正交方向的传力装置(4)等高，并且两个正交方向的预应力钢索(2)的水平段在水平方向上相互错开，不相碰、不咬合。
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