CN106013447A - 钢管混凝土拱形空间网格结构 - Google Patents

钢管混凝土拱形空间网格结构 Download PDF

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Abstract

钢管混凝土拱形空间网格结构，它涉及一种拱形空间网格结构。本发明解决了现有的大跨度钢结构一般采用网架、桁架结构存在用钢大、耗费成本高的问题。每个拱形桁架(7)包括上弦杆(1)、两根下弦杆(2)和若干根腹杆(3)，上弦杆(1)和两根下弦杆(2)通过若干根腹杆(3)构成横截面呈三角形的拱形桁架，上弦杆(1)与下弦杆(2)之间布置有腹杆(3)，多个拱形桁架(7)与多根连杆(4)连接形成空间网格结构，拱形桁架(7)还包括支座(5)，拱形桁架(7)的两端分别设置有支座(5)，支座(5)与基础连接。本发明用于大跨度空间结构。

Description

钢管混凝土拱形空间网格结构
技术领域
本发明涉及一种钢管混凝土拱形空间网格结构，属于土木工程建筑结构领域。
背景技术
随着经济的发展，人们的生活水平提高，对环境的要求也量越来越高，对大跨度空间结构需求越来越大。
现有的大跨度钢结构一般采用网架、桁架等结构，其最主要的缺点是用钢大、耗费成本高；采用现有的大跨度钢结构无法减少用钢量，用钢量与强度是成正比的，减少用钢量强度达不到标准。
综上，现有的大跨度钢结构一般采用网架、桁架结构存在用钢大、耗费成本高的问题。
发明内容
本发明为解决现有的大跨度钢结构一般采用网架、桁架结构存在用钢大、耗费成本高的问题，进而提供一种钢管混凝土拱形空间网格结构。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构包括多个拱形桁架7和多根连杆4，每个拱形桁架7包括上弦杆1、两根下弦杆2和若干根腹杆3，上弦杆1和两根下弦杆2通过若干根腹杆3构成横截面呈三角形的拱形桁架，上弦杆1与下弦杆2之间布置有腹杆3，多个拱形桁架7与多根连杆4连接形成空间网格结构，拱形桁架7还包括支座5，拱形桁架7的两端分别设置有支座5，支座5与基础连接。
每个拱形桁架7的上弦杆1和下弦杆2之间灌有混凝土，混凝土的强度等级为C30以上自密实混凝土。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构的上弦杆、下弦杆主要承受轴向压力，于是将一部分的轴向压力由钢管内混凝土来承受，充分利用了混凝土的抗压性能及成本低的优势，使整个工程的施工成本降低，大大减少了用钢量；
本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构具有网格结构跨度大、用钢量小以及施工成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例1的轴测图；
图2是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例1的俯视图；
图3是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例1的主视图；
图4是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例1的侧视图；
图5是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例2的轴测图；
图6是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例2的俯视图；
图7是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例3的轴测图；
图8是本发明的钢管混凝土拱形空间网格结构实施例3的侧视图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～8所示，本实施方式的钢管混凝土拱形空间网格结构包括多个拱形桁架7和多根连杆4，每个拱形桁架7包括上弦杆1、两根下弦杆2和若干根腹杆3，上弦杆1和两根下弦杆2通过若干根腹杆3构成横截面呈三角形的拱形桁架，上弦杆1与下弦杆2之间布置有腹杆3，多个拱形桁架7与多根连杆4连接形成空间网格结构，拱形桁架7还包括支座5，拱形桁架7的两端分别设置有支座5，支座5与基础连接。
所述拱形空间网格结构的上弦杆1、下弦杆2或腹杆3可以全部或部分灌注混凝土。
所述拱形空间网格结构包含JGJ7《空间网格结构技术规程》中的各种空间网格型式，即按照角锥型式划分的四角锥拱形网格结构体系体系，包括由四角锥体系组成的正放四角锥、正放抽空四角锥、棋盘形四角锥、斜放四角锥、心形四角锥拱形网架结构；按照角锥型式划分的三角锥拱形网格结构体系，包括三角锥拱形网架、抽空三角锥拱形网架、蜂窝三角形拱形网架结构；按照外形划分的圆柱面网壳结构、三心圆网格结构或其他非典型拱形网格结构；按照杆件连接形式划分的联方网格、肋环形网格、肋环斜杆型网格、三向网格及其组合拱形网格体系；按照网格层数划分的单层、双层或多层拱形网格；由交叉桁架体系组成的两向正交正放拱形网架、两向正交斜放拱形网架、两向斜交斜放拱形拱形网架、三向拱形网架、三向拱形网架、单向折线形拱形网架结构。
所述拱形空间网格结构是上弦支座型式、下弦支座型式或其二者组合型式；所述拱形空间网格结构支座为全部设置或部分设置。
具体实施方式二：如图1～8所示，本实施方式钢管混凝土拱形空间网格结构的上下弦杆为连续的弧形或折线型，其上弦杆1和下弦杆2均为连续的弧形钢管或非连续的直钢管构成折线形钢管，腹杆3和连杆4均为直钢管。如此设计，上弦杆1和下弦杆2可以承受轴向压力。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图6所示，本实施方式所述拱形空间网格结构相邻的拱形桁架7和多根连杆4之间呈抽空网架型式。如此设计，可以进一步减小用钢量。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图1～8所示，本实施方式每个拱形桁架7的上弦杆1和下弦杆2之间灌有混凝土，混凝土的强度等级为C30以上自密实混凝土。如此设计，可以将一部分轴向压力由钢管之间的混凝土来承受，充分利用了混凝土的抗压性能。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：如图1～8所示，本实施方式多个拱形桁架7与多根连杆4垂直焊接形成空间网格结构。如此设计，可以增强空间网格结构的整体强度。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
具体实施方式六：如图7～8所示，本实施方式所述拱形空间网格结构还包括拉索8，每个拱形桁架7的中部水平设置有一根拉索8。如此设计，水平拉索可以抵消掉拱形桁架7的一部分水平推力，使得结构成本更低。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
实施例1：
如图1～4所示，本实施方式的钢管混凝土拱形空间网格结构包括多个拱形桁架7和多根连杆4，每个拱形桁架7包括上弦杆1、两根下弦杆2和若干根腹杆3，上弦杆1和两根下弦杆2通过若干根腹杆3构成横截面呈三角形的拱形桁架，上弦杆1与下弦杆2之间、两根下弦杆2之间均布置有腹杆3，多个拱形桁架7与多根连杆4垂直固接形成空间网格结构，每个拱形桁架7还包括两个支座5，每个拱形桁架7的两端分别设置有一个支座5，支座5与基础连接。在灌装混凝土之前，需在空间网格结构的跨度方向设临时支撑，待混凝土强度值达到70-90％后，即可将临时支撑拆除，混凝土为自密实混凝土，混凝土的强度等级为C30，施工方法采用顶升法、满堂式施工方法。
实施例2：
如图5～6所示，将实施例1中的网格抽空一部分杆件，形成一个抽空的拱形网格结构，该结构的用钢量更小，其它与实施例1相同。
实施例3：
如图7～8所示，将实施例2中的网格结构进一步抽空，演变成单榀的拱形桁架7，在拱形桁架7之间用直线桁架相连，在每个拱形桁架7的下弦杆2上水平设置拉索8，拉索8抵消掉拱形桁架7的一部分水平推力，使结构更经济。其它与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种钢管混凝土拱形空间网格结构，所述拱形空间网格结构包括多个拱形桁架(7)和多根连杆(4)，其特征在于：每个拱形桁架(7)包括上弦杆(1)、两根下弦杆(2)和若干根腹杆(3)，上弦杆(1)和两根下弦杆(2)通过若干根腹杆(3)构成横截面呈三角形的拱形桁架，上弦杆(1)与下弦杆(2)之间布置有腹杆(3)，多个拱形桁架(7)与多根连杆(4)连接形成空间网格结构，拱形桁架(7)还包括支座(5)，拱形桁架(7)的两端分别设置有支座(5)，支座(5)与基础连接。
2.根据权利要求1所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：钢管混凝土拱形空间网格结构的上下弦杆为连续的弧形或折线型，其上弦杆(1)和下弦杆(2)均为连续的弧形钢管或非连续的直钢管构成折线形钢管，腹杆(3)和连杆(4)均为直钢管。
3.根据权利要求1或2所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：所述拱形空间网格结构相邻的拱形桁架(7)和多根连杆(4)之间呈抽空网架型式。
4.根据权利要求3所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：每个拱形桁架(7)的上弦杆(1)和下弦杆(2)之间灌有混凝土，混凝土的强度等级为C30以上自密实混凝土。
5.根据权利要求1、2或4所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：多个拱形桁架(7)与多根连杆(4)垂直焊接形成空间网格结构。
6.根据权利要求5所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：所述拱形空间网格结构还包括拉索(8)，每个拱形桁架(7)的中部水平设置有一根拉索(8)。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：所述拱形空间网格结构为四角锥体系，四角锥体系包括正放四角锥、正放抽空四角锥、棋盘形四角锥、斜放四角锥、心形四角锥拱形网架结构。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：所述拱形空间网格结构为三角锥拱形网格结构体系，三角锥拱形网格结构体系包括三角锥拱形网架、抽空三角锥拱形网架、蜂窝三角形拱形网架结构。
9.根据权利要求1、2、4或6所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：所述拱形空间网格结构按照外形划分为圆柱面网壳结构、三心圆网格结构或非典型拱形网格结构；按照杆件连接形式划分为联方网格、肋环形网格、肋环斜杆型网格、三向网格及其组合的拱形网格体系。
10.根据权利要求1、2、4或6所述的钢管混凝土拱形空间网格结构，其特征在于：所述拱形空间网格结构按照网格层数划分为单层、双层或多层拱形网格；所述拱形空间网格结构是由交叉桁架体系组成的两向正交正放拱形网架、两向正交斜放拱形网架、两向斜交斜放拱形拱形网架、三向拱形网架、三向拱形网架、单向折线形拱形网架结构。
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