CN106978883A - 一种可折叠的张弦梁 - Google Patents

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张辉东
王晋鹏
闫立
张小帅
刘国平
戚国营
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Tianjin Chengjian University
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/11—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with non-parallel upper and lower edges, e.g. roof trusses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/343—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport
    • E04B1/344—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport with hinged parts
    • E04B1/3441—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport with hinged parts with articulated bar-shaped elements

Abstract

一种可折叠的张弦梁。其包括刚性构件上弦、柔性拉索、钢撑杆、柱脚节点；刚性构件上弦由四段依次首尾相连且采用工字钢或者型钢的钢梁构成；每根钢撑杆的上端铰接在两段钢梁上相邻接部位或该部位旁的任一钢梁底面上，下端通过一个索球节点连接在柔性拉索的中部，柔性拉索的两端分别通过一个拉索耳板连接在一个柱脚节点上。本发明是将刚性构件上弦分成四段，撑杆与主梁之间也使用销轴耳板连接，运至现场后只需安装少量的螺栓便可直接吊装，安装过程高效准确，能够节约大量时间。刚性构件上弦能够呈折叠状态，这样运输时可以最大程度地利用运载车辆的空间，降低运输成本，并且整个系统在结束使用后拆卸方便，并可以快速地重新安装。

Description

一种可折叠的张弦梁
技术领域
本发明属于建筑构件结构技术领域，尤其是涉及一种可折叠的张弦梁。
背景技术
张弦梁结构是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。其是一种由刚性构件上弦(一般常用工字钢或型钢)、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，结构组成是一种新型的平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中一项比较成功的发明创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样，充分发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。但是相比于普通的门式钢架结构，张弦结构的构件更多，在现场安装过程中需要耗费一定的时间拼装节点，因此现场工期长且工作量大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够节约运输空间、降低成本的可折叠的张弦梁。
为了解决上述问题，本发明提供的可折叠的张弦梁包括刚性构件上弦、柔性拉索、连接在刚性构件上弦和柔性拉索之间的多根钢撑杆、两个柱脚节点；其中刚性构件上弦由四段依次首尾相连且采用工字钢或者型钢的钢梁构成，两端分别连接一个柱脚节点，柱脚节点上设有预留螺栓孔；每段钢梁上与另一段钢梁相邻的端部连接有一块连接板，连接板与钢梁长度方向相垂直，安装时利用螺栓将两块连接板固定在一起，并且钢梁上该端部的顶面或底面上设有耳板，相邻两段钢梁上相邻接端部的耳板利用一根销轴相连，由此将两段钢梁铰接在一起；每根钢撑杆的上端铰接在两段钢梁上相邻接部位或该部位旁的任一钢梁底面上，下端通过一个索球节点连接在柔性拉索的中部，柔性拉索的两端分别通过一个拉索耳板连接在一个柱脚节点上。
所述的四段钢梁中位于两端的两段相邻钢梁上的耳板和销轴设置在钢梁的顶面上，该部位下方的钢撑杆上端利用另一块耳板和销轴铰接在钢梁的底面上。
所述的四段钢梁中位于中间的两段相邻钢梁上的耳板和销轴设置在钢梁的底面上，该部位下方的钢撑杆上端同时利用该销轴铰接在耳板上。
所述的四段钢梁的长度相等。
所述的每段钢梁任一端部的耳板至少设置两个。
本发明提供的可折叠的张弦梁是将刚性构件上弦分成四段，撑杆与主梁之间也使用销轴耳板连接，运至现场后只需安装少量的螺栓便可直接吊装，安装过程高效准确，能够节约大量时间。刚性构件上弦能够呈折叠状态，这样运输时可以最大程度地利用运载车辆的空间，降低运输成本，并且整个系统在结束使用后拆卸方便，并可以快速地重新安装。适用于工业化大规模生产加工，特别是灾后重建所需要的大跨度厂房，医院，库房等要求快速建造的建筑，也适用于各种重复使用临时厂房。
附图说明
图1是本发明提供的可折叠的张弦梁侧视图。
图2是本发明提供的可折叠的张弦梁俯视图。
图3是本发明提供的可折叠的张弦梁上两端钢梁间连接部位正视图。
图4是本发明提供的可折叠的张弦梁上两端钢梁间连接部位侧视图。
图5是本发明提供的可折叠的张弦梁上中间位置处钢梁间连接部位正视图。
图6是本发明提供的可折叠的张弦梁上中间位置处钢梁间连接部位侧视图。
图7是本发明提供的可折叠的张弦梁呈折叠状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1—图7所示，本发明提供的可折叠的张弦梁包括刚性构件上弦1、柔性拉索9、连接在刚性构件上弦1和柔性拉索9之间的多根钢撑杆5、两个柱脚节点7；其中刚性构件上弦1由四段依次首尾相连且采用工字钢或者型钢的钢梁3构成，两端分别连接一个柱脚节点7，柱脚节点7上设有预留螺栓孔；每段钢梁3上与另一段钢梁3相邻的端部连接有一块连接板2，连接板2与钢梁3长度方向相垂直，安装时利用螺栓12将两块连接板2固定在一起，并且钢梁3上该端部的顶面或底面上设有耳板10，相邻两段钢梁3上相邻接端部的耳板10利用一根销轴11相连，由此将两段钢梁3铰接在一起；每根钢撑杆5的上端铰接在两段钢梁3上相邻接部位或该部位旁的任一钢梁3底面上，下端通过一个索球节点6连接在柔性拉索9的中部，柔性拉索9的两端分别通过一个拉索耳板8连接在一个柱脚节点7上。
所述的四段钢梁3中位于两端的两段相邻钢梁3上的耳板10和销轴11设置在钢梁3的顶面上，该部位下方的钢撑杆5上端利用另一块耳板和销轴铰接在钢梁3的底面上。
所述的四段钢梁3中位于中间的两段相邻钢梁3上的耳板10和销轴11设置在钢梁3的底面上，该部位下方的钢撑杆5上端同时利用该销轴1铰接在耳板10上。
所述的四段钢梁3的长度相等。
所述的每段钢梁3任一端部的耳板10至少设置两个，并且具体数量根据张弦梁的跨度来确定。
现将本发明提供的可折叠的张弦梁的运输及安装方法阐述如下：
首先在工厂将本张弦梁上除连接板2上螺栓12和撑杆5下端与索球节点6不连接之外，将其它部件按上述连接关系组装好，并折叠成如图7所示的状态，即将中间的两段钢梁3以销轴1为轴向下转动而合并在一起，将外端的两段钢梁3以销轴1为轴向上转动而与中间的钢梁3再合并一起，从而使刚性构件上弦1的长度变为钢梁3的长度，即缩短至其展开后长度的四分之一，将钢撑杆5向内折叠，之后运至安装现场。在安装前展开构成刚性构件上弦1的四段钢梁3，并利用多个螺栓12将两块相邻的连接板2固定在一起，使刚性构件上弦1成为一个整体，而耳板10和销轴11则可以加强钢梁3的弱轴强度；然后将索球节点6与相应的钢撑杆5下端相连接，调整钢撑杆5的角度，在柔性拉索9上施加设计值20％的预应力，使其成为图1所示状态；之后开始吊装，吊装完成后在柱脚节点7上的预留螺栓孔内安装螺栓12，由此固定刚性构件上弦1，最后对柔性拉索9施加预应力至设计值，安装完成。

Claims (5)

1.一种可折叠的张弦梁，包括刚性构件上弦(1)、柔性拉索(9)、连接在刚性构件上弦(1)和柔性拉索(9)之间的多根钢撑杆(5)、两个柱脚节点(7)；其特征在于：所述的刚性构件上弦(1)由四段依次首尾相连且采用工字钢或者型钢的钢梁(3)构成，两端分别连接一个柱脚节点(7)，柱脚节点(7)上设有预留螺栓孔；每段钢梁(3)上与另一段钢梁(3)相邻的端部连接有一块连接板(2)，连接板(2)与钢梁(3)长度方向相垂直，安装时利用螺栓(12)将两块连接板(2)固定在一起，并且钢梁(3)上该端部的顶面或底面上设有耳板(10)，相邻两段钢梁(3)上相邻接端部的耳板(10)利用一根销轴(11)相连，由此将两段钢梁(3)铰接在一起；每根钢撑杆(5)的上端铰接在两段钢梁(3)上相邻接部位或该部位旁的任一钢梁(3)底面上，下端通过一个索球节点(6)连接在柔性拉索(9)的中部，柔性拉索(9)的两端分别通过一个拉索耳板(8)连接在一个柱脚节点(7)上。
2.根据权利要求1所述的可折叠的张弦梁，其特征在于：所述的四段钢梁(3)中位于两端的两段相邻钢梁(3)上的耳板(10)和销轴(11)设置在钢梁(3)的顶面上，该部位下方的钢撑杆(5)上端利用另一块耳板和销轴铰接在钢梁(3)的底面上。
3.根据权利要求1所述的可折叠的张弦梁，其特征在于：所述的四段钢梁(3)中位于中间的两段相邻钢梁(3)上的耳板(10)和销轴(11)设置在钢梁(3)的底面上，该部位下方的钢撑杆(5)上端同时利用该销轴(1)铰接在耳板(10)上。
4.根据权利要求1所述的可折叠的张弦梁，其特征在于：所述的四段钢梁(3)的长度相等。
5.根据权利要求1所述的可折叠的张弦梁，其特征在于：所述的每段钢梁(3)任一端部的耳板(10)至少设置两个。
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