CN112227797A - 一种外露预应力桁架支承索网干煤棚 - Google Patents

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王哲
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梁宸宇
卜龙瑰
邢珏蕙
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    • E04H7/24—Constructions, with or without perforated walls, depending on the use of specified materials
    • E04H7/30—Constructions, with or without perforated walls, depending on the use of specified materials mainly of metal

Abstract

本发明涉及大跨度干煤棚结构技术领域，尤其是涉及一种外露预应力桁架支承索网干煤棚，该煤棚结构在纵向布置较少的三心圆预应力管桁架结构作为竖向支承结构，利用联系桁架将这些管桁架在平面外联结为统一稳定的整体。以管桁架为边界，在间隙中填充正交索网结构，索网结构的承重索连接于预应力管桁架下弦的耳板上，抗风索则通过边索与基础相连。在索网和管桁架形成整体后，利用张拉膜覆盖于索网和钢结构下弦以形成最终的遮蔽体系。

Description

一种外露预应力桁架支承索网干煤棚
技术领域
本发明涉及大跨度干煤棚结构技术领域，尤其是涉及一种外露预应力桁架支承索网干煤棚。
背景技术
目前，干煤棚是一种在电力、钢铁等领域广泛应用的设施，它的主要作用是遮蔽煤炭堆场或矿石料场，防止雨雪天气中煤炭受淋、刮风中煤炭损失以及污染周边环境。
在结构体系方面，大跨度的干煤棚主要采用三心圆预应力管桁架结构。这种结构的主体由横向的山墙榀桁架和标准榀桁架构成，结构沿着跨向由联系桁架将二者串联形成稳定的整体(图1所示)，并为屋面(彩钢板)提供支撑。屋面(彩钢板)通过钢结构上弦的檩条安装于钢结构的外表面。这种结构形式的特点是稳定性好、易于加工生产。随着煤炭堆场的规模日益增大，干煤棚的跨度和长度需求在不断扩大，场地形状也从标准的矩形向不规则形式转化。在这种情况下，预应力管桁架结构在建造中需要大量不同规格的杆件，也需要建设较多数量的基础(承台和桩基)。此时，现场的杆件切割焊接量较大，施工复杂性较高。因此，改进原有结构形式，降低建造复杂度成为工程建设的迫切需求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外露预应力桁架支承索网干煤棚，构件用量较少，易于装配，焊接量小，所需基础的数量也较少，可以有效增加结构材料利用率和建造效率。同时也可以使钢结构与矿粉、煤灰等污染物隔离，增强钢结构防腐性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种外露预应力桁架支承索网干煤棚，其包括：预应力桁架和索网；
所述预应力桁架包括：山墙榀桁架、标准榀桁架、联系桁架，所述山墙榀桁架和标准榀桁架通过联系桁架连接形成骨架；
所述索网分别填充在预应力桁架的间隙中，通过张拉膜形成为室内空间提供遮蔽的索膜结构；相邻的两个所述标准榀桁架的下弦之间拉结所述索网；所述山墙榀桁架与其相邻的标准榀桁架的下弦之间拉结所述索网；所述山墙榀桁架的上弦和腹杆、所述标准榀桁架的上弦和腹杆、所述联系桁架均暴露于所述索膜结构的外侧；所述标准榀桁架的下弦、山墙榀桁架的下弦均遮蔽于所述索膜结构的内侧。
作为一种进一步的技术方案，该外露预应力桁架支承索网干煤棚包括：承重索、抗风索和边索；
所述承重索与所述标准榀桁架或者山墙榀桁架的下弦耳板相连；
所述抗风索沿横向与所述承重索交织成网状；
所述抗风索与所述承重索通过索夹连接；
所述边索与所述抗风索通过索夹连接。
作为一种进一步的技术方案，所述标准榀桁架包括：标准榀拱桁架、张弦以及撑杆；
所述标准榀拱桁架包括：上弦、下弦以及连接在所述上弦、下弦之间的腹杆；所述下弦的底部连接若干个张弦，所述张弦之间通过所述撑杆连接；所述标准榀拱桁架的底部连接若干个张弦，所述张弦之间通过所述撑杆连接。
作为一种进一步的技术方案，所述标准榀桁架为三肢或四肢的钢结构三心圆拱桁架。
作为一种进一步的技术方案，所述山墙榀桁架包括山墙榀拱桁架和支承摇摆柱，所述山墙榀拱桁架包括：上弦、下弦以及连接在所述上弦、下弦之间的腹杆；所述支承摇摆柱在所述山墙榀拱桁架的下方支承固定。
作为一种进一步的技术方案，所述山墙榀桁架为三肢或四肢的钢结构三心圆拱桁架。
作为一种进一步的技术方案，所述支承摇摆柱为三肢或四肢结构。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1.本发明与预应力管桁架煤棚结构相比，本发明的构件用量较少，索网间距大，索体和锚具用量较少，材料利用率高。
2.本发明采用合理的布局和设计后，本发明的施工现场安装量、焊接量和土方量较传统结构都有较多下降，对施工效率提升明显。
3.本发明钢结构大部分处于索膜结构外侧，不接触矿粉、煤灰等物质，增强了钢结构的防腐性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术大跨度的干煤棚的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的预应力桁架支承索网煤棚的轴测图；
图3为本发明实施例提供的预应力桁架支承索网煤棚立面图；
图4为本发明实施例提供的预应力桁架支承索网煤棚平面图；
图5为本发明实施例提供的预应力管桁架做成的支承体系示意图；
图6为本发明实施例提供的典型标准榀预应力管桁架示意图；
图7为本发明实施例提供的典型山墙榀示意图；
图8为本发明实施例提供的典型索网结构示意图；
图9为本发明实施例提供的索网结构的局部装配立体图；
图10为本发明实施例提供的索网结构的局部装配侧视图。
图标：1为预应力桁架，2为索网，3为标准榀桁架，4为山墙榀桁架，5为联系桁架，6为标准榀桁架间距，7为拱脚，8为标准榀拱桁架，9为张弦，10为撑杆；11为山墙榀拱桁架；12为支承摇摆柱；13为承重索；14为抗风索；15为边索。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图2至图10所示，本实施例提供一种外露预应力桁架支承索网干煤棚，其包括：预应力桁架1和索网2；所述预应力桁架1包括：山墙榀桁架4、标准榀桁架3、联系桁架5，所述山墙榀桁架4和标准榀桁架3通过联系桁架5连接形成骨架，即，所述山墙榀桁架4和标准榀桁架3由联系桁架5在平面外进行联结，并通过拱脚7与基础相连。标准榀桁架间距6以及联系桁架5的数目由荷载大小以及结构性能目标确定。所述索网2分别填充在预应力桁架1的间隙中，通过张拉膜形成为室内空间提供遮蔽的索膜结构；相邻的两个所述标准榀桁架3的下弦之间拉结所述索网2；所述山墙榀桁架4与其相邻的标准榀桁架3的下弦之间拉结所述索网2；所述山墙榀桁架4的上弦和腹杆、所述标准榀桁架3的上弦和腹杆、所述联系桁架5均暴露于所述索膜结构的外侧；所述标准榀桁架3的下弦、山墙榀桁架4的下弦均遮蔽于所述索膜结构的内侧。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，该外露预应力桁架支承索网干煤棚包括：承重索13、抗风索14和边索15；所述承重索13与所述标准榀桁架3或者山墙榀桁架4的下弦耳板相连；所述抗风索14沿横向与所述承重索13交织成网状；所述抗风索14与所述承重索13通过索夹连接；所述边索15与所述抗风索14通过索夹连接。索网2需要通过预应力使结构保持稳定，其预应力水平由结构所受的荷载以及结构的性能目标共同确定。可以理解的是，索网2连接于钢结构的下弦节点，空间上与钢结构构件完全避让，因此钢结构构件可按照受力最佳方式进行布置。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述标准榀桁架3包括：标准榀拱桁架8、张弦9以及撑杆10；所述标准榀拱桁架8包括：上弦、下弦以及连接在所述上弦、下弦之间的腹杆；所述下弦的底部连接若干个张弦9，所述张弦9之间通过所述撑杆10连接；所述拱桁架的底部连接若干个张弦9，所述张弦9之间通过所述撑杆10连接。张弦9在拱桁架连接的位置以及撑杆的数量由结构的性能目标确定。
优选地，所述标准榀桁架3为三肢或四肢的钢结构三心圆拱桁架。
本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述山墙榀桁架4包括山墙榀拱桁架11和支承摇摆柱12。支承摇摆柱12的位置由堆煤场的传送带位置以及结构性能需求共同确定。
优选地，所述山墙榀桁架4为三肢或四肢的钢结构三心圆拱桁架。
优选地，所述支承摇摆柱12为三肢或四肢结构。
综上，本发明中该煤棚结构在纵向布置较少的三心圆预应力管桁架结构作为竖向支承结构，利用联系桁架将这些管桁架在平面外联结为统一稳定的整体。以管桁架为边界，在间隙中填充正交索网结构，索网结构的承重索连接于预应力管桁架下弦的耳板上，抗风索则通过边索与基础相连。在索网和管桁架形成整体后，利用张拉膜覆盖于索网和钢结构下弦以形成最终的遮蔽体系。
预应力桁架支承索网结构在实施时，可根据荷载的具体情况采用三肢管桁架或四肢管桁架。在两个山墙榀结构选型时，也可以利用三肢或四肢的落地摇摆柱作为加强结构，提高山墙榀桁架的力学性能。通过结构刚度性能需求可以确定索网的预应力水平，进而确定联系桁架的数量和间距。圆柱面索网的形态对结构抗风性能较为有利，因此抗风索之间可以采取较大间距，减少索体和索锚具的用量，亦可减少施工时索结构的装配量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，包括：预应力桁架和索网；
所述预应力桁架包括：山墙榀桁架、标准榀桁架、联系桁架，所述山墙榀桁架和标准榀桁架通过联系桁架连接形成骨架；
所述索网分别填充在预应力桁架的间隙中，通过张拉膜形成为室内空间提供遮蔽的索膜结构；相邻的两个所述标准榀桁架的下弦之间拉结所述索网；所述山墙榀桁架与其相邻的标准榀桁架的下弦之间拉结所述索网；所述山墙榀桁架的上弦和腹杆、所述标准榀桁架的上弦和腹杆、所述联系桁架均暴露于所述索膜结构的外侧；所述标准榀桁架的下弦、山墙榀桁架的下弦均遮蔽于所述索膜结构的内侧。
2.根据权利要求1所述的外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，包括：承重索、抗风索和边索；
所述承重索与所述标准榀桁架或者山墙榀桁架的下弦耳板相连；
所述抗风索沿横向与所述承重索交织成网状；
所述抗风索与所述承重索通过索夹连接；
所述边索与所述抗风索通过索夹连接。
3.根据权利要求1所述的外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，所述标准榀桁架包括：标准榀拱桁架、张弦以及撑杆；
所述标准榀拱桁架包括：上弦、下弦以及连接在所述上弦、下弦之间的腹杆；所述下弦的底部连接若干个张弦，所述张弦之间通过所述撑杆连接；所述标准榀拱桁架的底部连接若干个张弦，所述张弦之间通过所述撑杆连接。
4.根据权利要求3所述的外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，所述标准榀桁架为三肢或四肢的钢结构三心圆拱桁架。
5.根据权利要求1所述的外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，所述山墙榀桁架包括山墙榀拱桁架和支承摇摆柱；
所述山墙榀拱桁架包括：上弦、下弦以及连接在所述上弦、下弦之间的腹杆；所述支承摇摆柱在所述山墙榀拱桁架的下方支承固定。
6.根据权利要求5所述的外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，所述山墙榀桁架为三肢或四肢的钢结构三心圆拱桁架。
7.根据权利要求5所述的外露预应力桁架支承索网干煤棚，其特征在于，所述支承摇摆柱为三肢或四肢结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113565214A (zh) * 2021-09-26 2021-10-29 华北科技学院 一种快速装配的应急工程用张弦索膜钢结构建筑体系

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