CN114250907B - 张弦梁结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种张弦梁结构，属于建筑工程技术领域。本申请的张弦梁结构，包括：支座；上弦梁，其两端与支座固定连接；N根撑杆，各撑杆竖向设置且顶部与上弦梁铰接，在撑杆上设置有索夹；主索，呈连续折线形且其两端均连接支座，主索穿设于每一撑杆上的索夹并在索夹中形成弯折处；抗风索，呈折线形且其两端分别连接上弦梁和支座，抗风索穿设于撑杆上的索夹并在索夹中形成弯折处，并且，抗风索的弯折处相对撑杆的倾斜方向与主索的弯折处相对撑杆的倾斜方向相反。本申请的张弦梁结构，其撑杆对上弦梁的支撑稳定，张弦梁整体结构稳定性较强。

Description

张弦梁结构

技术领域

本申请涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种张弦梁结构。

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。其包括刚性构件上弦、柔性拉索以及撑杆。在一些装配方式中，柔性拉索呈连续折线形且其两端连接刚性构件上弦的两端支点，柔性拉索的每一弯折处均与撑杆相连接，其连接方式一般是在撑杆底部设置索夹，柔性拉索的弯折处穿设于索夹的索道中。此种装配方式虽然结构简单，但由于柔性拉索在张拉过程中，索体与索夹接触处会由于受拉变细，索夹无法牢固地固定索体，位于斜索位置的索夹极易相对主索发生滑动从而带动撑杆偏移，导致撑杆无法对刚性构件上弦梁形成有效支撑，影响张弦梁结构的稳定性。

发明内容

本申请旨在解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种张弦梁结构，其撑杆对上弦梁的支撑稳定，张弦梁整体结构稳定性较强。

根据本申请的张弦梁结构，包括：

支座；

上弦梁，其两端与所述支座固定连接；

N根撑杆，各所述撑杆竖向设置且顶部与所述上弦梁铰接，在所述撑杆上设置有索夹；

主索，呈连续折线形且其两端均连接所述支座，所述主索穿设于每一所述撑杆上的所述索夹并在所述索夹中形成弯折处；

抗风索，呈折线形且其两端分别连接所述上弦梁和所述支座，当N为偶数时，各所述撑杆均与所述抗风索相连接，当N为奇数时，除所述上弦梁跨中位置对应的所述撑杆外，其他所述撑杆均与所述抗风索相连接；所述抗风索与所述撑杆的连接方式为，所述抗风索穿设于所述撑杆上的所述索夹并在所述索夹中形成弯折处，并且，所述抗风索的弯折处相对所述撑杆的倾斜方向与所述主索的弯折处相对所述撑杆的倾斜方向相反。

根据本申请实施例的张弦梁结构，至少具有如下有益效果：

设置抗风索，并且，抗风索的弯折处相对撑杆的倾斜方向与主索的弯折处相对撑杆的倾斜方向相反，使得同一根撑杆上，索夹受到抗风索的作用力方向与受到主索的作用力方向相反，从而能够使得索夹受力平衡，在张弦梁使用过程中，索夹不会相对主索发生滑移，从而使得撑杆始终保持竖向位置，撑杆能够持续稳定的对上弦梁实现支撑作用，张弦梁的结构稳定性较强。

根据本申请的一些实施例，每一所述抗风索至少与两根所述撑杆相连接。

根据本申请的一些实施例，在与所述抗风索连接的所述撑杆的底部和中部均设置有索夹，位于所述撑杆底部的索夹用于与所述主索连接，位于所述撑杆中部的索夹用于与所述抗风索连接。

根据本申请的一些实施例，所述索夹设置于每一所述撑杆的底部；每一所述抗风索仅与一根所述撑杆相连接；所述抗风索和所述主索均与所述索夹连接。

根据本申请的一些实施例，在所述索夹中设置有倾斜方向相反的第一索道和第二索道，所述第一索道用于穿设所述主索，所述第二索道用于穿设所述抗风索。

根据本申请的一些实施例，所述第一索道和所述第二索道均呈弧形弯曲。

根据本申请的一些实施例，所述第二索道设置有两个，两个所述第二索道沿所述索夹的中轴面对称设置。

根据本申请的一些实施例，所述索夹包括座体、底板和侧板，所述底板与所述座体之间、所述侧板与所述座体之间均通过螺栓连接；所述第一索道形成于所述座体与所述底板之间，所述第二索道形成于所述座体与所述侧板之间。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一种实施例中张弦梁结构的示意图。

图2为本申请另一种实施例中张弦梁结构的示意图。

图3是本申请一种实施例中索夹的立体图。

图4为本申请一种实施例中索夹的侧视图。

图5为本申请一种实施例中索夹的正视图。

图6为本申请另一种实施例中索夹的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、前、后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申请和简化描述，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申请的限制。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

下面根据图1至图6描述本申请的张弦梁结构。

参考图1至图2，本申请的张弦梁结构，包括：

支座100；

上弦梁200，其两端与支座100固定连接；

N根撑杆300，各撑杆300竖向设置且顶部与上弦梁200铰接，在撑杆300上设置有索夹400；

主索500，呈连续折线形且其两端均连接支座100，主索500穿设于每一撑杆300上的索夹400并在索夹400中形成弯折处；

抗风索600，呈折线形且其两端分别连接上弦梁200和支座100，当N为偶数时，各撑杆300均与抗风索600相连接，当N为奇数时，除上弦梁200跨中位置对应的撑杆300外，其他撑杆300均与抗风索600相连接；抗风索600与撑杆300的连接方式为，抗风索600穿设于撑杆300上的索夹400并在索夹400中形成弯折处，并且，抗风索600的弯折处相对撑杆300的倾斜方向与主索500的弯折处相对撑杆300的倾斜方向相反。

可以理解的是，一般而言，两个支座100之间对应架设有上弦梁200，具体地，各支座100设置于承重柱上，或是其他固定建筑设施上，上弦梁200两端与支座100连接，可以是铰接，也可以是焊接等连接方式，具体视施工现场的情况而定。

在上弦梁200的底部设置有若干铰接点，每一铰接点对应铰接有一根撑杆300，在自然状态下，各撑杆300保持竖直状态。在每一撑杆300的底部设置有索夹400，索夹400中形成有供主索500穿过的索道。

主索500两端固定设置有锚具，在支座100与上弦梁200连接点附近设置有锚位，主索500的锚具在锚位处与支座100铰接，主索500呈多段弯折的连续折线形，并且，主索500的弯折处位于索夹400的索道中。

需要理解的是，对应上弦梁200不同位置的撑杆300与主索500之间的连接情况各不相同。

记撑杆300的数量为N。

当N为奇数时，对位于上弦梁200跨中位置相对应的撑杆300而言，主索500穿设于其上的索夹400时，弯折的两段主索500之间的弯折夹角的角平分线与撑杆300的轴线重合，也即，位于撑杆300两侧的两段主索500关于撑杆300对称，因此，位于上弦梁200跨中位置相对应的撑杆300，也即第根撑杆300能够保持受力平衡，设置于其上的索夹400不会与主索500发生滑移。对于上弦梁200除跨中位置以外的其他位置所对应的撑杆300而言，即第根、以及第/>根，主索500穿设于其上的索夹400时，弯折的相邻两段主索500均相对索夹400往同一侧倾斜，只是两段主索500各自相对索夹400的倾斜角度略微不同。因此，对于上弦梁200除跨中位置以外的其他位置所对应的撑杆300而言，由于弯折的相邻两段主索500均相对索夹400往同一侧倾斜，索夹400受到主索500的摩擦力并不平衡，索夹400极易相对主索500滑移，从而导致撑杆300偏离竖向位置，导致撑杆300对上弦梁200的支撑不够，使得张弦梁结构稳定性出现问题。

当N为偶数时，对于任一根撑杆300而言，主索500穿设于其上的索夹400时，弯折的相邻两段主索500均相对索夹400往同一侧倾斜，只是弯折的相邻两段主索500各自相对索夹400的倾斜角度略微不同。其情况与上述N为奇数的情况下、上弦梁200除跨中位置以外的其他位置所对应的撑杆300所受的情况一致，即，索夹400会相对主索500滑移导致撑杆300对上弦梁200的支撑不到位。

为此，在张弦梁结构中加设抗风索600结构。

抗风索600的两端分别连接支座100和上弦梁200，抗风索600的中部与撑杆300相连接，具体而言，抗风索600中部与撑杆300连接的形式与主索500和撑杆300的连接方式类似，即抗风索600的中部穿设于索夹400，需要注意的是，抗风索600同样呈折线状，抗风索600弯折的相邻两段穿设于索夹400，并且，弯折的相邻两段均相对索夹400往同一侧倾斜，倾斜方向与同一撑杆300上主索500的倾斜方向相反，从而使得在同一撑杆300中，抗风索600对索夹400的摩擦力与主索500对索夹400的摩擦力方向相反，从而使得撑杆300能够受力平衡并始终保持在竖向位置，从而实现对上弦梁200的持续稳定的支撑，张弦梁的结构稳定性较强。

进一步的，在N分别为奇数和偶数时，张弦梁结构中抗风索600的设置方式及设置数量也有所不同。

当N为奇数时，由上述可知，对位于第根撑杆300而言，撑杆300上的索夹400受力平衡，索夹400不会相对主索500发生滑移，因此，位于上弦梁200跨中位置相对应的撑杆300无需设置抗风索600，也即，第/>根撑杆300无需设置抗风索600。对于其他的撑杆300而言，即第/>根、以及第/>根撑杆300，均需设置抗风索600。

当N为偶数时，由上述可知，各撑杆300上的索夹400均可能相对主索500发生滑移，因此，各撑杆300均需设置抗风索600。

通过如此设置，撑杆300同时与抗风索600和主索500连接，使得抗风索600和主索500能够对撑杆300上的索夹400提供方向相反的摩擦力，从而使得索夹400能够保持受力平衡，张弦梁结构的结构稳定性较强；此外，如此设置，相比于没有设置抗风索600的常规设计，能够减小索夹400对主索500的拉力，使得主索500所受的拉扯力较小，从而防止主索500张拉过度导致索体与索夹400连接处的直径缩小，最终造成索体出现裂痕、断裂等结构性损伤。

参考图2，在本申请的一些实施例中，每一抗风索600至少与两根撑杆300相连接。

可以理解的是，由于每根抗风索600的一端均需与上弦梁200连接、另一端均需与支座100连接，为减少连接点的设置，以简化张弦梁结构，抗风索600可以设置成同时连接多根撑杆300。

具体地，以连接位于第根撑杆300一侧的若干撑杆300为例，其中，N为奇数且N>3。例如第/>根，在第一根撑杆300上仅需设置一个索夹400，在该索夹400中设置有分别用于连接抗风索600和主索500索道，由于张弦梁结构的特性，第/>根撑杆300的长度依次增长，并且，第/>根撑杆300的长度最长，因此，除第一根撑杆300上抗风索600与主索500能够共同使用同一个索夹400外，在其他撑杆300上，为使抗风索600弯折处相对撑杆300的倾斜方向与主索500弯折处相对撑杆300的倾斜方向相反，在第/>根撑杆300的中部和底部均需设置索夹400，以分别用于连接抗风索600和主索500，更具体的，第/>根撑杆300上与抗风索600连接的索夹400和与主索500连接的索夹400之间的间隔依次增大，以满足在同一根撑杆300上，抗风索600对索夹400的摩擦力与主索500对索夹400的摩擦力能够互相平衡。

需要理解的是，在此种设置情况下，参考图6，主索500和抗风索600所穿设的索夹400中均仅设置一条索道。

如此设置，张弦梁结构中抗风索600的数量较少，结构简单，建造较为方便。

参考图1，在本申请的一些实施例中，索夹400设置于每一撑杆300的底部；每一抗风索600仅与一根撑杆300相连接；抗风索600和主索500均与索夹400连接。

可以理解的是，在一些较佳的实施方式中，每一抗风索600与仅与一根撑杆300连接，也即，在撑杆300上仅在其底部设置索夹400，索夹400同时连接抗风索600和主索500。如此设置，单条抗风索600所受拉力较小，受力性能较佳，能够有效提高撑杆300的受力稳定性，并且，仅需在各撑杆300的底部设置索夹400，各撑杆300的结构设置更加简单，装配方便。

参考图3至图5，在本申请的一些实施例中，在索夹400中设置有倾斜方向相反的第一索道400a和第二索道400b，第一索道400a用于穿设主索500，第二索道400b用于穿设抗风索600。

可以理解的是，设置第一索道400a和第二索道400b，主索500穿设于第一索道400a，抗风索600穿设于第二索道400b，并且，主索500的索体表面与第一索道400a侧壁紧密接触，抗风索600的索体表面与第二索道400b侧壁紧密接触。如此设置，首先，能够避免主索500和抗风索600直接接触，从而能够避免二者在张拉过程中互相拉扯摩擦导致各自的索体受损；其次，对于主索500而言，主索500与第一索道400a的接触面积较大，在主索500张拉过程中，主索500与索夹400接触处单位面积内所受的应力较小，从而减小对主索500结构的损伤；对于抗风索600而言，抗风索600与第二索道400b的接触面积同样较大，在抗风索600张拉过程中，抗风索600与索夹400接触处单位面积内所受的应力同样较小，一样能够减小对抗风索600结构的损伤。

参考图4，在本申请的一些实施例中，第一索道400a和第二索道400b均呈弧形弯曲。

进一步的，第一索道400a和第二索道400b均呈弧形弯曲，由于主索500的弯折处位于第一索道400a中，抗风索600的弯折处位于第二索道400b中。由于主索500的弯折处穿设于第一索道400a，抗风索600的弯折处穿设于第二索道400b，如此设置，使得主索500和抗风索600的弯折处均较为缓和，并不会出现明显的折痕，从而能够减小弯折处的应力，提高主索500和抗风索600的使用寿命，从而有利于张弦梁结构稳定性的提高。

参考图3至图5，在本申请的一些实施例中，第二索道400b设置有两个，两个第二索道400b沿索夹400的中轴面对称设置。

可以理解的是，在同一索夹400中，由于第一索道400a和第二索道400b的倾斜方向相反，因此，为避免主索500和抗风索600交叉或者距离过近导致二者摩擦受损，需要将第一索道400a和第二索道400b在索夹400的宽度方向间隔一定距离设置，同时，为了索夹400在其宽度方向上的两侧能够受力平衡，将其上的索道设置为：第一索道400a沿索夹400的中轴面设置，第二索道400b设置于第一索道400a两侧且沿索夹400的中轴面对称设置，对应的，同一索夹400上穿设有两条抗风索600和一条主索500，索夹400受力更加平衡，提高撑杆300对上弦梁200的支撑稳定性。

参考图3至图5，在本申请的一些实施例中，索夹400包括座体410、底板420和侧板430，底板420与座体410之间、侧板430与座体410之间均通过螺栓连接；第一索道400a形成于座体410与底板420之间，第二索道400b形成于座体410与侧板430之间。

可以理解的是，索夹400的结构可以有以下设置方式，具体地说，索夹400包括索体、侧板430和底板420。在座体410的底面设置有U型槽，底板420为T字型，并且，在底板420的T字型顶部设置有凹槽，当底板420上T字型的突出部嵌设于座体410底面的U型槽中时，底板420上的凹槽与U型槽之间形成有第一索道400a，进一步的，座体410与底板420之间通过螺栓连接，如此设置，当第一索道400a中穿设有主索500时，通过调整螺栓的松紧，能够调节第一索道400a的直径大小，从而调整主索500与索夹400连接的松紧程度。同时，在索体的相对两侧面均开设有第二凹槽，对应的，侧板430上开设有第三凹槽，当侧板430与座体410连接时，侧板430与座体410之间形成有第二索道400b，同样的，座体410与侧板430之间通过螺栓连接，通过调整螺栓的松紧，同样能够实现对第二索道400b直径的调整，从而实现调整抗风索600与索夹400连接的松紧程度。

通过如此设置，索夹400与主索500以及抗风索600之间的连接简单快捷，装配方便，并且，主索500与索夹400、抗风索600与索夹400之间连接的松紧程度能够实现调节，且成本较低。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种张弦梁结构，其特征在于，包括：

支座；

上弦梁，其两端与所述支座固定连接；N根撑杆，各所述撑杆竖向设置且顶部与所述上弦梁铰接，在所述撑杆上设置有索夹；

主索，呈连续折线形且其两端均连接所述支座，所述主索穿设于每一所述撑杆上的所述索夹并在所述索夹中形成弯折处；

抗风索，呈折线形且其两端分别连接所述上弦梁和所述支座，当N为偶数时，各所述撑杆均与所述抗风索相连接，当N为奇数时，除所述上弦梁跨中位置对应的所述撑杆外，其他所述撑杆均与所述抗风索相连接；所述抗风索与所述撑杆的连接方式为，所述抗风索穿设于所述撑杆上的所述索夹并在所述索夹中形成弯折处，并且，所述抗风索的弯折处相对所述撑杆的倾斜方向与所述主索的弯折处相对所述撑杆的倾斜方向相反；其中，

所述索夹设置于每一所述撑杆的底部，每一所述抗风索仅与一根所述撑杆相连接，所述抗风索和所述主索均与所述索夹连接，在所述索夹中设置有倾斜方向相反的第一索道和第二索道，所述第一索道用于穿设所述主索，所述第二索道用于穿设所述抗风索，所述第二索道设置有两个，两个所述第二索道沿所述索夹的中轴面对称设置。

2.根据权利要求1所述的张弦梁结构，其特征在于：所述第一索道和所述第二索道均呈弧形弯曲。

3.根据权利要求1所述的张弦梁结构，其特征在于：所述索夹包括座体、底板和侧板，所述底板与所述座体之间、所述侧板与所述座体之间均通过螺栓连接；所述第一索道形成于所述座体与所述底板之间，所述第二索道形成于所述座体与所述侧板之间。