CN209353209U - 一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构，拱脚结构包括拱桁架结构的两根上弦杆的端部、以及连接在拱桁架结构的一根下弦杆的末端的两根支杆，两根支杆的顶端均与下弦杆的末端连接，两根支杆的底端相间隔。拱桁架结构包括：拱桁架结构本体，包括两根上弦杆和一根下弦杆，下弦杆的两端部分别连接有两根支杆，两根支杆的顶端均与下弦杆的末端连接，两根支杆的底端相间隔；两个基础，分别设于拱桁架结构本体的两端下方，每个基础上连接有四个铰接支座，四个铰接支座分别与两根上弦杆的末端和两根支杆的底端铰接。本实用新型的拱脚结构实现四点落地，既能抵抗上部钢桁架结构在拱脚处产生的弯矩，又具有较高的抗拔能力。

Description

一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构

技术领域

本实用新型涉及钢桁架技术领域，尤其是一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构。

背景技术

桁架结构是由很多杆件按一定的规律布置，通过节点连接而成的一种杆系结构。图1为一种大跨度空间拱形桁架结构，其上部结构10对拱脚20的水平推力很大，设计时，要求在满足结构安全的前提下合理优化结构用钢量，降低造价。

如图2所示，为第一种现有的拱脚结构，桁架的上弦杆1＇或下弦杆2＇的末端通过抗震球铰支座与基础连接，为两点落地方案，虚线圆圈处为上弦杆1＇与铰接支座的铰接位置，每个虚线圆圈内的约束符号表示铰接支座约束上弦杆1＇的三个方向上的平移，采用此拱脚结构的缺点是：无法抵抗拱脚弯矩，为提高承载能力，只能控制结构挠度，用钢量较高。

如图3所示，为第二种现有的拱脚结构，桁架的上弦杆1〞和下弦杆2〞的末端通过抗震球铰支座与基础连接，为三点落地方案，虚线圆圈处为上弦杆1〞和下弦杆2〞与铰接支座的铰接位置，每个虚线圆圈内的约束符号表示铰接支座约束上弦杆1〞和下弦杆2〞的三个方向上的平移，此拱脚结构为可以抵抗弯矩的刚接形式，能减小结构整体挠度，减少用钢量，但采用此拱脚结构的缺点是：上部结构对拱脚施加的水平推力通过铰接支座传至铰接支座埋件锚杆，由于外荷载在拱脚处产生的绕OO＇轴作用的弯矩不能像图2所示的结构形式那样可以在拱脚处得以自由释放，而是下弦杆2〞的拱脚受拉，上弦杆1〞的拱脚受压，上下弦拱脚共同作用抵抗弯矩，由于下弦杆2〞只有一个支座抗拉，当外荷载产生的拱脚弯矩较大时，容易造成下弦杆2〞支座拔力过大，该拔力传递至支座埋件锚杆时，容易超过支座埋件锚杆自身的抗拔能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构，该拱脚结构既能抵抗上部钢桁架结构在拱脚处产生的弯矩，又具有较高的抗拔能力。

为达到上述目的，本实用新型提出一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其包括拱桁架结构的两根上弦杆的端部、以及连接在所述拱桁架结构的一根下弦杆的末端的两根支杆，两根所述支杆的顶端均与所述下弦杆的末端连接，两根所述支杆的底端相间隔。

如上所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其中，其中一根所述支杆和其中一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的一侧，其中另一根所述支杆和其中另一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的另一侧。

如上所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其中，所述下弦杆和与其连接的两根所述支杆构成人字形结构。

如上所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其中，两根所述上弦杆的末端和两根所述支杆的底端位于同一水平面上。

如上所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其中，所述用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构还包括连接在两根所述支杆与两根所述上弦杆之间的腹杆。

本实用新型还提出一种拱桁架结构，其包括：拱桁架结构本体，呈拱形，所述拱桁架结构本体包括两根上弦杆、一根下弦杆、连接在所述下弦杆与两根所述上弦杆之间的腹杆，所述下弦杆的两端部分别连接有两根支杆，两根所述支杆的顶端均与所述下弦杆的末端连接，两根所述支杆的底端相间隔；两个基础，分别设于所述拱桁架结构本体的两端下方，每个所述基础上连接有四个铰接支座，四个所述铰接支座分别与两根所述上弦杆的末端和两根所述支杆的底端铰接。

如上所述的拱桁架结构，其中，其中一根所述支杆和其中一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的一侧，其中另一根所述支杆和其中另一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的另一侧。

如上所述的拱桁架结构，其中，所述下弦杆和与其连接的两根所述支杆构成人字形结构。

如上所述的拱桁架结构，其中，所述拱桁架结构本体还包括连接在两根所述支杆与两根所述上弦杆之间的腹杆。

如上所述的拱桁架结构，其中，所述铰接支座通过锚杆与所述基础连接。

本实用新型的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构的特点和优点是：

本实用新型通过设置两根支杆，两根上弦杆和两根支杆共同落地，使拱脚结构实现四点落地，在使用时，将两根支杆和两根上弦杆分别通过铰接支座与基础铰接，本实用新型的拱脚结构与第一种现有技术相比，能抵抗上部钢桁架结构在拱脚处产生的弯矩，有效提高结构承载能力，减小结构挠曲变形，有助于减少用钢量，与第二种现有技术相比，由于将单根下弦杆的单支座抗拔变为两根支杆的两支座抗拔，可以有效降低单个支座受到的拔力，从而具有较高的抗拔能力。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是现有的大跨度空间拱形桁架结构的示意图；

图2是第一种现有的拱脚结构的示意图；

图3是第二种现有的拱脚结构的示意图；

图4是本实用新型的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构的示意图。

主要元件标号说明：

1、1＇、1〞 上弦杆

2、2＇、2〞 下弦杆

3 支杆

4 腹杆

5 腹杆

10 上部结构

20 拱脚

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图4所示，本实用新型提供一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，大跨度通常指横向跨度为200m以上，拱脚结构包括拱桁架结构的两根上弦杆1的端部、以及连接在拱桁架结构的一根下弦杆2的末端的两根支杆3，两根支杆3的顶端均与下弦杆2的末端连接，两根支杆3的底端相间隔。

本实用新型通过设置两根支杆3，两根上弦杆1和两根支杆3共同落地，使拱脚结构实现四点落地，在使用时，将两根支杆3和两根上弦杆1分别通过铰接支座与基础铰接，本实用新型的拱脚结构与第一种现有技术相比，能抵抗上部钢桁架结构在拱脚处产生的弯矩，有效提高结构承载能力，减小结构挠曲变形，有助于减少用钢量，与第二种现有技术相比，由于将单根下弦杆2的单支座抗拔变为两根支杆3的两支座抗拔，可以有效降低单个支座受到的拔力，从而具有较高的抗拔能力。

图4中，虚线圆圈处为上弦杆1和下弦杆2与铰接支座的铰接位置，每个虚线圆圈内的约束符号表示铰接支座约束上弦杆1和下弦杆2的三个方向上的平移。

如图4所示，进一步，其中一根支杆3和其中一根上弦杆1均位于下弦杆2的一侧，其中另一根支杆3和其中另一根上弦杆1均位于下弦杆2的另一侧，或者说两根支杆3分别位于下弦杆2的两对两侧，两根上弦杆1分别位于下弦杆2的相对两侧。

如图4所示，进一步，下弦杆2和与其连接的两根支杆3构成人字形结构。

进一步，两根上弦杆1的末端和两根支杆3的底端位于同一水平面上，以便于与基础连接，并有助于提高结构稳定性。

如图4所示，进一步，拱脚结构还包括连接在两根支杆3与两根上弦杆1之间的腹杆4。

本实用新型还提供一种拱桁架结构，其包括拱桁架结构本体和两个基础，拱桁架结构本体呈拱形，如图4所示，拱桁架结构本体包括两根上弦杆1、一根下弦杆2、连接在下弦杆2与两根上弦杆1之间的腹杆5，上弦杆1和下弦杆2呈管状，下弦杆2的两个端部分别连接有两根支杆3，或者说下弦杆2的每个端部都连接有两根支杆3，两根支杆3的顶端均与下弦杆2的末端连接，两根支杆3的底端相间隔；两个基础分别设于拱桁架结构本体的两端下方，每个基础上连接有四个铰接支座，四个铰接支座分别与两根上弦杆1的末端和两根支杆3的底端铰接。

本实用新型通过在下弦杆2的每一末端设置两根支杆3，使拱桁架结构的拱脚结构实现四点落地，与第一种现有技术相比，拱脚结构能抵抗上部钢桁架结构在拱脚处产生的弯矩，有效提高结构承载能力，减小结构挠曲变形，有助于减少用钢量，与第二种现有技术相比，由于将单根下弦杆2的单支座抗拔变为两根支杆3的两支座抗拔，可以有效降低单个支座受到的拔力，从而具有较高的抗拔能力。

其中，铰接支座可以采用现有的铰接支座，例如采用抗震球铰支座，对于铰接支座的具体结构，本实用新型不再赘述。

如图4所示，进一步，其中一根支杆3和其中一根上弦杆1均位于下弦杆2的一侧，其中另一根支杆3和其中另一根上弦杆1均位于下弦杆2的另一侧，或者说两根支杆3分别位于下弦杆2的两对两侧，两根上弦杆1分别位于下弦杆2的相对两侧。

如图4所示，进一步，下弦杆2和与其连接的两根支杆3构成人字形结构。

进一步，两根上弦杆1的末端和两根支杆3的底端位于同一水平面上，以便于与基础连接，并有助于提高结构稳定性。

如图4所示，进一步，拱桁架结构本体还包括连接在两根支杆3与两根上弦杆1之间的腹杆4。

进一步，铰接支座通过锚杆(或称为埋件锚杆)与基础连接。

进一步，拱桁架结构本体下方还连接有一个横向设置的预应力索，预应力索与拱桁架结构本体之间连接有多个纵向设置的撑杆，多个撑杆间隔设置。

本实用新型中的拱脚结构是一种新型的用于大跨度空间拱形立体桁架结构的刚接拱脚形式，通过将下弦杆2在末端分为两肢(即两根支杆3)，与两肢上弦杆1共计一端四点采用铰接形式与基础连接，从而四点共同作用形成可抵抗弯矩且抗拔能力高的刚接柱脚。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其特征在于，所述用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构包括拱桁架结构的两根上弦杆的端部、以及连接在所述拱桁架结构的一根下弦杆的末端的两根支杆，两根所述支杆的顶端均与所述下弦杆的末端连接，两根所述支杆的底端相间隔。

2.如权利要求1所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其特征在于，其中一根所述支杆和其中一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的一侧，其中另一根所述支杆和其中另一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的另一侧。

3.如权利要求1所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其特征在于，所述下弦杆和与其连接的两根所述支杆构成人字形结构。

4.如权利要求1所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其特征在于，两根所述上弦杆的末端和两根所述支杆的底端位于同一水平面上。

5.如权利要求1所述的用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构，其特征在于，所述用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构还包括连接在两根所述支杆与两根所述上弦杆之间的腹杆。

6.一种拱桁架结构，其特征在于，所述拱桁架结构包括：

拱桁架结构本体，呈拱形，所述拱桁架结构本体包括两根上弦杆、一根下弦杆、连接在所述下弦杆与两根所述上弦杆之间的腹杆，所述下弦杆的两端部分别连接有两根支杆，两根所述支杆的顶端均与所述下弦杆的末端连接，两根所述支杆的底端相间隔；

两个基础，分别设于所述拱桁架结构本体的两端下方，每个所述基础上连接有四个铰接支座，四个所述铰接支座分别与两根所述上弦杆的末端和两根所述支杆的底端铰接。

7.如权利要求6所述的拱桁架结构，其特征在于，其中一根所述支杆和其中一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的一侧，其中另一根所述支杆和其中另一根所述上弦杆均位于所述下弦杆的另一侧。

8.如权利要求6所述的拱桁架结构，其特征在于，所述下弦杆和与其连接的两根所述支杆构成人字形结构。

9.如权利要求6所述的拱桁架结构，其特征在于，所述拱桁架结构本体还包括连接在两根所述支杆与两根所述上弦杆之间的腹杆。

10.如权利要求6所述的拱桁架结构，其特征在于，所述铰接支座通过锚杆与所述基础连接。