CN210597604U - 一种实腹式钢架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实腹式钢架结构，包括弦梁和梁柱，弦梁和梁柱连接，弦梁通过若干个短节弦梁单元依次拼接而成，其中，钢架结构包括至少一条拉索，拉索的两端分别以能够向弦梁施加预应力的方式与不同的短节弦梁单元上连接。拉索在拉紧的情况下，会对弦梁产生反拱效应，由于拉索的自重相对于弦梁而言是很有限地，因此其能够有效地减小弦梁自身产生的挠度。

Description

一种实腹式钢架结构

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种实腹式钢架结构。

背景技术

大跨度钢结构工程一般采用钢材焊接成门式钢架。由于需要考虑钢架结构的大变形的特殊工况，因此这种钢架结构对焊接工艺的要求十分苛刻。为此采用“可拆式”的拼接钢架结构能够有效地克服该技术问题。

例如，公开号为CN2031886363U的中国专利公开的一种带加劲板式冷弯薄壁型钢门式钢架。该钢架包括柱、梁、梁柱连接板和梁梁连接板组成，梁和柱为等截面，柱和梁均有一对背靠背冷弯薄壁C型钢和一对槽钢加劲板组成，一对槽钢加劲板对应重合连接于一对背靠背冷弯薄壁C型钢的内侧，该钢架通过分别在梁、柱背靠背C型钢内对应的重合配置的一对槽钢，并在梁柱连接处和梁梁连接处分别采用对应的梁柱连接板和梁梁连接板增强连接，显著提高了冷弯薄壁型钢门式钢架结构的承载能力。

但是，该专利至少还具有如下问题：即使其增加了加劲板来降低该钢架结构的挠度，但是加劲板需要设置在可靠的位置且其自身的自重也会增加钢架结构的挠度，因此，实际上其减小的挠度是非常有限的。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种实腹式钢架结构。该钢架结构包括弦梁和梁柱，所述弦梁和所述梁柱连接，所述弦梁通过若干个短节弦梁单元依次拼接而成，其中，所述钢架结构包括至少一条拉索，所述拉索的两端分别以能够向所述弦梁施加预应力的方式与不同的短节弦梁单元上连接。

根据一种优选的实施方式，所述短节弦梁单元包括端板，所述端板上具有若干个阵列的锁紧螺孔，所述锁紧螺孔配置有与之相适应的螺纹紧固件，在所述螺纹紧固件依次旋入相邻的短节弦梁单元上的锁紧螺孔时，相邻的短节弦梁单元能够以预紧的方式连接。

根据一种优选的实施方式，位于所述弦梁的高点处的端板上的锁紧螺孔的布置密度大于其两侧的端板上的锁紧螺孔的布置密度；和/或位于所述弦梁的低点处的端板上的锁紧螺孔的布置密度大于其一侧的端板上的锁紧螺孔的布置密度。根据一种优选的实施方式，不同的短节弦梁单元上设置有用于向所述拉索施加拉力的锚具，其中，所述锚具位于所述弦梁的重垂线的两侧。

根据一种优选的实施方式，所述锚具包括与所述弦梁固接的锚板，所述锚板具有用于连接锚具夹片的锚孔，其中，所述锚具夹片的内表面具有能够张紧所述拉索的咬紧螺孔。

根据一种优选的实施方式，所述锚孔上具有第一锥形齿，所述锚具夹片的外表面具有与所述第一锥形齿相互契合的第二锥形齿。

根据一种优选的实施方式，所述短节弦梁单元是H型钢和/或工字型钢中的一种或多种，其中，所述H型钢是等截面的或变截面的；和/或其中，所述工字型钢是等截面的或变截面的。

根据一种优选的实施方式，本实施例还公开了一种用于钢架结构施加预应力的锚具，其固接在能够拼接形成所述钢架结构的弦梁的不同短节弦梁单元上，位于不同短节弦梁单元上的所述锚具之间通过拉索连接，以使得所述拉索能够以向所述弦梁施加预应力的方式通过所述锚具与不同的短节弦梁单元上连接。

根据一种优选的实施方式，所述锚具位于所述弦梁的重垂线的两侧。

根据一种优选的实施方式，本实施例还公开了一种基于预应力的钢架结构，包括弦梁和梁柱，所述弦梁和所述梁柱彼此连接，所述钢架结构包括至少一条拉索，所述至少一条拉索的两端分别与位于所述钢架结构的几何中心线和/或重垂线两侧的用于张紧所述拉索的锚具连接，其中，所述锚具连接于所述弦梁。

相比较于现有技术而言，本实用新型至少具有如下优势：

1、拉索在拉紧的情况下，会进一步地增加相邻的不同的短节弦梁单元的连接强度；

2、拉索在拉紧的情况下，会对弦梁产生反拱效应，由于拉索的自重相对于弦梁而言是很有限地，因此其能够有效地减小弦梁自身产生的挠度；

3、本实用新型相当于通过拉索替代加劲板的功能，弦梁的相邻的短节弦梁单元之间可以不用增加加劲板，从而可以减小施工成本和购置成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的钢架结构的一种优选结构示意图；

图2是本实用新型提供的钢架结构的一种优选的连接节点示意图；

图3是本实用新型提供的钢架结构的连接节点的优选的A向截面视图；

图4是本实用新型提供的钢架结构的优选的锚具结构的示意图；和

图5是本实用新型提供的钢架结构的锚具夹片的示意图。

附图标记列表

1：弦梁 L_G：重垂线

2：梁柱 1a-1：端板

3：拉索 1a-10：锁紧螺孔

4：锚具 1a-11：加强筋

1a：短节弦梁单元 1a-12：螺纹紧固件

110：第三连接节点 4a：锚板

120：第二连接节点 4a-1：锚孔

130：第一连接节点 4b：锚具夹片

P_l：低点 4b-1：咬紧螺孔

P_t：高点

具体实施方式

下面结合附图1-5进行详细说明。

实施例1

根据图1所示，本实施例提供一种实腹式钢架结构。该实腹式钢架结构，包括弦梁1和梁柱2。弦梁1和梁柱2连接。例如，弦梁1和梁柱2可以是焊接的。梁柱2也可以是H型钢和/或工字型钢中的一种或多种。

如图1所示，弦梁1通过若干个短节弦梁单元1a依次拼接而成。短节弦梁单元1a是H型钢和/或工字型钢中的一种或多种。H型钢是等截面的或变截面的。和/或，工字型钢是等截面的或变截面的。

如图1所示，钢架结构包括至少一条拉索3。拉索3可以是一条，也可以是两条及以上相互并行的。拉索3的两端分别以能够向弦梁1施加预应力的方式与不同的短节弦梁单元1a上连接。本实用新型至少具有如下优势：1、拉索3在拉紧的情况下，会进一步地增加相邻的不同的短节弦梁单元1a的连接强度；2、拉索3在拉紧的情况下，会对弦梁1产生反拱效应，由于拉索3的自重相对于弦梁1而言是很有限地，因此其能够有效地减小弦梁1自身产生的挠度；3、本实用新型相当于通过拉索3替代加劲板的功能，弦梁 1的相邻的短节弦梁单元1a之间可以不用增加加劲板，从而可以减小施工成本和购置成本。

优选地，短节弦梁单元1a包括端板1a-1。端板1a-1可以和短节弦梁单元1a彼此固定，例如焊接或者一体成型。端板1a-1上具有若干个阵列的锁紧螺孔1a-10。如图2所示，锁紧螺孔1a-10可以两两一组位于端板1a-1 的加强筋1a-11之间，也可以是一个一组位于端板1a-1的加强筋的一侧。锁紧螺孔1a-10配置有与之相适应的螺纹紧固件1a-12。例如，该螺纹紧固件可以是高强度螺栓。在螺纹紧固件依次旋入相邻的短节弦梁单元1a上的锁紧螺孔1a-10时，相邻的短节弦梁单元1a能够以预紧的方式连接。本实用新型通过高强度螺栓对相邻的短节弦梁单元1a进行预紧，然后在通过拉索3对相邻的短节弦梁单元1a拉紧，能够在降低弦梁1挠度的情况下进一步地提高短节弦梁单元1a之间的紧固力。

优选地，位于弦梁1的高点P_t处的端板1a-1上的锁紧螺孔1a-10的布置密度大于其两侧的端板1a-1上的锁紧螺孔1a-10的布置密度。例如，位于弦梁1的高点P_t处是指附图标记130对应的第一连接节点，而其两侧是指附图标记120对应的第二连接节点。位于弦梁1的高点P_t处的挠度是弦梁1挠度最大的部位，其最容易在挠度过大而产生连接失效，因此，位于弦梁1的高点P_t处的端板1a-1上的锁紧螺孔1a-10的布置密度可以是该弦梁 1各个连接节点最多的。

优选地，位于弦梁1的低点P_l处的端板1a-1上的锁紧螺孔1a-10的布置密度大于其一侧的端板1a-1上的锁紧螺孔1a-10的布置密度。例如，位于弦梁1的低点P_l处是指附图标记110对应的第三连接节点，而其一侧的端板是指附图标记120对应的连接节点。弦梁1的低点P_l处是弦梁1与梁柱2之间的连接部位，其相当于弦梁1的根部。弦梁1在足够长时，弦梁1可看作是悬臂梁，此时弦梁1的低点P_l处容易产生弯曲从而导致此处的连接部位发生剪切失效。因此，位于弦梁1的低点Pl处的端板1a-1上的锁紧螺孔1a-10的布置密度大于位于弦梁1的中段位置(对应附图标记120)的锁紧螺孔1a-10的布置密度。

优选地，如图3所示，在端板1a-10的横截面的长度方向上，依次线性排列有若干锁紧螺孔1a-10。布置密度与相邻的两个锁紧螺孔1a-10之间的间距相关。即：间距越大布置密度越小。

优选地，不同的短节弦梁单元1a上设置有用于向拉索3施加拉力的锚具4。锚具4位于弦梁1的重垂线L_G的两侧。锚具4的作用原理用于张紧拉索3，但是锚具4设置在钢架结构重垂线L_G的两侧，易于形成反拱效应，能够减小跨中的挠度。

优选地，如图4所示，锚具4包括与弦梁1固接的锚板4a。锚板4a 具有用于连接锚具夹片4b的锚孔4a-1。锚具夹片4b的内表面具有能够张紧拉索的咬紧螺孔4b-1。锚板4a具有用于连接锚具夹片4b的锚孔4a-1。如图5所示，锚具夹片4b的内表面具有能够张紧拉索的咬紧螺孔4b-1。优选地，咬紧螺孔4b-1的牙形截面为三角形，其螺纹的牙顶角优选为80°。牙顶角朝向锚具夹片的小径端的侧面为楔形面，朝向锚具夹片的大径端的侧面为倒齿面。优选地，咬紧螺孔4b-1对拉索3的夹持长度需要大于拉索3 直径的2.5倍，主要是为了产生较大的预应力。

优选地，锚孔4a-1上具有第一锥形齿。锚具夹片4b的外表面具有与第一锥形齿相互契合的第二锥形齿。锥形齿便于锚板4a和锚具夹片4b之间的咬合连接。第一锥形齿的锥角优选比第二锥形齿的锥角小20分，主要是为了保证在施加了预应力后，保证锚板4a和锚具夹片4b之间具有良好的咬合力。通过调节锚具夹片4b在锚孔4a-1中的位置，能够调节拉索3产生的预应力的大小。

实施例2

实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和 /或部分内容可以作为本实施例的补充。

优选地，本实施例公开一种用于钢架结构施加预应力的锚具4，其固接在能够拼接形成钢架结构的弦梁1的不同短节弦梁单元1a上。位于不同短节弦梁单元1a上的锚具4之间通过拉索3连接，以使得拉索3能够以向弦梁1施加预应力的方式通过锚具4与不同的短节弦梁单元1a上连接。

优选地，锚具4位于弦梁1的重垂线L_G的两侧。锚具4的作用原理用于张紧拉索3，但是锚具4设置在钢架结构重垂线L_G的两侧，易于形成反拱效应，能够减小跨中的挠度。

实施例3

实施例可以是对实施例1、2的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

本实施例公开一种基于预应力的钢架结构，包括弦梁1和梁柱2。弦梁 1和梁柱2彼此连接。例如，弦梁1和梁柱2可以通过高强度螺栓紧固。弦梁1和梁柱2也可以采用焊接的方式紧固。

该钢架结构包括至少一条拉索3。拉索3优选采用钢绞线。其最大预紧力可达177KN。该拉索3的两端分别与位于钢架结构的几何中心线L_c和/ 或重垂线L_G两侧的用于张紧拉索3的锚具4连接。其中，锚具4连接于弦梁1。例如，锚具4可以焊接在弦梁1的下侧面。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种实腹式钢架结构，包括弦梁(1)和梁柱(2)，所述弦梁(1)和所述梁柱(2)连接，

其特征在于，

所述弦梁(1)通过若干个短节弦梁单元(1a)依次拼接而成，

其中，所述钢架结构包括至少一条拉索(3)，所述拉索(3)的两端分别以能够向所述弦梁(1)施加预应力的方式与不同的短节弦梁单元(1a)连接。

2.根据权利要求1所述的钢架结构，其特征在于，所述短节弦梁单元(1a)包括端板(1a-1)，所述端板(1a-1)上具有若干个阵列的锁紧螺孔(1a-10)，

所述锁紧螺孔(1a-10)配置有与之相适应的螺纹紧固件，

在所述螺纹紧固件依次旋入相邻的短节弦梁单元(1a)上的锁紧螺孔(1a-10)时，相邻的短节弦梁单元(1a)能够以预紧的方式连接。

3.根据权利要求2所述的钢架结构，其特征在于，位于所述弦梁(1)的高点(P_t)处的端板(1a-1)上的锁紧螺孔(1a-10)的布置密度大于其两侧的端板(1a-1)上的锁紧螺孔(1a-10)的布置密度；和/或

位于所述弦梁(1)的低点(P_l)处的端板(1a-1)上的锁紧螺孔(1a-10)的布置密度大于其一侧的端板(1a-1)上的锁紧螺孔(1a-10)的布置密度。

4.根据权利要求3所述的钢架结构，其特征在于，不同的短节弦梁单元(1a)上设置有用于向所述拉索(3)施加拉力的锚具(4)，

其中，所述锚具(4)位于所述弦梁(1)的重垂线(L_G)的两侧。

5.根据权利要求4所述的钢架结构，其特征在于，所述锚具(4)包括与所述弦梁(1)固接的锚板(4a)，

所述锚板(4a)具有用于连接锚具夹片(4b)的锚孔(4a-1)，

其中，所述锚具夹片(4b)的内表面具有能够张紧所述拉索的咬紧螺孔(4b-1)。

6.根据权利要求5所述的钢架结构，其特征在于，所述锚孔(4a-1)上具有第一锥形齿，所述锚具夹片(4b)的外表面具有与所述第一锥形齿相互契合的第二锥形齿。

7.根据权利要求6所述的钢架结构，其特征在于，所述短节弦梁单元(1a)是H型钢和/或工字型钢中的一种或多种，

其中，所述H型钢是等截面的或变截面的；和/或

其中，所述工字型钢是等截面的或变截面的。

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