CN218437504U - 一种屋盖预应力索拱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种屋盖预应力索拱结构，包括：屋盖钢梁结构，主梁支撑结构，预应力绞线拉索结构，还包括：幕托梁，沿Y轴方向布置且用于固定连接所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑；幕支撑，沿Z轴方向布置且两端均通过第一铰接件分别与所述幕托梁和所述钢托梁相铰接；幕墙柱，沿Z轴方向且供部分所述绞线拉索贯穿设置，且底端通过第二铰接件与所述底部结构相铰接；幕墙梁，包括：第一幕墙梁，沿Y轴方向布置且用于跨接所述幕墙柱；第二幕墙梁：沿X轴方向布置，且一端与所述幕墙柱固定连接，另一端通过第三铰接件与所述主梁支撑结构或所述幕托梁相铰接设置。本实用新型的公开，以实现提升屋盖与支撑体系的整体性与稳定性。

Description

一种屋盖预应力索拱结构

技术领域

本实用新型涉及大型屋盖结构建筑工程技术领域，更具体涉及一种屋盖预应力索拱结构。

背景技术

预应力钢结构是近几年来快速发展和应用的一种新型空间结构形式，现有技术的设计结构具有笨重、安装繁琐、高耗材等问题，结构的整体刚度有限，并不具备灵活适应调节的功能特点，同时，现有技术中的索拱结构，相互连接的构件之间缺少力的传递体系，使得整体结构的刚度有限，难以提升屋盖与支撑体系的整体性与稳定性。

由此提出屋盖预应力索拱结构，通过对绞线拉索施加拉力，对屋盖结构和支撑架构附加预应力，使其更具有整体刚度，并能充分发挥材料力学特性，有效降低用钢量，达到降低项目成本的目标。

有鉴于此，有必要对现有技术中的索拱结构予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种屋盖预应力索拱结构，解决现有技术中多组索拱结构的构件之间稳定性差，整体刚度有限的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种屋盖预应力索拱结构，包括：

屋盖钢梁结构，包括：

拱形主梁，所述拱形主梁沿Y轴平行间隔布置有多个，包括位于前端布置的第一主梁，位于后端布置的第二主梁，以及位于前后端之间布置有至少一个第三主梁，且所述第三主梁将所述第二主梁与所述第一主梁之间的间距均等分；

钢托梁，包括两个，两个所述钢托梁沿Y轴平行对称布置在所述拱形主梁的两侧，用于串接所述第一主梁，第二主梁以及所述第三主梁；

主梁支撑结构，包括：

对称分布于所述第一主梁的底端布置的两个第一主梁支撑；

对称分布于所述第二主梁的底端布置的两个第二主梁支撑；

所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑的顶端均设置球铰与所述拱形主梁的底端铰接连接，底端固设在底部结构上；

预应力绞线拉索结构，位于所述主梁支撑结构的外侧，绞线拉索的上端与拱形主梁连接，绞线拉索的下端与底部结构连接，用于向所述拱形主梁施加预应力；

还包括用于提升了屋盖与支撑体系的整体性与稳定性的结构，所述结构包括：

幕托梁，沿Y轴方向布置且用于固定连接所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑；

幕支撑，沿Z轴方向布置且两端均通过第一铰接件分别与所述幕托梁和所述钢托梁相铰接；

幕墙柱，沿Z轴方向且供部分所述绞线拉索贯穿设置，且底端通过第二铰接件与所述底部结构相铰接；

幕墙梁，包括：第一幕墙梁，沿Y轴方向布置且用于跨接所述幕墙柱；第二幕墙梁：沿X轴方向布置，且一端与所述幕墙柱固定连接，另一端通过第三铰接件与所述主梁支撑结构或所述幕托梁相铰接设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述拱形主梁由多段变截面弧形梁拼装而成拱形结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述绞线拉索的顶部通过第四铰接件与所述拱形主梁构成铰接连接，底部通过第二铰接件与所述底部结构构成铰接连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述底部结构顶端且正对于所述幕墙柱设有埋件，所述第二铰接件布置于所述埋件的顶端，所述第二铰接件由三块尺寸相同的耳板间隔组成，且中心均开设有轴孔，所述幕墙柱与所述绞线拉索共用一个销轴插接所述轴孔构成铰接连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述钢托梁的顶面与所述拱形主梁的顶面平滑过渡。

作为本实用新型的进一步改进，还包括临时支撑结构，包括：

圆管柱，沿Z轴方向设置于所述底部结构上，且顶部支撑在所述拱形主梁的底部中央；

斜撑，布置于所述圆管柱的底端外侧，且顶端呈倾斜角度与所述圆管柱相接，底端固定在所述底部结构上。

作为本实用新型的进一步改进，所述钢托梁与所述拱形主梁之间采用栓焊连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑均为圆管钢柱，且共分为三节，包括自底端向顶端分布的首节，二节以及三节，所述首节为外包钢筋混凝土，内灌素混凝土，二节三节均为内灌素混凝土钢管柱。

作为本实用新型的进一步改进，所述拱形主梁在位于两个所述球铰之间为五段式变截面弧形钢主梁，在所述球铰的外侧为三段式变截面弧形钢主梁。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）一种屋盖预应力索拱结构，通过幕托梁，幕支撑，幕墙柱，幕墙梁等构件的相互连接，使得索拱结构具有较强的整体刚度，提升屋盖与支撑体系的整体性与稳定性，大大提高屋盖的承载能力。

（2）采用预应力索拱结构屋盖，可通过预应力绞线拉索进行张拉，使结构体系内构件形成撑或拉的受力状态，加强结构整体刚度，该结构能够充分发挥拱形结构的抗弯刚度和绞线拉索结构的抗拉强度，使其具备更高的抗弯刚度与抗拉强度，优化了构造设计，减少施工用钢量，降低建设成本。

（3）该结构造型美观，受力合理，安装简单。

附图说明

图1为本实用新型一种屋盖预应力索拱结构的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种屋盖预应力索拱结构的主视视角下的结构示意图；

图3为本实用新型一种屋盖预应力索拱结构中临时支撑结构的位置关系示意图；

图4为本实用新型一种屋盖预应力索拱结构中幕墙柱，幕托梁，幕墙梁，以及幕支撑之间的连接关系示意图；

图5为本实用新型一种屋盖预应力索拱结构中埋件与第二铰接件的结构示意图。

图中：2、临时支撑结构；10、底部结构；11、第一铰接件；12、第二铰接件；13、第三铰接件；14、第四铰接件；21、圆管柱；22、斜撑；100、预应力张紧装置；101、第一主梁；102、第二主梁；103、第三主梁；121、耳板；122、销轴；1210、轴孔；201、钢托梁；301、第一主梁支撑；302、第二主梁支撑；401、绞线拉索；501、幕托梁；601、幕支撑；701、幕墙柱；801、第一幕墙梁；802、第二幕墙梁；901、埋件；1001、五段式变截面弧形钢主梁；1002、三段式变截面弧形钢主梁；3011、首节；3012、二节；3013、三节。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请中X轴，Y轴与Z轴均参考说明书附图1中建立的坐标系，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

请参图1至图5所示出的本实用新型一种屋盖预应力索拱结构的一种具体实施方式。

参图1所示，一种屋盖预应力索拱结构，包括：屋盖钢梁结构：拱形主梁与钢托梁201；主梁支撑结构：第一主梁支撑301与第二主梁支撑302与球铰；预应力绞线拉索401结构：绞线拉索401与预应力张紧装置100；幕托梁501，幕支撑601，幕墙柱701，幕墙梁以及临时支撑结构2；

拱形主梁，拱形主梁沿Y轴平行间隔布置有多个，包括位于前端布置的第一主梁101，位于后端布置的第二主梁102，以及位于前后端之间布置有至少一个第三主梁103，且第三主梁103将第二主梁102与第一主梁101之间的间距均等分；拱形主梁由多段变截面弧形梁拼装而成拱形结构；拱形主梁在位于两个球铰之间为五段式变截面弧形钢主梁1001，在球铰的外侧为三段式变截面弧形钢主梁1002；拱形主梁分段进行加工制作与运输，由现场搭设拼装胎架进行卧拼，采取整段吊装的方式进行安装。

钢托梁201，包括两个，两个钢托梁201沿Y轴平行对称布置在拱形主梁的两侧，用于串接第一主梁101，第二主梁102以及第三主梁103；钢托梁201的顶面与所述拱形主梁的顶面平滑过渡，钢托梁201与拱形主梁之间采用栓焊连接；

对称分布于第一主梁101的底端布置的两个第一主梁支撑301；

对称分布于第二主梁102的底端布置的两个第二主梁支撑302；

第一主梁支撑301与所述第二主梁支撑302的顶端均设置球铰与拱形主梁的底端铰接连接，底端固设在底部结构10上；第一主梁支撑301与第二主梁支撑302均为圆管钢柱，且共分为三节3013，包括自底端向顶端分布的首节3011，二节3012以及三节3013，首节3011为外包钢筋混凝土，内灌素混凝土，二节3012和三节3013均为内灌素混凝土钢管柱。

预应力绞线拉索401结构，位于所述主梁支撑结构的外侧，绞线拉索401的上端与拱形主梁连接，绞线拉索401的下端与底部结构10连接，用于向所述拱形主梁施加预应力；预应力绞线拉索401结构还包括在绞线拉索401上部设置预应力张紧装置100，利用预应力张紧装置100为拱形主梁提供一个支反力。

绞线拉索401，连接在拱形主梁的底端与底部结构10之间，用于向拱形主梁施加预应力；绞线拉索401的顶部通过第四铰接件14与拱形主梁构成铰接连接，底部通过第二铰接件12与底部结构10构成铰接连接。利用绞线拉索401提供预应力张拉，球铰处反顶，使拱形主梁的跨中部位拱起，调整屋盖最终线型，有效防止下挠。

参图5所示，底部结构10为钢筋混凝土主梁搭建而成，底部结构10顶端且正对于幕墙柱701设有埋件901，第二铰接件12布置于埋件901的顶端，第二铰接件12由三块尺寸相同的耳板121间隔组成，且中心均开设有轴孔1210，幕墙柱701与绞线拉索401共用一个销轴122插接轴孔1210构成铰接连接。

参图2与图4所示，还包括用于提升了屋盖与支撑体系的整体性与稳定性的结构，所述结构包括：幕托梁501，沿Y轴方向布置且用于固定连接第一主梁支撑301与第二主梁支撑302；幕支撑601，沿Z轴方向布置且两端均通过第一铰接件11分别与幕托梁501和钢托梁201相铰接；幕托梁501与幕支撑601能够使索拱结构形成更稳定的体系，提高整体性。

幕墙柱701，沿Z轴方向且供部分绞线拉索401贯穿设置，且底端通过第二铰接件12与底部结构10相铰接；绞线拉索401贯穿幕墙柱701，随后幕墙柱701顶部进行封孔处理，避免雨水流入导致锈蚀。幕墙梁，包括：第一幕墙梁801，沿Y轴方向布置且用于跨接幕墙柱701；第二幕墙梁802：沿X轴方向布置，且一端与幕墙柱701固定连接，另一端通过第三铰接件13与主梁支撑结构或幕托梁501相铰接设置。

圆管钢柱的首节3011浇筑于底部结构10的钢筋混凝土柱中，圆管钢柱的二节3012与三节3013依次吊装，幕托梁501横向连接于相邻两根圆管钢柱的牛腿上，球铰设置于三节3013的顶部。

参图3所示，拱形主梁跨中设置临时支撑结构2，圆管柱21由四根斜撑22支撑固定于二层楼面上。临时支撑结构2为吊装时的临时技术措施，包括：圆管柱21，沿Z轴方向设置于底部结构10上，且顶部支撑在拱形主梁的底部中央；斜撑22，布置于圆管柱21的底端外侧，且顶端呈倾斜角度与圆管柱21相接，底端固定在底部结构10上。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种屋盖预应力索拱结构，包括：

屋盖钢梁结构，包括：

拱形主梁，所述拱形主梁沿Y轴平行间隔布置有多个，包括位于前端布置的第一主梁，位于后端布置的第二主梁，以及位于前后端之间布置有至少一个第三主梁，且所述第三主梁将所述第二主梁与所述第一主梁之间的间距均等分；

钢托梁，包括两个，两个所述钢托梁沿Y轴平行对称布置在所述拱形主梁的两侧，用于串接所述第一主梁，第二主梁以及所述第三主梁；

主梁支撑结构，包括：

对称分布于所述第一主梁的底端布置的两个第一主梁支撑；

对称分布于所述第二主梁的底端布置的两个第二主梁支撑；

所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑的顶端均设置球铰与所述拱形主梁的底端铰接连接，底端固设在底部结构上；

预应力绞线拉索结构，位于所述主梁支撑结构的外侧，绞线拉索的上端与拱形主梁连接，绞线拉索的下端与底部结构连接，用于向所述拱形主梁施加预应力；

其特征在于，还包括用于提升了屋盖与支撑体系的整体性与稳定性的结构，所述结构包括：

幕托梁，沿Y轴方向布置且用于固定连接所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑；

幕支撑，沿Z轴方向布置且两端均通过第一铰接件分别与所述幕托梁和所述钢托梁相铰接；

幕墙柱，沿Z轴方向且供部分所述绞线拉索贯穿设置，且底端通过第二铰接件与所述底部结构相铰接；

幕墙梁，包括：第一幕墙梁，沿Y轴方向布置且用于跨接所述幕墙柱；第二幕墙梁：沿X轴方向布置，且一端与所述幕墙柱固定连接，另一端通过第三铰接件与所述主梁支撑结构或所述幕托梁相铰接设置。

2.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述拱形主梁由多段变截面弧形梁拼装而成拱形结构。

3.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述绞线拉索的顶部通过第四铰接件与所述拱形主梁构成铰接连接，底部通过第二铰接件与所述底部结构构成铰接连接。

4.根据权利要求3所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述底部结构顶端且正对于所述幕墙柱设有埋件，所述第二铰接件布置于所述埋件的顶端，所述第二铰接件由三块尺寸相同的耳板间隔组成，且中心均开设有轴孔，所述幕墙柱与所述绞线拉索共用一个销轴插接所述轴孔构成铰接连接。

5.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述钢托梁的顶面与所述拱形主梁的顶面平滑过渡。

6.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，还包括临时支撑结构，包括：

圆管柱，沿Z轴方向设置于所述底部结构上，且顶部支撑在所述拱形主梁的底部中央；

斜撑，布置于所述圆管柱的底端外侧，且顶端呈倾斜角度与所述圆管柱相接，底端固定在所述底部结构上。

7.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述钢托梁与所述拱形主梁之间采用栓焊连接。

8.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述第一主梁支撑与所述第二主梁支撑均为圆管钢柱，且共分为三节，包括自底端向顶端分布的首节，二节以及三节，所述首节为外包钢筋混凝土，内灌素混凝土，二节和节均为内灌素混凝土钢管柱。

9.根据权利要求1所述的一种屋盖预应力索拱结构，其特征在于，所述拱形主梁在位于两个所述球铰之间为五段式变截面弧形钢主梁，在所述球铰的外侧为三段式变截面弧形钢主梁。

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