專利名稱：具有下吊卦式預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線的鋼管砼桁架式拱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及桁架式拱結(jié)構(gòu)的改進技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的雙鉸拱，當(dāng)兩端都是固定鉸支座，采用桁架式拱并應(yīng)用鋼管砼材料時，由于是軸向受壓，鋼管砼優(yōu)異的抗壓性能取得良好的經(jīng)濟效益.但是當(dāng)一端為固定鉸支座，另一端為水平可動鉸支座并不設(shè)置水平拉桿(房屋建筑常是這樣)時，無法阻止其強大的水平推力而產(chǎn)生水平位移，難以實現(xiàn)二端都是固定鉸支座拱的軸向受壓的特點，從而無法發(fā)揮鋼管砼(抗壓好，抗垃差)的優(yōu)點·主要缺點是(一)受力欠佳·’( 二)用鋼量大，造價聞；(二)承載能力有限。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種具有下吊卦式折線形預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線的桁架式拱，本實用新型解決了現(xiàn)有的某些(例如房屋建筑屋蓋)桁架式拱存在的受力欠佳，用鋼量大，造價高，承載能力有限的問題。為解決上述問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案由鋼管砼桁架式拱(I)、下支撐
(2)和預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)構(gòu)成；所述鋼管砼桁架式拱(I)呈二端低中間高弧形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)呈二端低中間高折線形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)設(shè)置于鋼管砼桁架式拱(I)下方，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)為兩端低中間高折線形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)兩端與鋼管砼桁架式拱(I)兩端支座連接，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)的中段通過若干豎向設(shè)置的下吊卦支撐(2)與鋼管砼桁架式拱(I)連接。本實用新型目的及優(yōu)點(I)鋼管砼具有良好的抗壓性能，節(jié)省鋼材，因此經(jīng)濟實用.但是它的抗拉性能差，存在局限性。本實用新型應(yīng)用多階次預(yù)應(yīng)力方法，控制拱的受力狀態(tài)，使桁架式拱始終處于合理的受壓、受拉狀態(tài)，發(fā)揮了鋼管砼的優(yōu)點，克服了受垃差的缺，把鋼管砼桁架式拱，推廣到房屋建筑等大跨度結(jié)構(gòu)仍能取得較好的經(jīng)濟效益。(2).應(yīng)用多階次預(yù)應(yīng)力方法，將拱結(jié)構(gòu)的外荷載作用，逐階次卸載，轉(zhuǎn)移到預(yù)應(yīng)力高強度鋼餃線索，充分地利用了高強度鋼材的強度。(3)桁架式拱既是承受荷載結(jié)構(gòu)，外圍護結(jié)構(gòu)(例如房屋屋蓋、墻面)，又是預(yù)應(yīng)力鋼鉸線的支座。 由於上述優(yōu)點，取得經(jīng)濟效益。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中符號說明鋼管砼桁架式拱(I)、下吊卦支撐(2)、預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)。
具體實施方式
如圖1所示，具有下吊卦式折線形預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線的桁架式拱，由鋼管砼桁架式拱(I)、下吊卦支撐(2)和預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)構(gòu)成；所述鋼管砼桁架式拱(I)呈二端低中間高弧形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)呈折線形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)設(shè)置于鋼管砼平面桁架(I)下方，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)為兩端低中間高折線形結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)兩端與鋼管砼桁架式拱(I)兩端支座位置連接，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)的中段通過若干豎向設(shè)置的下吊卦支撐(2)與鋼管砼桁架式拱(I)連接。上述技術(shù)方案的特點(I)本結(jié)構(gòu)上部為鋼管砼桁架式拱，下部布置二端低中間高折線形的預(yù)應(yīng)力鋼鉸線(詳見附圖1)，通過下吊卦支撐及兩端支座與桁架式拱連為一體，采用分?jǐn)?shù)批施加荷載，數(shù)次施加預(yù)應(yīng)力的多階次預(yù)應(yīng)力設(shè)計。(2)將荷載分解為數(shù)批施加(以荷載的實際可分性為準(zhǔn)，如第一批荷載為拱式桁架骨架桿件自重，施加第一次預(yù)應(yīng)力，第二批荷載為安裝屋面，墻面，施加第二次預(yù)應(yīng)力，第三批荷載為安裝設(shè)備和活荷載，第三次預(yù)應(yīng)力為溫度差應(yīng)力，第四批荷載為地震作用)。(3)溫度應(yīng)力及溫度差根椐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50017-2003)，第8.1. 5條規(guī)定露天結(jié)構(gòu)溫度區(qū)段可以長達(dá)120M，沒有強調(diào)要作溫度應(yīng)力計算，而且一端支座是水平向可滑動，溫度變化時(如冬季、夏季)，上部桁架與下部予應(yīng)力鋼鉸線同時伸長和縮短，內(nèi)力不受影響(摩阻力很小，因此不計)。但是，如果結(jié)構(gòu)有它特殊之處，上部桁架式拱和預(yù)應(yīng)力鋼鉸線產(chǎn)生溫度差(例如房屋建筑桁架式拱暴露在屋面以上，室內(nèi)、外有溫差)時，從而使二者溫度變形有差異，它對上部結(jié)構(gòu)的影響十分敏感。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼鉸線溫度低於上部結(jié)構(gòu)時，相當(dāng)於預(yù)應(yīng)力鋼鉸線收縮而產(chǎn)生一拉力；預(yù)應(yīng)力鋼鉸線溫度高於上部結(jié)構(gòu)則預(yù)應(yīng)力鋼鉸線比上部結(jié)構(gòu)伸長大，相當(dāng)於預(yù)應(yīng)力鋼鉸線放松(減少預(yù)應(yīng)力)而對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響?？傊?，無論處于哪種情況，都可能對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。因此，上述二種工況均需驗算。(4)地震作用本結(jié)構(gòu)屬於大跨度結(jié)構(gòu)，根椐建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001 (2008年版)第5. 3. 3條。以8度地震為例，取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的10%。即第一、二、三批荷載總值的1.1倍(豎向地震作用)，作用於最不利工況。(5)本方案以預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程為依椐，預(yù)應(yīng)力損失等，請查看該規(guī)程。下吊卦折線形預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線的布置(I)鋼管砼具有良好的抗壓性能，節(jié)省鋼材，因此經(jīng)濟實用.但是它的抗拉性能差，存在局限性。本實用新型應(yīng)用多階次預(yù)應(yīng)力方法，控制拱的受力狀態(tài)，使桁架式拱始終處于合理的受壓、受拉狀態(tài)，發(fā)揮了鋼管砼的優(yōu)點，克服了受垃差的缺點。(2).應(yīng)用多階次預(yù)應(yīng)力方法，將拱結(jié)構(gòu)的外荷載作用，逐階次卸載，轉(zhuǎn)移到預(yù)應(yīng)力高強度鋼餃線索，充分地利用了高強度鋼材的強度，從而為結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)造條件。本實用新型將鋼管砼應(yīng)用於桁架式拱結(jié)構(gòu)，解決了綱管砼的拉、壓異性而存在的局限性，推廣了雙鉸拱在房屋建筑等的應(yīng)用，使支座可水平位移的雙絞拱，同樣可以獲得良好的經(jīng)濟效益。通過例題(53M跨下吊卦的預(yù)應(yīng)力桁架式拱屋蓋)計算荷載由q = 3. 3KN/M增加到q = 24. 1KN/M即增加24. 1/3. 3 = 7. 3倍拱撓度(即豎向位移)由37. 3mm增加到69. 9mm，撓度卻只增加69. 9/37. 3 =1. 9倍拱水平位移由17. 6mm增加到18. 3mm只增加[18. 3/17. 6 = 1. 04倍構(gòu)件最大軸壓力由Nmax = -290. 34KN增加到Nmax = -1245KN軸壓力增加1245/290 = 4. 3倍，與荷載增加7.3倍相比，效益明顯提高了，體現(xiàn)內(nèi)力卸載，、轉(zhuǎn)移的效果。本例題(53M跨拱)結(jié)構(gòu)每延米荷載24. 1KN/M時，每延米用鋼量83. 1KN/M最后應(yīng)說明的是顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權(quán)利要求1.具有下吊卦式預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線的鋼管砼桁架式拱，其特征在于，由鋼管砼桁架式拱(I)、下支撐(2)和預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)構(gòu)成；所述鋼管砼桁架式拱(I)，呈二端低中間高弧形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)呈二端低中間高折線形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)設(shè)置于鋼管砼桁架式拱(I)下方，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)兩端與鋼管砼桁架式拱(I)兩端的支座連接，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)的中段通過若干豎向設(shè)置的下支撐(2) 與鋼管砼桁架式拱(I)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種具有下吊卦式預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線的鋼管砼桁架式拱，涉及建筑拱結(jié)構(gòu)的改進技術(shù)。由鋼管砼桁架式拱(1)、下吊褂支撐(2)和預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)構(gòu)成；所述鋼管砼桁架式拱(1)呈二端低中間高弧形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)呈二端低中間高折線形設(shè)置，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)設(shè)置于鋼管砼桁架式拱(1)下方，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)為兩端低中間高結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)兩端與鋼管砼桁架式拱(1)兩端支座連接，預(yù)應(yīng)力高強度鋼鉸線(3)的中段通過若干豎向設(shè)置的下吊卦支撐(2)與鋼管砼桁架式拱(1)連接。本實用新型解決了現(xiàn)有的桁架式拱結(jié)構(gòu)建筑，當(dāng)一端為固定絞，另一端為可動鉸支座，無水平拉桿的雙絞拱存在的受力欠佳，用鋼量大，造價高，承載能力有限的問題。
文檔編號E04C3/40GK202882221SQ20112040590
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者張如成 申請人:張如成