專利名稱：張弦梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種建筑結(jié)構(gòu)，尤指一種張弦梁。
技術(shù)背景目前土木工程領(lǐng)域大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越多。但隨著跨度增加自重急劇 加大，結(jié)構(gòu)面臨使用功能、設(shè)計(jì)合理性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相互制約的矛盾。為了滿足結(jié) 構(gòu)的使用功能同時(shí)減小結(jié)構(gòu)自重改善結(jié)構(gòu)的剛度，配有拉索的預(yù)應(yīng)力張弦梁越來(lái) 越多的應(yīng)用于大跨度鋼結(jié)構(gòu)中。通過(guò)預(yù)應(yīng)力拉索與撐桿的布置，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的 承載力與剛度都有了很大的改善?，F(xiàn)有的張弦梁，它括鋼梁或鋼桁架l、若干 撐桿3和拉索2，其中撐桿3的上端與鋼梁或鋼桁架1相鉸接，撐桿3垂直于鋼 梁或鋼桁架l，而拉索2兩端分別與鋼梁或鋼桁架1的兩端固定連接，撐桿3的 下端通過(guò)索夾具4與拉索2固定連接，張拉后的拉索形成軸對(duì)稱形式的折線，相 鄰兩折線形成一折線角，折線的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于同一拋物線上，因此大部分撐桿都 偏離其所在折線角的角平分線，(如圖3所示)，取任意一撐桿偏離其所在折線 角的角平分線的撐桿與兩拉索的連接點(diǎn)作為靜力平衡研究對(duì)象，如圖4所示，連 接點(diǎn)受左右端拉索的拉力Pl和P2和撐桿對(duì)連接點(diǎn)的支撐力P3的作用，依據(jù)平 行四邊形法則，構(gòu)成平衡力系，由于角a與角e不相等，因此根據(jù)幾何知識(shí)可以 知道P1不等于P2，因此在撐桿與拉索的連接點(diǎn)處索夾具對(duì)拉索的摩擦力F = P1 一P240。顯而易見(jiàn)，拉索若在索夾具處保持平衡，索夾具對(duì)拉索的摩擦力F是 必須的；反過(guò)來(lái)說(shuō)，若索夾具不能對(duì)拉索提供足夠的摩擦力，拉索就不能與之保 持相對(duì)靜止，或者說(shuō)撐桿就不能保持平衡，就會(huì)向拉索拉力小的方向滑動(dòng)，導(dǎo)致 拉索松弛，直至索夾具兩側(cè)的拉索的拉力差值與索夾具提供給拉索的摩擦力相等 為止。由于一般情況下，拉索表面存在一層或多層PE防護(hù)層，該防護(hù)層相對(duì)于鋼 材是化學(xué)不穩(wěn)定的，因此即便施工時(shí)索夾具和拉索間的摩擦力足夠大，能夠在一定時(shí)間內(nèi)使撐桿保持豎直，甚至即便當(dāng)時(shí)做了摩擦力試驗(yàn)，達(dá)到要求，由于PE 的化學(xué)不穩(wěn)定性，經(jīng)過(guò)數(shù)年后(可能在結(jié)構(gòu)的合理使用年限內(nèi))，由于其發(fā)生化學(xué)變化(如化學(xué)分解、老化)，可能發(fā)生拉索在撐桿與拉索的連接點(diǎn)處滑移而導(dǎo) 致拉索變松弛，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)安全隱患(這種現(xiàn)象已經(jīng)在早些年竣工的某些張弦 結(jié)構(gòu)體系工程中發(fā)生)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種在使用中能夠避免拉索松馳的張弦梁。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種張弦梁，它包括剛性梁、拉索和若干根撐桿，所述撐桿的上端與所述 剛性梁相鉸接，所述撐桿的下端通過(guò)索夾具與所述拉索固定連接，經(jīng)張拉后的所 述拉索的兩端分別與所述剛性梁的兩端固定連接，拉索形成軸對(duì)稱形式的折線， 相鄰兩折線形成一折線角，折線的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于同一拋物線上，其特征在于，各 所述撐桿分別位于其所在折線角的角平分線上。所述剛性梁為鋼梁或鋼桁架。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型張弦梁由于采用以上設(shè)計(jì)方案，拉索內(nèi)力在整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)是個(gè)定 值，拉索在撐桿與拉索的連接點(diǎn)處的兩側(cè)內(nèi)力平衡，使索夾具與拉索之間不存在 摩擦力，從而索夾具與拉索之間不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，因此可以避免拉索松弛，消除安 全隱患。


圖1為本實(shí)用新型張弦梁結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型中任一撐桿與拉索的連接點(diǎn)受力分析圖圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的張弦梁結(jié)構(gòu)示意圖圖4為圖3中任一撐桿與拉索的連接點(diǎn)受力分析圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型一種張弦梁，它包括剛性梁l、拉索2和若干根 撐桿3，撐桿3的上端與剛性梁1相鉸接，撐桿3的下端通過(guò)索夾具4與拉索2 固定連接，經(jīng)張拉后的拉索2的兩端分別與剛性梁1的兩端固定連接，拉索2形 成軸對(duì)稱形式的折線，相鄰兩折線形成一折線角，折線的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于同一拋物 線上，其特征在于，各撐桿3分別位于其所在折線角的角平分線上。如圖2所示，取任一撐桿與相連的拉索的連接點(diǎn)作為靜力平衡研究對(duì)象，連 接點(diǎn)受左右端拉索的拉力Pl和P2和撐桿對(duì)連接點(diǎn)的支撐力P3的作用，依據(jù)平 衡四邊形法則構(gòu)成平衡力系，由于角a與角e相等，因此可以知道P^P2，即拉 索2的內(nèi)力在整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)基本上是個(gè)定值，拉索2在撐桿與拉索的連接點(diǎn)處的兩 側(cè)內(nèi)力平衡，使撐桿3不依靠與拉索間的摩擦力而自然處于二力平衡狀態(tài)，撐桿 不會(huì)相對(duì)于拉索滑動(dòng)，從而避免拉索松弛。剛性梁1為鋼梁或鋼桁架。
實(shí)施程序首先利用計(jì)算機(jī)模擬使用階段拉索形狀，依據(jù)建筑或結(jié)構(gòu)要求先 確定拉索分段點(diǎn)(即撐桿與拉索的交點(diǎn))，然后將拉索張拉端與各分段點(diǎn)相連， 所得折線即拉索最終(使用階段)的折線，為各折線所組成的夾角沿分段點(diǎn)作角 平分線，找出各角平分線與剛性梁的交點(diǎn)，即為撐桿(使用階段)與剛性梁的連 接點(diǎn)。然后依據(jù)拉索最終(使用階段)的內(nèi)力和其變形模量找出各段拉索的彈性 變形，從而推出在零應(yīng)力狀態(tài)下各段拉索的長(zhǎng)度，據(jù)之在拉索上標(biāo)定出與撐桿的 連接點(diǎn)的位置。
安裝拉索及固定撐桿時(shí)，將索夾具牢牢固定在拉索相應(yīng)標(biāo)定位置上。通過(guò)張 拉、安裝等施工過(guò)程及各種荷載施加后，撐桿與拉索便處在設(shè)計(jì)期望的狀態(tài)(撐 桿恰好位于折線角的角平分線上)。在這種布置方式的基礎(chǔ)上，采取有效措施盡 量增大拉索與索夾具間的摩擦系數(shù)，作為安全儲(chǔ)備，以使張弦梁中的拉索始終處 于穩(wěn)定狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種張弦梁，它包括剛性梁、拉索和若干根撐桿，所述撐桿的上端與所述剛性梁相鉸接，所述撐桿的下端通過(guò)索夾具與所述拉索固定連接，經(jīng)張拉后的所述拉索的兩端分別與所述剛性梁的兩端固定連接，拉索形成軸對(duì)稱形式的折線，相鄰兩折線形成一折線角，折線的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于同一拋物線上，其特征在于，各所述撐桿分別位于其所在折線角的角平分線上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的張弦梁，其特征在于，所述剛性梁為鋼梁或鋼桁架。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種張弦梁，它包括剛性梁、拉索和若干根撐桿，撐桿的上端與剛性梁相鉸接，撐桿的下端通過(guò)索夾具與拉索固定連接，經(jīng)張拉后的拉索的兩端分別與剛性梁的兩端固定連接，拉索形成軸對(duì)稱形式的折線，相鄰兩折線形成一折線角，折線的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)位于同一拋物線上，各撐桿分別位于其所在折線角的角平分線上。本實(shí)用新型張弦梁在使用中能夠避免因預(yù)應(yīng)力索在索夾具處發(fā)生滑移現(xiàn)象而產(chǎn)生的拉索松弛，消除安全隱患。
文檔編號(hào)E04C3/00GK201103168SQ200720173810
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者強(qiáng) 張, 張利軍, 王文進(jìn), 趙奕程, 郝志軍 申請(qǐng)人:中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司;郝志軍;張 強(qiáng);張利軍;王文進(jìn);趙奕程