一種新型預(yù)應(yīng)力工業(yè)料場(chǎng)罩棚結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木工程建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型預(yù)應(yīng)力工業(yè)料場(chǎng)罩棚結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼桁架結(jié)構(gòu)造型美觀大方、簡(jiǎn)潔明快、結(jié)構(gòu)受力清晰，適用于大跨度和超大跨度，被廣泛的應(yīng)用于火車站、機(jī)場(chǎng)等大型公用建筑、以及大跨度廠房、倉(cāng)庫(kù)等工業(yè)建筑。
[0003]傳統(tǒng)的桁架結(jié)構(gòu)由于自重、豎向荷載及變形的影響，其跨度受限且經(jīng)濟(jì)性較差。在普通桁架基礎(chǔ)上引入預(yù)應(yīng)力概念，形成張弦桁架結(jié)構(gòu)，由于預(yù)應(yīng)力的作用，桁架產(chǎn)生向上的反拱的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，能有效地的抵抗與反拱方向相反的自重、豎向恒載、活載等正向荷載，可減少桁架高度，提高結(jié)構(gòu)跨度，減少用鋼量。但常規(guī)的張弦桁架的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)僅能抵抗正向荷載的作用，對(duì)于風(fēng)吸等與反拱方向相同的反向荷載是不利的，因此不能用于風(fēng)吸荷載控制的大跨度建筑。
[0004]采用張弦桁架或普通桁架作為主體結(jié)構(gòu)的建筑，一般采用檁條作為屋面的支撐構(gòu)件，檁條設(shè)置在桁架的上弦。桁架在自身平面內(nèi)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定型，但在平面外的穩(wěn)定性較差。檁條為梁式受彎構(gòu)件，一般采用方鋼或H型鋼，通過(guò)檁托連接在桁架的上弦，對(duì)桁架平面外的支撐作用非常有限，這種桁架+檁條的整體穩(wěn)定性較差。由于檁條為受彎構(gòu)件，其較經(jīng)濟(jì)的跨度為5m?Sm，因此桁架凈間距也為5~8m，造成桁架很密，鋼量很大，經(jīng)濟(jì)性差，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的美觀造成影響。
[0005]對(duì)于拱形桁架，在豎向荷載作用下，其桁架支座處存在巨大的水平推力，造成下部結(jié)構(gòu)及支座造價(jià)高昂。
[0006]張弦梁結(jié)構(gòu)與張弦桁架的構(gòu)造和受力方式類似，是由剛性構(gòu)件上弦、柔性拉索下弦、中間連以撐桿形成的結(jié)構(gòu)體系，通過(guò)張拉下弦高強(qiáng)度拉索使撐桿產(chǎn)生向上的分量，導(dǎo)致上弦構(gòu)件產(chǎn)生與外部豎向荷載作用相反的內(nèi)力和變形，從而降低結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，減少結(jié)構(gòu)的變形。常規(guī)的張弦梁的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)僅能抵抗正向荷載的作用，對(duì)于風(fēng)吸等與反拱方向相同的反向荷載是不利的。由于張弦梁上弦為單根桿件，其平面外剛度很弱，穩(wěn)定性很差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提出一種將預(yù)應(yīng)力鋼桁架和空間張弦梁進(jìn)行結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)體系，有效解決張弦桁架加檁條的傳統(tǒng)形式造成的不能有效抵抗風(fēng)吸荷載、整體穩(wěn)定性差，桁架間距密，用鋼量大，拱形桁架支座推力大的等缺點(diǎn)。
[0008]具體解決方案為:本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型預(yù)應(yīng)力工業(yè)料場(chǎng)罩棚結(jié)構(gòu)，包括由橫向平行布置的多榀預(yù)應(yīng)力鋼桁架及縱向布置的多道空間張弦梁組成，所述預(yù)應(yīng)力鋼桁架與空間張弦梁相互連接組成整體的一體式結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步，預(yù)應(yīng)力鋼桁架包括由桁架上弦、桁架下弦、桁架腹桿構(gòu)成的鋼桁架主體結(jié)構(gòu)，桁架上弦、桁架下弦和桁架腹桿相互固定連接，還包括下弦索、撐桿、斜撐桿、斜拉索，撐桿與桁架下弦鉸接連接，下弦索與撐桿通過(guò)索桿連接節(jié)點(diǎn)連接，下弦索的端部與桁架下弦連接，通過(guò)張拉下弦索對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，使桁架產(chǎn)生向上的反拱；斜拉索的一端與桁架下弦相連，另一端連接在下弦索、撐桿、斜撐桿的桁架索桿連接點(diǎn)上，通過(guò)給斜拉索施加預(yù)應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生向下的作用。
[0010]進(jìn)一步，鋼桁架主體結(jié)構(gòu)為四邊形桁架或三角形桁架；鋼桁架主體結(jié)構(gòu)采用相貫焊接桁架或焊接球桁架。
[0011]進(jìn)一步，在預(yù)應(yīng)力鋼桁架的所形成的弧的最高點(diǎn)、下斜索與應(yīng)力鋼桁架連接處及接近兩端的部位設(shè)置縱向穩(wěn)定桁架。
[0012]進(jìn)一步，空間張弦梁由上弦梁、上弦腹桿、三角形撐桿、上斜拉索、水平拉索、下斜拉索構(gòu)成；兩根上弦梁和上弦腹桿形成平面桁架；上斜拉索、水平拉索和三角形撐桿對(duì)上弦梁產(chǎn)生向上的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)，形成具有承載正向荷載的張弦梁結(jié)構(gòu)；上斜拉索與三角形撐桿通過(guò)上弦梁索桿連接點(diǎn)連接，下斜拉索一端連接在桁架的桁架下弦上，另一端通過(guò)張弦梁索桿連接點(diǎn)與三角形撐桿、上斜拉索、水平拉索相連，通過(guò)張拉下斜拉，形成具有承載反向風(fēng)荷載的張弦梁結(jié)構(gòu)。
[0013]空間張弦梁的上斜拉索和上弦梁，通過(guò)連接節(jié)點(diǎn)與預(yù)應(yīng)力鋼桁架的桁架上弦連接，空間張弦梁的下斜拉索與預(yù)應(yīng)力鋼桁架的桁架下弦連接。
[0014]有益效果:
[0015]與傳統(tǒng)的桁架+檁條的主次結(jié)構(gòu)不同，一種將預(yù)應(yīng)力鋼桁架和空間張弦梁進(jìn)行結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)體系，將預(yù)應(yīng)力鋼桁架和空間張弦兩相結(jié)合，形成一種相互作用的新型結(jié)構(gòu)體系，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。預(yù)應(yīng)力鋼桁架結(jié)構(gòu)的下弦索、撐桿與桁架共同作用形成張弦桁架，能抵抗豎向荷載作用，斜拉索可抵抗反向風(fēng)荷載，同時(shí)能減少支座的水平力。
[0016]空間張弦梁結(jié)構(gòu)布置在兩榀鋼桁架之間，其傳力效果與主檁條相同。由于空間張弦梁結(jié)構(gòu)對(duì)平面內(nèi)荷載和平面外荷載均具有有效的承載能力，同時(shí)由于下斜拉索的存在，能有效抵抗反向風(fēng)吸荷載。采用空間張弦梁代替普通檁條，將傳統(tǒng)受彎的檁條改為預(yù)應(yīng)力張弦結(jié)構(gòu)，與普通檁條相比可大幅的增大跨度，使檁條的跨度由5?8m增大到20?40m，減少檁條的用材料用量。由于檁條跨的增大，使相鄰兩榀鋼桁架之間的距離增大，進(jìn)而減少鋼桁架的數(shù)量，降低鋼桁架的材料用量?？臻g上弦梁結(jié)構(gòu)的上斜拉索和梁的端部連接在桁架的上弦，下斜拉索與桁架結(jié)構(gòu)的下弦節(jié)點(diǎn)連接，使桁架上弦的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)側(cè)向支點(diǎn)，能提高桁架的整體穩(wěn)定性。將空間張弦梁和預(yù)應(yīng)力鋼桁架進(jìn)行結(jié)合，充分發(fā)揮各自結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，可使建筑結(jié)構(gòu)在造型、使用空間、造價(jià)、施工難度、制造及運(yùn)輸中達(dá)到最優(yōu)。
[0017]對(duì)于已運(yùn)營(yíng)的燃煤電廠露天煤場(chǎng)、鋼鐵廠的料場(chǎng)的封閉改造，采用本實(shí)用新型可采用分組滑移的施工方法，工程施工過(guò)程中不影響料場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行，設(shè)備無(wú)需改造，工廠無(wú)需停工，能降低造價(jià)，減少資源浪費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為實(shí)施例1預(yù)應(yīng)力鋼桁架與空間張弦梁組合結(jié)構(gòu)的整體示意圖；
[0019]圖2為實(shí)施例1預(yù)應(yīng)力鋼桁架與空間張弦梁連接布置整體示意圖；
[0020]圖3為實(shí)施例1預(yù)應(yīng)力鋼桁架立面圖；
[0021]圖4為實(shí)施例1預(yù)應(yīng)力鋼桁架軸測(cè)示意圖；
[0022]圖5為實(shí)施例1空間張弦梁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為實(shí)施例1預(yù)應(yīng)力鋼桁架與空間張弦梁連接放大圖；
[0024]圖7為實(shí)施例1預(yù)應(yīng)力鋼桁架吊裝分段與臨時(shí)支撐胎架示意圖；
[0025]圖8為實(shí)施例1施工過(guò)程中作為分片施工的子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為實(shí)施例2預(yù)應(yīng)力鋼桁架與空間張弦梁組合結(jié)構(gòu)的整體示意圖；
[0027]圖10為實(shí)施例2預(yù)應(yīng)力鋼桁架立面圖；
[0028]圖11為實(shí)施例2預(yù)應(yīng)力鋼桁架吊裝分段示意圖；
[0029]圖中，1-預(yù)應(yīng)力鋼桁架；11_桁架上弦；12_桁架下弦；13_撐桿；14_下弦索；15-斜拉索；16-斜撐桿；17-桁架腹桿；18-索撐連接節(jié)點(diǎn)；19-桁架索桿連接點(diǎn)；2_空間張弦梁；21_上弦梁；22-上斜拉索；23-下斜拉索；24_連接點(diǎn)；25_三角形撐桿；26_水平拉索；27_上弦腹桿；28_張弦梁索桿連接點(diǎn)；3_縱向穩(wěn)定桁架；4_臨時(shí)支撐胎架；41_預(yù)應(yīng)力鋼桁架吊裝中段；42_預(yù)應(yīng)力鋼桁架吊裝邊段；43_桁架分段位置；51_實(shí)施例2的預(yù)應(yīng)力鋼桁架吊裝中段；52_實(shí)施例2的預(yù)應(yīng)力鋼桁架吊裝邊段。
【具體實(shí)施方式】
[0030]結(jié)合超大跨度建筑對(duì)本實(shí)用新型對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行描述。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1至圖8所示，實(shí)施例1為超大跨度建筑采用空間張弦梁和弧形預(yù)應(yīng)力鋼桁架進(jìn)行結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)體系