[發明專利]具有下吊卦式預應力高強度鋼鉸線的鋼管砼桁架式拱

有效

• 申請號: 201110324755.3
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN103061456A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 張如成
• 申請（專利權）人: 張如成
• 主分類號: E04C3/44
• 分類號: E04C3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及建筑桁架式拱結構的改進技術。?

背景技術

現有的雙鉸拱，當兩湍都是固定鉸支座，采用桁架式拱并應用鋼管砼材料時，由于是軸向受壓，鋼管砼優異的抗壓性能和造價低，取得良好的經濟效益.但是當一端為固定鉸支座，另一端為水平可動鉸支座并不設置水平拉桿(房屋建筑常是這樣)時，無法阻止其強大的水平推力而產生位移，難以實現兩湍都是固定鉸支座拱的軸向受壓的特點，從而無法發揮鋼管砼(抗壓好，抗垃差)的優點.主要缺點是：(一)受力欠佳；(二)用鋼量大，造價高；(三)承載能力有限。?

發明內容

本發明提供一種具有下吊卦預應力高強度鋼鉸線的桁架式拱，本發明解決了現有的某些建筑桁架式拱(可水平位移雙鉸拱)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，本發明采用如下技術方案：由鋼管砼桁架式拱1、下吊卦支撐2和預應力高強度鋼鉸線3構成；所述鋼管砼桁架式拱1呈二端低中間高弧形設置，預應力高強度鋼鉸線3呈二端低中間高折線型設置，預應力高強度鋼鉸線3設置于鋼管砼平面桁架1下方，預應力高強度鋼鉸線3兩端與鋼管砼平面桁架1?兩端支座連接，預應力高強度鋼鉸線3的中段通過若干豎向設置的下吊卦支撐2與鋼管砼平面桁架1連接。?

采用分數批施加荷載，數次施加預應力的多階段多次預應力設計。?

受力計算方式是：對于短桿受拉桿件：非預應力受拉構件在荷載作用下應力達σ_s時，其承載力已達到極限，事先使受拉構件承受壓力，則在外荷作用下，要首先抵消預應力后才開始受拉，這樣利用受拉構件材料的承載能力，是從-σ_s到+σ_s，從而使該受拉構件的承載能力提高了一倍；?

使拉桿在一部分荷載作用下而受拉，應力達(+σ_s)，這時穿入高強度預應力筋并施加預應力，把拉桿中的拉應力抵消，甚至使它受壓為(-σ_s)，則拉桿又恢復了承受外荷的能力；在第二部分荷載作用下，又使它由壓應力一σ_s增加到拉應力+σ_s；這樣，使該桿反復利用了承載力的三培(+σ_s→一σ_s→+σ_s)；?

桁架式拱施加預應力實際上是用高強度鋼絞線來把拉桿中已有的內力接替過來。?

本發明目的及優點：?

(1)通過索的軸向拉伸耒抵抗外荷載作用，可以最充分地利用鋼材的強度。當采用高強度材料時，效益就更佳。索布置成二端低中間高折線型，與上部桁架式拱結構型狀相似，可以取得大空間，美觀，同時使桁架式拱受力均勻，合理，為節省鋼材創造條件。?

(2)鋼管砼具有良好的抗壓性能，節省鋼材，因此經濟實用，但是它的抗拉性能差，存在局限性.本發明采用多階次預應力方法，使桁架式拱的所有桿件均處於可控制狀態，使它們的壓力或拉力控?制在合理的范圍，避免了鋼管砼受拉差的局限性。?

(3)桁架式拱既是承受荷載結構，外圍護結構(例如：屋蓋，墻面)，又是預應力鋼鉸線的支座。?

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；圖中符號說明：鋼管砼平面桁架式拱1、下吊卦支撐2、預應力高強度鋼鉸線3。?

圖2是受拉桿件承載力的對比計算圖；?

圖3是本發明施加荷載→預應力→荷載三個階段的計算圖。?

具體實施方式

如圖1所示，具有下吊卦式折線型預應力高強度鋼鉸線的桁架式拱，由鋼管砼桁架式拱1、下吊卦支撐2和預應力高強度鋼鉸線3構成；所述鋼管砼桁架式拱1呈二端低中問高弧形設置，預應力高強度鋼鉸線3呈折線型設置，預應力高強度鋼鉸線3設置于鋼管砼桁架式拱1下方，預應力高強度鋼鉸線3為兩端低中間高折線形結構，預應力高強度鋼鉸線3兩端與鋼管砼桁架式拱1兩端支座連接，預應力高強度鋼鉸線3的中段通過若干豎向設置的下吊卦支撐2與鋼管砼桁架式拱1連接。?

本發明多階次預應力的基本原理：?