[發明專利]一種張拉結構和剛性結構的組合結構體系及其組合方法

有效

• 申請號: 201210095741.3
• 申請日: 2012-04-04
• 公開（公告）號: CN102733524A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 張國軍;葛家琪;王樹;王明珠;張曼生
• 申請（專利權）人: 中國航空規劃建設發展有限公司
• 主分類號: E04B7/00
• 分類號: E04B7/00;E04B7/08;E04B7/14;E04B1/342;E04B1/35
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技術領域

本發明涉及一種建筑結構體系施工方法，特別是涉及張拉結構和剛性結構的組合結構體系施工方法。?

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背景技術

目前索穹頂結構在國外已經建成多座。索穹頂結構作為一種柔性的大跨空間結構，與普通空間結構不同，它主要由預應力提供剛度。索穹頂結構必須與周邊的受壓環梁組成一個閉合回路，是一種自平衡體系，結構具有自適應能力。因此已有的索穹頂結構均為了平衡內部拉力，必須設置專門的約束構件，比如受壓環桁架或環梁，而且外部環梁等約束構件往往比較大，才能平衡索穹頂拉力。張拉結構和剛性結構的組合結構體系將索穹頂等張拉結構向內受拉、懸挑結構內部向外受拉結合起來實現內外受力自平衡的一種結構，大大降低受壓環桁架和環梁的受力。常規的結構施工方法無法滿足該類受力自平衡組合結構體系的施工。本發明提出的張拉結構和剛性結構的組合結構體系的施工方法適用于通過數值模擬，采用先張拉后施工外懸挑的順序使該結構體系施工過程中實現受力自平衡。?

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發明內容

技術問題

四周懸挑中間為索穹頂結構等張拉結構的組合結構體系，往往處于受力自平衡狀態，四周懸挑中間為索穹頂結構等張拉結構的組合結構體系，張拉結構優先選用索穹頂結構，也可以為車輻式雙層索網結構、懸索結構、單層索網結構等，剛性結構可以為懸挑鋼結構，也可以為懸挑混凝土結構或組合結構。剛性結構可以為一層或兩層及其以上。同時，剛性結構也可以為懸掛結構體系。連接張拉結構和剛性結構的構件為環桁架或環梁或其他剛性約束構件。懸挑結構和索穹頂結構通過環向桁架或環梁或其他約束構件相連。常規的施工方法不能滿足該結構體系的受力自平衡要求。

技術方案

本發明提出一種張拉結構和剛性結構組合結構體系的施工方法以及誤差調整方法，其特征在于在全過程仿真分析的基礎上，先施工支撐結構體系和剛性約束環向構件，然后進行預應力張拉，最后進行懸挑部分的施工，包括以下施工步驟：

第1步，按本施工方案進行逆序施工仿真分析，通過逆序施工分析，計算出各施工步中的索力、構件內力和變形；

第2步，從下至上施工支撐結構體系5。

第3步，在支撐結構體系5頂部施工環桁架或環梁或其它剛性約束構件2。?

第4步，根據施工仿真分析結果，施加設計張拉力的一部分，進行張拉結構的預應力張拉施工，通過張拉外索6，張拉后與環桁架或環梁或其它剛性約束構件2連接，該步中環桁架或環梁環向壓力逐漸增大；?

第5步，根據施工仿真分析結果，逐步向外施工懸挑結構，施工過程中，由于懸挑結構的自重作用，環桁架環向壓力逐漸減少，張拉結構的索力進一步增加，直至懸挑結構施工完畢，內外受力平衡。

第6步，根據張拉結構設計內力，對張拉結構的張拉力進行誤差調整，使索力滿足設計要求。?

有益效果

本發明提出的施工方法以及誤差調整方法，適用于張拉結構和剛性結構的組合結構體系的施工，通過數值模擬，采用先張拉后施工外懸挑的順序使該結構體系施工過程中實現受力自平衡。避免外懸挑結構施工時設置大量的臨時支撐腳手架。顯著減少施工成本和時間。

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附圖說明

圖1為結構剖視圖；?

圖2為結構俯視圖；

圖3為索穹頂與環桁架（或環梁）連接示意圖；

圖4為索穹頂與環桁架（或環梁）鉸接連接節點示意圖。

各圖中，1-懸挑結構上部結構，2-環向桁架（或環梁），3-懸挑下部結構，4-索穹頂結構或其他張拉結構，5-支撐結構，6-索連接端，7-索連接耳板。?

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具體實施方式

以某索穹頂與懸挑結構組合結構工程圖2的施工過程為例，來說明本施工方法的具體實施方式：?

第1步，按上述技術方案所述施工順序的逆順序進行施工仿真分析，即先計算完整組合結構有限元分析，此時的索力為P；然后，初始預應力不變的前提下，進行外懸挑結構的拆除，計算此時的索力為P₁。

第2步，從下至上施工支撐結構體系5。?

第3步，在支撐結構體系5頂部施工環桁架或環梁或其它剛性約束構件2。?

第4步，根據施工仿真分析結果，按索力P₁進行張拉結構的預應力張拉施工，通過張拉外索6，張拉后與環桁架或環梁或其它剛性約束構件2連接，施工過程中，環桁架或環梁環向壓力逐漸增大；?