[發明專利]一種基于負壓補強技術的索拱組合屋蓋

有效

• 申請號: 201410063731.0
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103790276A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 喬文濤;信改義;吳立朋;趙靜;申兆武;李玉學
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: E04B7/14
• 分類號: E04B7/14;E04B1/38
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本發明涉及一種屋蓋，尤其是一種安裝施工方便、快捷、適用于跨度較大的屋蓋。

背景技術

屋蓋的跨度決定了它覆蓋下的空間的使用價值，屋蓋的設計、施工、造價以及安裝難易程度決定了它的適用范圍。傳統的屋蓋形式已經無法滿足當下一些現代化建筑的使用要求，譬如當建筑的功能要求其具有較大的跨度時，如體育場館、會展中心等建筑，則必須采用其它的屋蓋形式，例如桁架結構、網架結構、預應力空間結構以及組合結構等。在這些大跨度屋蓋結構中，由于拱的諸多優點，對其應用的實際工程不乏其例，但事實也證明拱的面外穩定性相對較差，在此背景下，一種新型穩定性較好的索拱組合屋蓋被提出。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于負壓補強技術的索拱組合屋蓋，該屋蓋應用了負壓補強理論，充分利用了鋼拱的高承載能力，改善了鋼拱面外穩定性相對較差的缺點，大幅度提高了拱結構的承載能力。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種基于負壓補強技術的索拱組合屋蓋，其特征在于所述的組合屋蓋有多組屋蓋單元組合而成的網格狀結構，所述屋蓋單元包括4根鋼拱、8根鋼絲束以及1個節點；鋼拱的形狀、大小及拱向一致，4根鋼拱首尾端依次連接，形成封閉的環形屋蓋單元面，所述屋蓋單元面的4個交點處于同一平面內，且該平面為正方形，所述的鋼拱面與該正方形垂直，所述的正方形對角線交點處設有節點，所述的鋼拱兩端及中部位置均通過鋼絲束與節點連接，并且鋼絲束施加預應力；所述的屋蓋單元面與其相鄰的4個屋蓋單元面均共用一個鋼拱。

優選的，所述的鋼拱之間通過鋼拱連接件連接，所述的鋼拱連接件包括三種類型，分別為鋼拱連接件Ⅰ、鋼拱連接件Ⅱ和鋼拱連接件Ⅲ；所述鋼拱連接件Ⅰ具有兩個外伸法蘭式連接部件，所述鋼拱連接件Ⅱ具有三個外伸法蘭式連接部件，所述鋼拱連接件Ⅲ具有四個外伸法蘭式連接部件。

優選的，所述的節點為短鋼管與半圓形鋼板焊接而成的連接件，所述半圓形鋼板均勻分布于短鋼管的外側，并且在半圓形鋼板上留有孔洞。

優選的，所述的鋼拱采用圓鋼管或方形鋼管或具有對稱軸的型鋼，所述的鋼拱兩端焊接有加勁肋板，所述的鋼拱在拱對稱位置處焊接耳板，耳板與鋼絲束連接。

優選的，所述的鋼拱連接件為帶加勁肋板的焊接或整體澆鑄的構件，并且在鋼拱連接件上焊接有豎向的耳板，耳板與鋼絲束連接。

優選的，所述的鋼絲束是平行或半平行鋼絲束，鋼絲束的兩端采用澆鑄或液壓的方法通過索錨分別與鋼拱連接件和節點連接。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明充分發揮了鋼材的抗拉、壓性能以及鋼絲束的抗拉性能，應用了負壓補強理論，通過在鋼絲束上施加預應力，利用預應力索對拱產生的負壓，充分利用了鋼拱的高承載能力，并大幅度提高了拱的穩定承載力，使本屋蓋體系可跨越較大的范圍，結構構造簡單合理、傳力機制明確、施工安裝方便、施工工期較短、工業化程度高，結構造型美觀且造價成本較其它同等跨度的屋蓋形式較低。尤其適合于跨度較大的體育館、會展中心、生產車間等建筑的屋面體系結構。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為本發明的屋蓋結構示意圖；

圖2為本發明屋蓋單元的結構示意圖；

圖3為鋼拱連接件Ⅰ的結構示意圖；

圖4為鋼拱連接件Ⅱ的結構示意圖；

圖5為鋼拱連接件Ⅲ的結構示意圖；

圖6為鋼絲束與鋼拱中間位置處耳板的連接構造圖；

圖7為鋼絲束與鋼拱連接件節點處耳板連接構造圖；

圖8為鋼絲束與節點連接構造圖；

圖中：1．鋼拱，2．耳板，3．索錨，4．鋼絲束，5．節點，6．鋼拱連接件Ⅰ，7．鋼拱連接件Ⅱ，8．鋼拱連接件Ⅲ，9．高強螺栓，10．加勁肋板。

具體實施方式

根據附圖1可知，本發明具體涉及一種基于負壓補強技術的索拱組合屋蓋，該組合屋蓋有多組屋蓋單元組合而成的網格狀結構，每個網格為一組屋蓋單元，且各個單元之間依次組合，相鄰單元之間共用鋼拱1，現場拼裝時與下部鋼拱連接構件通過法蘭式連接完成后，整體與預埋件采用相同法蘭式連接方法組成受力整體；預埋件為帶有外伸法蘭式連接部件的鋼構件，預先澆鑄在鋼筋混凝土梁或柱中。

所述的負壓加強體系是將鋼絲束與構件斜向相連接，然后對鋼絲束進行張拉施加預應力，張拉斜向鋼絲束而形成的負壓加強體系可防止結構發生屈曲，提高了結構穩定性以及結構構件的承載力。