[實用新型]一種條形鋼拉板索穹頂結構

有效

• 申請號: 201520723628.4
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN204983316U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 郭正興;管東芝;朱明亮;孫巖;丁明珉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B7/08
• 分類號: E04B7/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本實用新型涉及土木工程的空間結構技術領域，具體涉及一種條形鋼拉板索穹頂結構。

背景技術

索穹頂結構具有適應跨度大、結構自重輕、充分利用高強材料、節約材料、現場裝配化程度高、施工速度快和施工環保等優點，十分廣泛地應用于大跨空間結構中。常規剛性屋面材料較膜材等柔性屋面材料具有結構受力合理，便于屋面保溫、耐污染強，施工簡便且造價較低等優點，在柔性結構中應用具有巨大的經濟效益。但是將剛性屋面板應用于常規索結構時，索體與剛性屋面之間的連接需要專門的構造連接措施，由于索體的特點，連接措施往往構造復雜，施工繁瑣，增加了結構建造總成本。此外，剛性屋面往往跨越能力小，而常規索結構往往網格尺寸較大，需要增設次結構支承屋面，將屋面荷載傳遞至主結構，這對次結構跨越能力提出了較高要求。對于常規索結構，由于受拉的脊索僅有軸向剛度，無抗彎剛度，需要較大的索力才能為次結構提供足夠的彈性支撐，所以剛性屋面材料與索體之間的次結構往往擱置在撐桿頂端，這又增加了撐桿處節點構造的復雜程度，對索夾抗滑提出了更高的要求。因此，如何將剛性屋面更好地應用于索穹頂等柔性結構中是一個亟需解決的關鍵問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決常規索穹頂與剛性屋面結合構造復雜、造價較高的問題，提出了一種新型的張力結構——條形鋼拉板索穹頂結構，該結構既具有傳統索穹頂等柔性結構的所有優點，同時克服了在柔性結構中難以應用剛性屋面的困難。

本實用新型采用的技術方案為：一種條形鋼拉板索穹頂結構，包括條形鋼拉板、斜索、撐桿、環索、中心內環梁和周邊外環梁，所述條形鋼拉板的一端與中心內環梁連接，另一端通過端部節點與周邊外環梁連接，所述斜索和撐桿的上端通過連接節點與條形鋼拉板連接，所述斜索連接相鄰環撐桿的上端和下端，所述環索連接同環撐桿的下端，并沿環向閉合，通過預應力張拉在條形鋼拉板、斜索、環索中建立預應力，形成具有一定剛度的全張力結構；

所述條形鋼拉板采用多層條狀熱軋鋼板帶上下疊加而成，條狀熱軋鋼板帶每隔一定的距離預留條形螺栓孔，通過螺栓壓緊，各層條狀熱軋鋼板帶之間設有墊片。

作為優選，所述的端部節點包括銷軸耳板、端板、加勁肋、連接板和高強螺栓，所述端板的一面與銷軸耳板焊接，所述加勁肋加強銷軸耳板和端板，端板的另一面焊接有兩塊連接板，所述條形鋼拉板插于兩塊連接板之間，并通過高強螺栓連接，條形鋼拉板中的中間層條狀熱軋鋼板帶與端板焊接。在條形鋼拉板索穹頂提升階段，高強螺栓不安裝，僅通過中間層條狀熱軋鋼板帶承受自重荷載，單層熱軋鋼板帶抗彎剛度小，柔性好，利于提升；在張拉之前，安裝高強螺栓，使得多層鋼拉板在端部節點處形成整體，增強連接強度，有效承受預應力。

作為優選，所述節點板通過螺栓與條狀鋼拉板相連，節點板上對應于條形螺栓孔的位置預留螺栓孔，該處各層條狀熱軋鋼板帶之間設有墊板，墊板的平面尺寸同節點板，厚度同墊片，節點板的下表面焊接有耳板，耳板分別與斜索和撐桿相連。

本實用新型的條形鋼拉板索穹頂結構，即將常規索穹頂結構中僅受拉的柔性脊索替換為僅受拉的柔性條形鋼拉板。撐桿和斜索的上端都與鋼拉板鉸接，剛性屋面通過螺栓或焊接與鋼拉板連接，斜索連接相鄰環撐桿的上端和下端，環索連接同環撐桿的下端并沿環向閉合布置；且通過預應力張拉在條形鋼拉板、斜索和環索中都建立預張力。

本實用新型條形鋼拉板采用高強度的能受拉的金屬構件。條形鋼拉板可根據預張力的大小由幾片條形鋼拉板通過螺栓連接。條形鋼拉板尺寸由于長度方向遠大于厚度方向，因此可平面外剛度可忽略，近似為柔性構件。

本實用新型的有益效果：1)條形鋼拉板與上部剛性屋面連接節點構造簡單，易于應用成熟的栓接或焊接技術，施工方便，有利于充分利用柔性結構與剛性屋面的受力特性；2)鋼拉板厚度相對于整體結構跨度而言相對較薄，在未施加預應力前，剛度較弱，成柔性狀態，能夠利用現有預應力技術及機構運動學安裝方式實現無支架安裝，符合綠色施工的潮流；3)相對于常規索結構，鋼拉板不需要錨具、索夾等部件，且鋼材價格相對于索體材料較低，進一步降低了造價，具有較大的推廣應用潛力。

附圖說明

圖1為本實用新型條形鋼拉板索穹頂三維軸測示意圖；

圖2為本實用新型條形鋼拉板索穹頂剖面示意圖；

圖3為本實用新型條形鋼拉板構造平面示意圖；

圖4為本實用新型條形鋼拉板構造立面示意圖；

圖5為本實用新型條形鋼拉板端部節點構造示意圖。

圖6為本實用新型條形鋼拉板索穹頂連接節點構造示意圖。

具體實施方式