[實用新型]一種能緩和風荷載的自平衡索網結構

有效

• 申請號: 201721198922.3
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN207419704U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 郭彥林;章友浩;朱靖申
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04B1/34
• 分類號: E04B1/34
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本實用新型公開了一種能緩和風荷載的自平衡索網結構，屬于結構工程技術領域。該自平衡索網結構包括中部鋼拱、端部鋼拱、縱向地梁、橫向地梁、承重索、穩定索和配重。中部鋼拱設在結構縱向的中部，且可根據實際結構長度選取單道或多道設置；端部鋼拱傾斜設置在結構端部；縱向地梁沿結構縱向設置在端部鋼拱和中部鋼拱拱腳之下，并作為端部鋼拱和中部鋼拱拱腳的錨固點；橫向地梁橫向連接于端部鋼拱和中部鋼拱拱腳之間，起到平衡拱腳推力的作用；承重索沿結構縱向通長布置；穩定索沿結構橫向布置，端部錨固于縱向地梁中，并與承重索連接形成雙曲拋物面索網承擔風荷載；配重懸掛于承重索兩端，并隱蔽在地面以下。該結構是一種高效、經濟的新型結構體系。

技術領域

本實用新型涉及一種能緩和風荷載的自平衡索網結構，屬于結構工程技術領域。

背景技術

近年來，由于我國電力事業的發展和環保要求，傳統的煤炭散堆方式被封閉儲存所取代，干煤棚得到了廣泛的建設，跨度也越來越大。目前常見的干煤棚結構形式主要包括平面網架、柱面網殼以及普通的索網結構等。其中平面網架、柱面網殼屬于剛性結構，相較于柔性結構在自重和用鋼量上有著明顯的劣勢，而且構件制作工作量大，施工周期長，臨時措施費較高；而普通的索網結構，對索預張力的張拉也有著較高的要求，施工張拉需要耗費大量的人力和設備資源，而且也需要由專業的施工隊伍完成。此外，普通索網結構由于柔性索結構自重輕，對風荷載作用比較敏感，結構設計也較剛性結構難度大。若能設計這樣一個索網結構，在風荷載作用下能產生較大的位形變化從而達到改變風荷載作用方向及幅值的效果，進而降低拉索內力，提高索網結構的設計效率將是很好的選擇。另外，若能使索網結構的索力錨固在結構體系內部的剛性構件上，使其形成自平衡受力體系，將會避免拉索錨固在地面或基礎而造成基礎設計及施工費用的增加并簡化基礎設計。

基于上述考慮，本實用新型提出了一種能緩和風荷載的自平衡索網結構，并具有如下優點：(1)索網結構在風荷載作用下，可通過端部鋼拱繞其拱腳連線的轉動使索網結構產生較大的位形變化。正是由于這種位形變化，可大幅降低索網結構承受的風荷載，導致其拉索始終在低應力狀態下工作。(2)通過設置端部面外鉸接鋼拱和承重索懸掛配重的方式，可自動施加拉索預應力而不需要專有的張拉設備。既能省去拉索的預應力張拉作業，也能通過配重快速施工成型；(3)由于拉索拉力以及拱腳反力完全由設置在地面的縱向和橫向梁系平衡，使其整體結構完全成為一個自平衡受力體系，大大簡化了基礎設計與傳力；(4)索網下料及編織(節點定位與連接)以及鋼拱制作均在工廠完成；在工地現場，鋼拱可在地面拼裝并采用整體起扮的安裝方案，拉索張拉也僅通過施加配重完成，因而整個工程建設完全實現了現場裝配化作業。

實用新型內容

為實現上述目的，本實用新型提出的一種能緩和風荷載的自平衡索網結構，其特征在于，所述自平衡索網結構主要包括：中部鋼拱、端部鋼拱、縱向地梁、橫向地梁、承重索、穩定索和配重；所述中部鋼拱設在自平衡索網結構縱向的中部，且可根據實際結構長度選取單道或多道設置；所述端部鋼拱傾斜設置在索網結構端部；所述縱向地梁沿索網結構縱向設置在所述端部鋼拱和中部鋼拱拱腳之下，并作為所述端部鋼拱和中部鋼拱拱腳的錨固點；所述橫向地梁橫向連接于所述端部鋼拱和中部鋼拱拱腳之間，起到平衡拱腳推力的作用；所述承重索沿索網結構縱向通長布置；所述穩定索沿索網結構橫向布置，端部錨固于所述縱向地梁中，并與所述承重索連接形成雙曲拋物面索網承擔風荷載；所述配重懸掛于所述承重索兩端，并隱蔽在地面以下。

在上述自平衡索網結構中，所述中部鋼拱采用空間鋼管桁架拱，當多道設置時，中間一道兩端面外固支，其余兩端面外鉸接，且在所有中部鋼拱上弦桿節點處設置U型夾，所述承重索通過U型夾與中部鋼拱連接。

在上述自平衡索網結構中，，所述端部鋼拱采用空間鋼管桁架拱，兩端面外鉸接，在所有端部鋼拱上弦桿節點處設置U型夾，所述承重索通過U型夾與端部鋼拱連接。

在上述自平衡索網結構中，，所述縱向地梁和橫向地梁采用鋼筋混凝土地梁或鋼骨混凝土地梁。