[實用新型]三段組合索拱桁架鋼結構

有效

• 申請號: 201721761405.2
• 申請日: 2017-12-17
• 公開（公告）號: CN208533715U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 楊大彬;劉斌;李雄彥;吳金志;魏強;魏曄
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: E04B1/32
• 分類號: E04B1/32;E04B1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

三段組合索拱桁架鋼結構，包括端部拱桁架、中部拱桁架、拉索和若干豎直腹桿。端部拱桁架的整體形狀為直線，其頂部向結構中部傾斜；中部拱桁架的整體形狀為上凸曲線，端部拱桁架的頂部和中部拱桁架端部相連；拉索布置在中部拱桁架的下部，其兩端和中部拱桁架的兩端相連，中部拱桁架和拉索之間布置若干豎直腹桿。本結構在端部區域的彎矩較小，和拉索、腹桿共同工作下力學性能較好，支座水平推力較小，用鋼量較低。

技術領域

本實用新型涉及一種三段組合索拱桁架鋼結構，屬于建筑鋼結構領域。

背景技術

鋼拱結構具有良好的力學性能，在橋梁、體育場館、會展以及工業廠房等大跨度和超大跨度建筑中得到了廣泛的應用，其主要結構形式有實腹式鋼拱、鋼拱桁架和索拱結構三大類。由于實腹式鋼拱僅由純拱本身來承擔彎矩、軸力等荷載，因此其承載效率并不高，并不適合于跨度較大的情況。相比于實腹式鋼拱，鋼拱桁架將彎矩轉化為弦桿的軸力，具有更大的結構承載效率。索拱結構由拉索、腹桿和鋼拱組成，利用拉索的牽制作用或腹桿的支承作用，來有效提高結構的整體剛度及承載力、降低鋼拱的缺陷敏感性、減小支座推力。近年來，由于煤場或電廠封閉的需要，國內相繼建成或在建多個跨度達200m左右的大跨度建筑，由于跨度大，部分采用了索拱桁架鋼結構，也即鋼拱桁架和索拱的組合形式，其鋼拱桁架的整體形狀大多采用曲線形式，在豎向荷載作用下往往在靠近端部位置存在負彎矩較大的區域，使得該處拱桁架的桿件截面較大，從而造成用鋼量較大的缺點。

發明內容

本實用新型的目的在于提出一種力學性能好、用鋼量低的索拱桁架鋼結構。

本實用新型采用的技術方案：

三段組合索拱桁架鋼結構，包括端部拱桁架、中部拱桁架、拉索和若干豎直腹桿。端部拱桁架的整體形狀為直線，其頂部向結構中部傾斜；中部拱桁架的整體形狀為上凸曲線，端部拱桁架的頂部和中部拱桁架端部相連；拉索布置在中部拱桁架的下部，其兩端和中部拱桁架的兩端相連，中部拱桁架和拉索之間布置若干豎直腹桿，豎直腹桿頂部和中部拱桁架鉸接，下端和拉索相連。

所述的端部拱桁架相對于鉛垂線的傾斜角度在10°～50°范圍內，其下端鉸接于基礎。

所述的端部拱桁架和中部拱桁架由鋼管構件組成。

本實用新型的優點是：由于本結構端部拱桁架整體形狀為直線，并且頂部向結構中部傾斜，結構的整體形狀接近于兩鉸拱在豎向荷載下的合理拱軸線，在豎向荷載作用下可大大減小拱桁架端部區域的負彎矩，從而減小拱桁架該處桿件截面。同時拉索在施加預拉力后將有效降低結構的支座水平推力，和中部拱桁架、豎直腹桿形成張弦拱桁架，減小中部拱桁架的彎矩峰值，從而減小中部拱桁架的桿件截面。

附圖說明

圖1為一種傳統的索拱桁架鋼結構的示意圖。

圖2為本實用新型所述的三段組合索拱桁架鋼結構的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了一種傳統的索拱桁架鋼結構，其拱桁架整體形狀為上凸曲線，在豎向荷載作用下，其兩端圓圈區域將發生向外凸出的變形，存在較大的負彎矩，因此該處桿件截面往往較大，造成結構整體用鋼量較高。

圖2示出了本實用新型所述的三段組合索拱桁架鋼結構，包括端部拱桁架1、中部拱桁架2、拉索3和若干豎直腹桿4。端部拱桁架1的整體形狀為直線，其頂部向結構中部傾斜；中部拱桁架2的整體形狀為上凸曲線，端部拱桁架1的頂部和中部拱桁架2端部相連；拉索3布置在中部拱桁架2的下部，其兩端和中部拱桁架2的兩端相連，中部拱桁架2和拉索3之間布置6個豎直腹桿4，豎直腹桿4頂部和中部拱桁架2鉸接，下端和拉索3相連。