[發(fā)明專(zhuān)利]一種輪輻式預(yù)應(yīng)力張弦穹頂結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111031827.5
• 申請(qǐng)日: 2021-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113802751B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛家琪;張曼生;王樹(shù);馬伯濤;宋毛毛;羅楚雄;張玲;張奇銘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E04B7/14
• 分類(lèi)號(hào): E04B7/14
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11004
• 代理人: 周娓娓;晁璐松

1.一種輪輻式預(yù)應(yīng)力張弦穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括結(jié)構(gòu)框架和屋面，所述屋面鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)框架上側(cè)，所述結(jié)構(gòu)框架包括徑向梁、緯向梁和外圍結(jié)構(gòu)柱（10），

所述徑向梁包括中心內(nèi)環(huán)梁（5），

所述外圍結(jié)構(gòu)柱（10）圍繞中心內(nèi)環(huán)梁（5）的外側(cè)等距離均勻布置有一周，所有外圍結(jié)構(gòu)柱（10）的連線(xiàn)為圓，該圓與中心內(nèi)環(huán)梁（5）為同心圓，所述中心內(nèi)環(huán)梁（5）與各個(gè)外圍結(jié)構(gòu)柱（10）的連線(xiàn)呈放射狀，

所述緯向梁包括預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3），預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）布置在該放射線(xiàn)上為一榀，預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）對(duì)應(yīng)各個(gè)放射線(xiàn)上設(shè)置，所述預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）的內(nèi)端與中心內(nèi)環(huán)梁（5）固定連接，預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）的外端與外圍結(jié)構(gòu)柱（10）的頂部固定連接，所述外圍結(jié)構(gòu)柱（10）的底部固定在地面上，

所述中心內(nèi)環(huán)梁（5）為雙層環(huán)向桁架梁，包括上層壓力環(huán)（51）、下層拉力環(huán)（52）和壓力環(huán)之間的聯(lián)系桿（53），每榀預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）均為桁架梁，包括上層張弦梁主梁（8）、下弦索（9）和支撐并固定連接在兩者之間的撐桿（7），

所述上層張弦梁主梁（8）的內(nèi)端與上層壓力環(huán)（51）固定連接，上層張弦梁主梁（8）的外端與外圍結(jié)構(gòu)柱（10）的頂部固定連接，所述下弦索（9）的內(nèi)端與下層拉力環(huán)（52）固定連接，所述下弦索（9）的外端與外圍結(jié)構(gòu)柱（10）的頂部固定連接，所述撐桿（7）沿預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)有一組，所述撐桿（7）為可調(diào)桿，通過(guò)調(diào)整撐桿（7）實(shí)現(xiàn)調(diào)整后的預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）在同一荷載作用下各撐桿（7）位置處的彎矩值的比值與在預(yù)應(yīng)力作用下各撐桿（7）位置處的反彎矩值的比值一致，

所述撐桿（7）底部?jī)蓚?cè)的下拉索相對(duì)角度為拉索轉(zhuǎn)角（11），拉索轉(zhuǎn)角（11）均大于零度，所述拉索轉(zhuǎn)角（11）通過(guò)調(diào)節(jié)撐桿（7）實(shí)現(xiàn)拉索轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)，所述拉索轉(zhuǎn)角（11）由外至內(nèi)逐步減小；

所述撐桿（7）為高度可調(diào)桿；

所述徑向梁還包括至少三道維度不同的環(huán)梁，每道環(huán)梁的兩端分別固定連接在相鄰的預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）的維向同一位置，每道環(huán)梁的連線(xiàn)均為圓，所有徑向梁為自中心內(nèi)環(huán)梁（5）由內(nèi)至外直徑依次擴(kuò)大并間隔設(shè)置的同心圓，所述環(huán)梁包括兩道過(guò)渡環(huán)梁（2）和一道邊緣環(huán)梁（4）；各拉索轉(zhuǎn)角11由外之內(nèi)分別為第一轉(zhuǎn)角α第二轉(zhuǎn)角β第三轉(zhuǎn)角γ；

所述過(guò)渡環(huán)梁（2）的道數(shù)與每榀預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）上撐桿（7）的個(gè)數(shù)相同并一一對(duì)應(yīng)，各過(guò)渡環(huán)梁（2）與預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）的連接位置和各撐桿（7）的頂部與上層張弦梁主梁（8）的連接位置為同一處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪輻式預(yù)應(yīng)力張弦穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）的外端與邊緣環(huán)梁（4）也固定連接，所述下弦索（9）的外端與邊緣環(huán)梁（4）也固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪輻式預(yù)應(yīng)力張弦穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述緯向梁還包括在相鄰兩道環(huán)梁之間、在相鄰兩榀預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）之間間隔均勻布置的次梁（1），所述次梁（1）的兩端分別固定連接在相鄰的環(huán)梁之間。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的輪輻式預(yù)應(yīng)力張弦穹頂結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，施工步驟如下：

步驟一，先布置中心內(nèi)環(huán)梁（5）、外圍結(jié)構(gòu)柱（10）和預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3），將各構(gòu)件固定連接；

步驟二，按設(shè)計(jì)荷載加載，計(jì)算預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）在設(shè)計(jì)荷載作用下的彎矩和預(yù)應(yīng)力作用下的反彎矩；

步驟三，調(diào)整各撐桿（7），使外側(cè)第一個(gè)拉索轉(zhuǎn)角最大，并依次向內(nèi)調(diào)整各個(gè)撐桿（7）使得各拉索轉(zhuǎn)角（11）逐漸減小，并保持拉索轉(zhuǎn)角（11）的大小順序不變；

步驟四，再次按設(shè)計(jì)荷載加載，計(jì)算預(yù)應(yīng)力張弦梁主梁（3）在設(shè)計(jì)荷載作用下的彎矩和預(yù)應(yīng)力作用下的反彎矩，并計(jì)算各撐桿（7）位置處的彎矩值的比值與在預(yù)應(yīng)力作用下各撐桿（7）位置處的反彎矩值的比值；

步驟五，再次調(diào)整各撐桿（7），使設(shè)計(jì)荷載作用下各撐桿（7）位置處的彎矩值的比值與在預(yù)應(yīng)力作用下各撐桿（7）位置處的反彎矩值的比值一致；

步驟六，在結(jié)構(gòu)框架上施工屋面。