[发明专利]一种张弦梁结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种张弦梁结构，属于一种建筑结构。

背景技术

目前土木工程领域大跨度钢结构的应用越来越多。但随着跨度增加自重急剧加大，结构面临使用功能、设计合理性及经济指标相互制约的矛盾。为了满足结构的使用功能同时减少结构自重改善结构的刚度，配有拉索的预应力张弦梁越来越多的应用于大跨度钢结构中。通过预应力拉索与撑杆的布置，大跨度钢结构的承载力与刚度都有了很大的改善。

如图1所示，现有的张弦梁，包括一对上弦梁1（或拱或桁架）、若干对撑杆3和一对下弦拉索2，所述成对的上弦梁1、成对的撑杆3和成对下弦拉索2相对于一个对称面对称布置在该对称面的两侧，位于该对称面同一侧的上弦梁1、撑杆3和下弦拉索2形成一个面结构；在同一个面结构中，下弦拉索2的两端分别与上弦拉索1的两端固定，所述撑杆3的上端与上弦梁1铰接，撑杆3的下端与下弦拉索2固定连接；位于两个面结构中的成对的两个撑杆3的下端通过一个双索夹具4分别与两根下弦拉索2固定连接；张拉后的下弦拉索2形成轴对称形式的折线，上弦梁1、撑杆3和下弦拉索2形成自平衡体系，下弦拉索2受拉，撑杆3为受压二力杆，上弦梁1为压弯构件。

上述结构中，下弦拉索2的预应力使结构产生反挠度，故结构在荷载作用下的最终挠度会减小，并且通过下弦拉索2的张拉力，使撑杆3产生向上的分力，导致上弦梁1产生与外荷载作用下相反的内力和变形，以形成整个张弦梁结构并提高结构刚度，撑杆3对抗弯受压构件提供弹性支撑，改善后者的受力性能；若压弯构件取为拱时，由下弦拉索2承受拱的水平推力，减轻拱对支座产生的负担，故在支座处宜采取必要的暂时的或永久的构造措施，在顶应力及外荷载作用下（指自重等屋面荷载作用下）形成自平衡体系，不产生水平推力；同时，下弦拉索2的存在可以大大的减小上弦梁1的截面，提高整个结构的承载能力。这时，如果一根下弦拉索2在使用中出现破坏断裂，整个张弦梁结构会出现重心偏移，会出现向一侧倾倒的情况，同时，若一根下弦拉索2发生断裂，则不能为拱支座提供水平拉力，支座可能会向两边移动，而且在下弦拉索2失效之后，其断裂点附近的撑杆3的作用失效，仅靠上弦梁1承受外荷载则可能会因承载力不足而发生断裂，随之整个张弦梁也会失效。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种在使用中能够避免出现在下弦拉索失效之后导致整个结构立即失效的张弦梁结构，同时也避免出现一根下弦拉索失效之后整个结构偏心倾倒的情况。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种张弦梁结构，包括一对上弦梁、若干对撑杆和一对下弦拉索，所述成对的上弦梁、成对的撑杆和成对下弦拉索相对于一个对称面对称布置在该对称面的两侧，位于该对称面同一侧的上弦梁、撑杆和下弦拉索形成一个面结构；在同一个面结构中，下弦拉索的两端分别与上弦拉索的两端固定，所述撑杆的上端与上弦梁铰接，撑杆的下端与下弦拉索固定连接；位于两个面结构中的成对的两个撑杆的下端通过一个双索夹具分别与两根下弦拉索固定连接；在两个面结构中均分别布置有若干根短拉索，所述短拉索相对于撑杆倾斜布置，其上端与上弦梁铰接、下端与撑杆的下端固定连接。

本案相对于现有技术，增加了短拉索的使用，在下弦拉索失效后，由于短拉索与上弦梁和撑杆之间的连接关系，使得整个结构不会立刻失效，提高了抗倒塌性能，能够防止出现连续性倒塌，消除安全隐患。同时，若一根下弦拉索失效，由于短拉索的存在，使得整个结构不会出现大的偏心倾覆。

优选的，所述短拉索与上弦梁铰接的位置包括且仅包括上弦梁与下弦拉索固定连接的位置和上弦梁与撑杆铰接的位置。