[实用新型]一种新型预应力工业料场罩棚结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程建筑结构领域，尤其涉及一种新型预应力工业料场罩棚结构。

背景技术

钢桁架结构造型美观大方、简洁明快、结构受力清晰，适用于大跨度和超大跨度，被广泛的应用于火车站、机场等大型公用建筑、以及大跨度厂房、仓库等工业建筑。

传统的桁架结构由于自重、竖向荷载及变形的影响，其跨度受限且经济性较差。在普通桁架基础上引入预应力概念，形成张弦桁架结构，由于预应力的作用，桁架产生向上的反拱的预应力效应，能有效地的抵抗与反拱方向相反的自重、竖向恒载、活载等正向荷载，可减少桁架高度，提高结构跨度，减少用钢量。但常规的张弦桁架的预应力效应仅能抵抗正向荷载的作用，对于风吸等与反拱方向相同的反向荷载是不利的，因此不能用于风吸荷载控制的大跨度建筑。

采用张弦桁架或普通桁架作为主体结构的建筑，一般采用檩条作为屋面的支撑构件，檩条设置在桁架的上弦。桁架在自身平面内具有较强的稳定型，但在平面外的稳定性较差。檩条为梁式受弯构件，一般采用方钢或H型钢，通过檩托连接在桁架的上弦，对桁架平面外的支撑作用非常有限，这种桁架+檩条的整体稳定性较差。由于檩条为受弯构件，其较经济的跨度为5m～8m，因此桁架净间距也为5~8m，造成桁架很密，钢量很大，经济性差，同时对结构的美观造成影响。

对于拱形桁架，在竖向荷载作用下，其桁架支座处存在巨大的水平推力，造成下部结构及支座造价高昂。

张弦梁结构与张弦桁架的构造和受力方式类似，是由刚性构件上弦、柔性拉索下弦、中间连以撑杆形成的结构体系，通过张拉下弦高强度拉索使撑杆产生向上的分量，导致上弦构件产生与外部竖向荷载作用相反的内力和变形，从而降低结构的内力，减少结构的变形。常规的张弦梁的预应力效应仅能抵抗正向荷载的作用，对于风吸等与反拱方向相同的反向荷载是不利的。由于张弦梁上弦为单根杆件，其平面外刚度很弱，稳定性很差。

实用新型内容

本实用新型提出一种将预应力钢桁架和空间张弦梁进行结合的组合结构体系，有效解决张弦桁架加檩条的传统形式造成的不能有效抵抗风吸荷载、整体稳定性差，桁架间距密，用钢量大，拱形桁架支座推力大的等缺点。

具体解决方案为：本实用新型公开了一种新型预应力工业料场罩棚结构，包括由横向平行布置的多榀预应力钢桁架及纵向布置的多道空间张弦梁组成，所述预应力钢桁架与空间张弦梁相互连接组成整体的一体式结构。

进一步，预应力钢桁架包括由桁架上弦、桁架下弦、桁架腹杆构成的钢桁架主体结构，桁架上弦、桁架下弦和桁架腹杆相互固定连接，还包括下弦索、撑杆、斜撑杆、斜拉索，撑杆与桁架下弦铰接连接，下弦索与撑杆通过索杆连接节点连接，下弦索的端部与桁架下弦连接，通过张拉下弦索对结构施加预应力，使桁架产生向上的反拱；斜拉索的一端与桁架下弦相连，另一端连接在下弦索、撑杆、斜撑杆的桁架索杆连接点上，通过给斜拉索施加预应力，使结构产生向下的作用。

进一步，钢桁架主体结构为四边形桁架或三角形桁架；钢桁架主体结构采用相贯焊接桁架或焊接球桁架。

进一步，在预应力钢桁架的所形成的弧的最高点、下斜索与应力钢桁架连接处及接近两端的部位设置纵向稳定桁架。

进一步，空间张弦梁由上弦梁、上弦腹杆、三角形撑杆、上斜拉索、水平拉索、下斜拉索构成；两根上弦梁和上弦腹杆形成平面桁架；上斜拉索、水平拉索和三角形撑杆对上弦梁产生向上的预应力效应，形成具有承载正向荷载的张弦梁结构；上斜拉索与三角形撑杆通过上弦梁索杆连接点连接，下斜拉索一端连接在桁架的桁架下弦上，另一端通过张弦梁索杆连接点与三角形撑杆、上斜拉索、水平拉索相连，通过张拉下斜拉，形成具有承载反向风荷载的张弦梁结构。

空间张弦梁的上斜拉索和上弦梁，通过连接节点与预应力钢桁架的桁架上弦连接，空间张弦梁的下斜拉索与预应力钢桁架的桁架下弦连接。

有益效果：

与传统的桁架+檩条的主次结构不同，一种将预应力钢桁架和空间张弦梁进行结合的组合结构体系，将预应力钢桁架和空间张弦两相结合，形成一种相互作用的新型结构体系，提高结构的稳定性和承载能力。预应力钢桁架结构的下弦索、撑杆与桁架共同作用形成张弦桁架，能抵抗竖向荷载作用，斜拉索可抵抗反向风荷载，同时能减少支座的水平力。