[实用新型]一种条形钢拉板索穹顶结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程的空间结构技术领域，具体涉及一种条形钢拉板索穹顶结构。

背景技术

索穹顶结构具有适应跨度大、结构自重轻、充分利用高强材料、节约材料、现场装配化程度高、施工速度快和施工环保等优点，十分广泛地应用于大跨空间结构中。常规刚性屋面材料较膜材等柔性屋面材料具有结构受力合理，便于屋面保温、耐污染强，施工简便且造价较低等优点，在柔性结构中应用具有巨大的经济效益。但是将刚性屋面板应用于常规索结构时，索体与刚性屋面之间的连接需要专门的构造连接措施，由于索体的特点，连接措施往往构造复杂，施工繁琐，增加了结构建造总成本。此外，刚性屋面往往跨越能力小，而常规索结构往往网格尺寸较大，需要增设次结构支承屋面，将屋面荷载传递至主结构，这对次结构跨越能力提出了较高要求。对于常规索结构，由于受拉的脊索仅有轴向刚度，无抗弯刚度，需要较大的索力才能为次结构提供足够的弹性支撑，所以刚性屋面材料与索体之间的次结构往往搁置在撑杆顶端，这又增加了撑杆处节点构造的复杂程度，对索夹抗滑提出了更高的要求。因此，如何将刚性屋面更好地应用于索穹顶等柔性结构中是一个亟需解决的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决常规索穹顶与刚性屋面结合构造复杂、造价较高的问题，提出了一种新型的张力结构——条形钢拉板索穹顶结构，该结构既具有传统索穹顶等柔性结构的所有优点，同时克服了在柔性结构中难以应用刚性屋面的困难。

本实用新型采用的技术方案为：一种条形钢拉板索穹顶结构，包括条形钢拉板、斜索、撑杆、环索、中心内环梁和周边外环梁，所述条形钢拉板的一端与中心内环梁连接，另一端通过端部节点与周边外环梁连接，所述斜索和撑杆的上端通过连接节点与条形钢拉板连接，所述斜索连接相邻环撑杆的上端和下端，所述环索连接同环撑杆的下端，并沿环向闭合，通过预应力张拉在条形钢拉板、斜索、环索中建立预应力，形成具有一定刚度的全张力结构；

所述条形钢拉板采用多层条状热轧钢板带上下叠加而成，条状热轧钢板带每隔一定的距离预留条形螺栓孔，通过螺栓压紧，各层条状热轧钢板带之间设有垫片。

作为优选，所述的端部节点包括销轴耳板、端板、加劲肋、连接板和高强螺栓，所述端板的一面与销轴耳板焊接，所述加劲肋加强销轴耳板和端板，端板的另一面焊接有两块连接板，所述条形钢拉板插于两块连接板之间，并通过高强螺栓连接，条形钢拉板中的中间层条状热轧钢板带与端板焊接。在条形钢拉板索穹顶提升阶段，高强螺栓不安装，仅通过中间层条状热轧钢板带承受自重荷载，单层热轧钢板带抗弯刚度小，柔性好，利于提升；在张拉之前，安装高强螺栓，使得多层钢拉板在端部节点处形成整体，增强连接强度，有效承受预应力。

作为优选，所述节点板通过螺栓与条状钢拉板相连，节点板上对应于条形螺栓孔的位置预留螺栓孔，该处各层条状热轧钢板带之间设有垫板，垫板的平面尺寸同节点板，厚度同垫片，节点板的下表面焊接有耳板，耳板分别与斜索和撑杆相连。

本实用新型的条形钢拉板索穹顶结构，即将常规索穹顶结构中仅受拉的柔性脊索替换为仅受拉的柔性条形钢拉板。撑杆和斜索的上端都与钢拉板铰接，刚性屋面通过螺栓或焊接与钢拉板连接，斜索连接相邻环撑杆的上端和下端，环索连接同环撑杆的下端并沿环向闭合布置；且通过预应力张拉在条形钢拉板、斜索和环索中都建立预张力。

本实用新型条形钢拉板采用高强度的能受拉的金属构件。条形钢拉板可根据预张力的大小由几片条形钢拉板通过螺栓连接。条形钢拉板尺寸由于长度方向远大于厚度方向，因此可平面外刚度可忽略，近似为柔性构件。

本实用新型的有益效果：1)条形钢拉板与上部刚性屋面连接节点构造简单，易于应用成熟的栓接或焊接技术，施工方便，有利于充分利用柔性结构与刚性屋面的受力特性；2)钢拉板厚度相对于整体结构跨度而言相对较薄，在未施加预应力前，刚度较弱，成柔性状态，能够利用现有预应力技术及机构运动学安装方式实现无支架安装，符合绿色施工的潮流；3)相对于常规索结构，钢拉板不需要锚具、索夹等部件，且钢材价格相对于索体材料较低，进一步降低了造价，具有较大的推广应用潜力。

附图说明

图1为本实用新型条形钢拉板索穹顶三维轴测示意图；

图2为本实用新型条形钢拉板索穹顶剖面示意图；

图3为本实用新型条形钢拉板构造平面示意图；

图4为本实用新型条形钢拉板构造立面示意图；

图5为本实用新型条形钢拉板端部节点构造示意图。

图6为本实用新型条形钢拉板索穹顶连接节点构造示意图。

具体实施方式