[发明专利]一种利于抵抗强风的大跨张弦桁架煤棚结构体系

说明书

本发明提供了一种利于抵抗强风的大跨张弦桁架煤棚结构体系，涉及建筑结构技术领域，包括一拱形桁架、固定于所述拱形桁架下方的下弦拉索、固定于所述拱形桁架上方的抗风拉索、固定于所述下弦拉索与拱形桁架之间的若干下弦索撑杆、以及固定于所述抗风拉索与拱形桁架之间的若干抗风索。本发明可用于采用轻质屋面，且位于平原、沿海等强风环境中的大跨干煤棚结构，能使风吸下结构刚度不减小的同时降低结构用钢量，相对于现有的结构，增加了抗风索的使用，在大风情况下出现下弦拉索失效后，结构的刚度不会骤减，不会出现变形过大，甚至发生破坏的情况；同时该体系还具有支座反力小，抗连续倒塌能力强及经济性好等优点。

技术领域

本发明涉及一种张弦桁架结构，尤其涉及一种利于抵抗强风的大跨张弦桁架煤棚结构体系，属于建筑结构技术领域。

背景技术

根据国家技能环保要求，对于新建及大量已建煤场需进行封闭改造，以避免煤炭在恶劣天气下遭受损失和环境污染，堆煤高度以及斗轮机的作业要求，决定了新建及改造的罩棚必须是超大跨度无柱空间结构，而大跨度钢结构的结构形式恰好满足其跨度大，高度大，覆盖面积大的特点。

现有的张弦桁架，包括一榀上弦桁架、若干对撑杆和一对下弦索，下拉索的预应力使上弦桁架产生反挠度，在荷载下结构的最终挠度会减小，并且通过下线索的张拉力，使撑杆产生向上的分力，导致上弦桁架产生与外荷载作用下相反的内力和变形，以形成整个张弦桁架结构并提高结构刚度，撑杆对上弦桁架提供弹性支撑，改善上弦桁架的受力性能；一般上弦桁架采用桁架拱，在荷载作用下拱的水平推力由下弦索承受，减轻拱对支座产生的负担。由此可见，张弦桁架结构可充分发挥下弦索的强抗拉性能，有利于改善整体结构受力性能，使上弦桁架受弯刚性构件和下弦索抗拉构件取长补短，协同工作，充分发挥每种结构材料的作用。

预应力张弦桁架结构自重轻且具有良好的受力性能，因而近年来，该结构在大跨度煤棚结构中得到越来越多的应用。但是很多储煤场位于平原、沿海等强风环境下，风吸力大于屋面结构自重及屋面活载组合而成的竖直向下的荷载，使下弦索退出工作，结构的整体刚度减小，结构变形加大，甚至破坏，一般通过增加结构配重或加大下弦索力来抵抗风吸力，但两种方法的结果都会带来用钢量的增加。

基于此，本申请人对此进行专门研究，开发出一种利于抵抗强风的大跨张弦桁架煤棚结构体系，本案由此产生。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种利于抵抗强风的大跨张弦桁架煤棚结构体系，使风吸下结构刚度不减小的同时降低结构用钢量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种利于抵抗强风的大跨张弦桁架煤棚结构体系，包括一拱形桁架、固定于所述拱形桁架下方的下弦拉索、固定于所述拱形桁架上方的抗风拉索、固定于所述下弦拉索与拱形桁架之间的若干下弦索撑杆、以及固定于所述抗风拉索与拱形桁架之间的若干抗风索。

作为优选，所述下弦拉索和抗风拉索均通过锚具分别和拱形桁架连接。

作为优选，所述下弦索撑杆的两端分别与拱形桁架中部和下弦拉索铰接，抗风索撑杆的两端分别与拱形桁架中部抗风拉索铰接。

作为优选，为保证大跨张弦结构的空间整体刚度，所述拱形桁架为空间倒三角桁架或空间倒梯形桁架。

作为优选，所述下弦索撑杆和抗风索撑杆为圆管或矩形管。

作为优选，为了最大程度地平衡体系的整体刚度和经济性，所述拱形桁架的厚度为其跨度的1/35—1/40。

作为优选，为了最大程度地平衡体系的整体刚度和经济性，所述下弦索的垂度为其跨度的1/20—1/25。

作为优选，为了提升体系的抗风吸能力所述抗风索撑杆的高度为抗风索跨度的1/15—1/20。

本发明能实现如下技术效果：