具有荷載緩和作用的張弦梁結構的製作方法

2023-09-13 09:58:35 1

專利名稱：具有荷載緩和作用的張弦梁結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主要應用於建築結構領域中的大跨度預應力鋼結構技 術，特別是一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構。
技術背景張弦梁結構是由日本大學的M. Saitoh教授正式提出並在近二十年得到迅 速發展的一種大跨空間結構。它是通過張拉下弦高強度曲線拉索使得撐杆產生 向上的分力，導致上弦構件產生與外部豎向荷載作用下相反的內力和變位，改 善結構的受力性能，減小結構的變形。張弦梁結構在世界各地得到了廣泛應用， 我國的上海浦東國際機場航站樓、廣州國際會議展覽中心、、黑龍江國際會議展 覽體育中心主館屋蓋結構、北京為迎接2008奧運會而建設的國家體育館等重大 工程中都採用了張弦梁結構。張弦梁結構是一種受力性能較優良的大跨空間結構，但當結構受到地震、 颱風等偶然動力荷載作用時，下弦拉索的內力迅速增大，容易導致拉索突然斷 裂使整個結構倒塌，因此張弦梁結構在設計中，結構的保守性很大，構件不能 充分發揮其性能。上世紀80年代英國學者曾提出了一種荷載緩和體系(LOAD Relieving System)的概念，並將其運用於一個索網結構的垃圾場中，引起了人們的關注。 雖然後來很多學者對荷載緩和體系進行了深入研究，但至目前為止真正具有實 用價值的荷載緩和體系還相當少， 一方面的原因是難以構造出簡單高效的荷載 緩和裝置，另一方面原因是荷載緩和體系需要通過釋放結構的位移來保證構件 的應力不超過容許應力，因此它必須與柔性結構相結合，工程應用背景具有局 限性。實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種抗災能力強、安 全性能髙、受力性能優越，並能充分發揮髙強度材料性能的具有荷載緩和作用 的張弦梁結構。為了達到上述目的，本實用新型提供的一種具有荷載緩和作用的張弦梁結 構，它包括上弦梁、撐杆、張弦梁的下弦拉索、支座和荷載緩和裝置，所述的3荷載緩和裝置由小齒輪轉盤、大齒輪轉盤、拉索及重物組成，小齒輪轉盤和大 齒輪轉盤利用齒輪相互咬合連在一起，小齒輪轉盤邊緣與張弦梁的下弦拉索相 連，張弦梁的下弦拉索繞過小齒輪轉盤四分之一周固定，大齒輪轉盤中心與支 座用拉索相連，大齒輪轉盤邊緣伸出拉索下面懸掛重物，拉索繞過大齒輪轉盤 四分之一周固定。由於大小齒輪轉盤的設置，從而可使荷載緩和裝置所懸掛重 物的重量小於張弦梁下弦索的拉力。為便於轉盤與拉索的連接，小齒輪轉盤和 大齒輪轉盤中間各設有放置凹槽，凹槽用於放置拉索。張弦梁結構中有拉索，適合於荷載緩和裝置的設置，而張弦梁結構又恰恰 存在荷載緩和結構體系可以彌補的缺點，為荷載緩和裝置的應用提供了場合， 因此本實用新型在考慮張弦梁結構受力特點的基礎上，構造了一種簡單高效的 荷載緩和裝置，進而提出了具有荷載緩和作用的張弦梁結構。本實用新型所得到的一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，1)能充分發揮 高強度材料的性能本結構中由於荷載緩和裝置的調節作用，可使髙強度拉索 的潛能得到充分發揮。2〉受力性能優越可保證張弦梁的下弦拉索始終處於受 拉狀態，並且內力恆定。3)施工簡單張弦梁結構的各個構件可根據成形後的 尺寸加工製作，施工時將上述構件依次安裝到位，最後只需將重物掛上即可， 省去了張拉預應力的過程。4)抗災能力強當結構受到突發的地簾、颱風等災 害性荷載作用時，荷載緩和裝置起到調節作用，增大了結構的柔性，使結構產 生較大的變形而拉索的內力基本保持不變，從而大大減少了災害荷載導致索斷 結構倒塌的危險。


圖1是具有荷載緩和功能的張弦梁結構示意圖； 圖2荷載緩和裝置結構示意圖； 圖3轉盤結構示意圖； 圖4空間張弦梁結構軸測圖。其中撐杆l、張弦梁的下弦拉索2、荷載緩和裝置3、小齒輪轉盤4、大 齒輪轉盤5、拉索6、重物7、支座8、凹槽9、上弦梁IO、固定鉸ll、滑動支 座12。
具體實施方式
下面通過實施例結合附圖對本實用新型作進一步的描述。 實施例l如附圖1所示。 一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，它包括上弦梁IO、 撐杆l、張弦梁的下弦拉索2、支座8和荷載緩和裝置3，所述的荷載緩和裝置 3由小齒輪轉盤4、大齒輪轉盤5、拉索6及重物7組成，小齒輪轉盤4和大齒 輪轉盤5利用齒輪相互咬合連在一起，如附圖2所示。小齒輪轉盤4邊緣與張 弦梁的下弦拉索2相連，張弦梁的下弦拉索2繞過小齒輪轉盤4四分之一周固 定，大齒輪轉盤5中心與支座8用拉索相連，大齒輪轉盤5邊緣伸出拉索6下 面懸掛重物7，拉索6繞過大齒輪轉盤四分之一周固定。由於不同直徑齒輪轉 盤的設置，從而可使荷載緩和裝置所懸掛重物的重量小於張弦梁下弦拉索2的 拉力。為便於小齒輪轉盤4和大齒輪轉盤5與下弦拉索2和拉索6的連接，小 齒輪轉盤4和大齒輪轉盤5中間各設有放置凹槽9,用於放置下弦拉索2和拉 索6,如附圖3所示。如圖3所示。本實施例提供的一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，張弦 梁跨度為60m，上弦拱矢高為3m，下弦拉索垂度為5m，拉索形狀為拋物線型, 如圖4所示。每榀張弦梁端部支承均為一端固定鉸ll， 一端滑動支座12,支座 標高為20m。
權利要求1、一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，它包括上弦梁(10)、撐杆(1)、張弦梁的下弦拉索(2)、支座(8)和荷載緩和裝置(3)，其特徵是所述的荷載緩和裝置(3)由小齒輪轉盤(4)、大齒輪轉盤(5)、拉索(6)及重物(7)組成，小齒輪轉盤(4)和大齒輪轉盤(5)利用齒輪相互咬合連在一起，小齒輪轉盤(4)邊緣與張弦梁的下弦拉索(2)相連，張弦梁的下弦拉索(2)繞過小齒輪轉盤(4)四分之一周固定，大齒輪轉盤(5)中心與支座(8)用拉索相連，大齒輪轉盤(5)邊緣伸出拉索(6)下面懸掛重物(7)，拉索(6)繞過大齒輪轉盤四分之一周固定。
2、 根據權利要求1或2所述的一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，其特 徵在於小齒輪轉盤(4)和大齒輪轉盤(5)中間各設有放置凹槽(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，它包括上弦梁、撐杆、張弦梁的下弦拉索、支座和荷載緩和裝置，所述的荷載緩和裝置由小齒輪轉盤、大齒輪轉盤、拉索及重物組成，小齒輪轉盤和大齒輪轉盤利用齒輪相互咬合連在一起，小齒輪轉盤邊緣與張弦梁的下弦拉索相連，張弦梁的下弦拉索繞過小齒輪轉盤四分之一周固定，大齒輪轉盤中心與支座用拉索相連，大齒輪轉盤邊緣伸出拉索下面懸掛重物，拉索繞過大齒輪轉盤四分之一周固定。這種具有荷載緩和作用的張弦梁結構，抗災能力強、安全性能高、受力性能優越，並能充分發揮高強度材料性能。
文檔編號E04C3/04GK201109968SQ20072030959
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者徐鵬如, 杜文風, 陳近嶽 申請人:浙江八達建設集團有限公司