專利名稱：一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種較大跨度的預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，更具體地說，是涉及一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋼框架結(jié)構(gòu)制作安裝技術(shù)成熟，因此應(yīng)用范圍很廣。但是由于水平梁屬于迂回受
力構(gòu)件，其跨中撓度一般關(guān)系式為 -=α^，即梁跨中撓度與跨度成四次方增長。作為常
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用的工字形梁，其慣性矩近似為/ = W，即慣性矩與梁高成二次方增長。換句話說，傳統(tǒng)
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框架要想跨越較大跨度，為了確保梁跨中撓度滿足規(guī)范要求，梁截面需要與跨度成平方增長。因此，傳統(tǒng)框架能夠跨越的經(jīng)濟跨度受到很大限制。另一方面，傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)無論在豎向荷載，還是在水平荷載作用下，主要內(nèi)力(彎矩)分布很不均勻，兩頭及構(gòu)件中部很大，其余部分很小，對于較長構(gòu)件，這種不均勻度越發(fā)顯著。而構(gòu)件截面是按照最大內(nèi)力進行設(shè)計的，因此傳統(tǒng)框架，構(gòu)件用材很不經(jīng)濟。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本明的目的是為了克服上述的傳統(tǒng)框架內(nèi)力分布不均的缺點，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，使框架能夠跨越較大的經(jīng)濟跨度，而提供一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)。技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，包括固定連接的梁12和柱11，所述梁12和柱11的連接點內(nèi)側(cè)對角線位置還設(shè)置有一隅撐系統(tǒng)，所述隅撐系統(tǒng)由“Τ”型撐桿22和預(yù)應(yīng)力拉索21 組成，其中所述“Τ”型撐桿22的下端與梁12和柱11相連接點固定連接，所述“Τ”型撐桿 22的上端開設(shè)有孔心線與梁12的軸線和柱11的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索21穿過通孔一端固定連接在所述梁12的四分之一處，另一端固定連接在所述柱11的柱腳處；所述梁12的下方還設(shè)置有由兩根“Τ”型撐桿32和一根預(yù)應(yīng)力拉索31組成的張弦系統(tǒng)，其中所述“Τ”型撐桿32分別安裝在所述梁12的兩端下平面四分之一處，所述“Τ”型撐桿32的下端垂直梁12的下平面固定連接，所述“Τ”型撐桿32的上端開設(shè)有孔心線與梁12 的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索31穿過通孔，兩端分別各自與梁12和柱11 相連接點固定連接。上所述的梁12和柱11的材質(zhì)為鋼材。上所述的“Τ”型撐桿22及“Τ”型撐桿32的材質(zhì)為鋼管。上所述的預(yù)應(yīng)力拉索21及預(yù)應(yīng)力拉索31為鋼絲繩、鋼絞線中的任一種。上所述的隅撐系統(tǒng)中的預(yù)應(yīng)力拉索21分別與梁12的軸線和柱11的軸線之間最佳夾角為30 60度。上所述的梁下張弦系統(tǒng)中的預(yù)應(yīng)力拉索31與梁12的軸線之間最佳夾角為30 60度。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點和效果1.改善傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，使內(nèi)力分布相對均勻，從而實現(xiàn)節(jié)約結(jié)構(gòu)用材。 隅撐系統(tǒng)、梁下張弦系統(tǒng)，都屬于體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，通過預(yù)先施加與外載反向的預(yù)應(yīng)力，使得結(jié)構(gòu)在服役狀態(tài)下內(nèi)力峰值降低，或者說將內(nèi)力峰值調(diào)節(jié)到其它內(nèi)力較小部分，實現(xiàn)內(nèi)力均勻。在內(nèi)力較均勻的狀態(tài)下，構(gòu)件各部分可以充分發(fā)揮材料的性能，經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)較好。2.使得傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更大的經(jīng)濟跨度。較大跨度的單層框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計時往往由風(fēng)荷載控制，為了滿足規(guī)范規(guī)定的撓度要求，要不大幅增大構(gòu)件截面，要不將跨度限制在很有限的范圍，一般不會超過15m。而展覽館、博物館等大型公建需要的使用跨度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過15m，甚至是越大越好。隅撐系統(tǒng)、梁下張弦系統(tǒng)等預(yù)應(yīng)力技術(shù)，一方面相當(dāng)于給傳統(tǒng)框架構(gòu)件提供了中間彈性支撐，另一方面如上所述，調(diào)節(jié)了內(nèi)力分布，因此將框架能夠跨越的經(jīng)濟跨度大幅提高，可以達(dá)到60m以上。3.提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，利于結(jié)構(gòu)受損后的加固。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的實施，使得結(jié)構(gòu)用材有效下降，因此結(jié)構(gòu)總體質(zhì)量下降，一旦地震發(fā)生，地震產(chǎn)生的慣性力也同步下降，換句話說，該發(fā)明提高了結(jié)構(gòu)抗震性能。另一方面，即使在外部罕遇作用下結(jié)構(gòu)受損，由于該發(fā)明的預(yù)應(yīng)力屬于體外技術(shù)，易于更換或加固。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A節(jié)點剖面放大圖；圖3為圖1中B節(jié)點剖面放大圖；圖4為本發(fā)明具體實施方式
中實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中11.柱；12.框架梁；21.預(yù)應(yīng)力拉索；22. “T”型撐桿；31.預(yù)應(yīng)力拉索； 32. “T”型撐桿。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明的一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案作進一步詳細(xì)說明。實施例1如圖1、圖2和圖3所示，一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)跨度超過40m，由柱11、梁 12、隅撐系統(tǒng)和張弦系統(tǒng)組成。所述柱11及梁12采用H型鋼焊接連接成框架。所述柱11 及梁12的連接點內(nèi)側(cè)對角線位置設(shè)置有隅撐系統(tǒng)，所述隅撐系統(tǒng)由“T”型撐桿22和預(yù)應(yīng)力拉索21組成，“T”型撐桿22由兩根圓鋼管相貫焊接而成，預(yù)應(yīng)力拉索21為鋼絲繩。所述 “T”型撐桿22的下端與梁12和柱11連接點固定連接，所述“T”型撐桿22的上端開設(shè)有孔心線與梁12的軸線和柱11的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索21穿過通孔，一端固定連接在所述梁12的四分之一處，另一端固定連接在所述柱11的柱腳處。預(yù)應(yīng)力拉索21分別與梁12的軸線和柱11的軸線之間的夾角為30度。所述梁12的下方還設(shè)置有由兩根“T”型撐桿32和一根預(yù)應(yīng)力拉索31組成的張弦系統(tǒng)，所述“T”型撐桿32由兩根圓鋼管相貫焊接而成，預(yù)應(yīng)力拉索31為鋼絲繩。所述兩根“T”型撐桿32分別安裝在所述梁12的兩端下平面四分之一處，所述“T”型撐桿32的下端垂直梁12的下平面固定連接，所述“T”型撐桿32的上端開設(shè)有孔心線與梁12的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索31穿過通孔，兩端分別各自與梁12和柱11連接點固定連接。預(yù)應(yīng)力拉索31兩端分別與梁的軸線之間的夾角為30度。實施例2結(jié)構(gòu)跨度在15m至40m之間，可以省掉實施例1中的梁下張弦系統(tǒng)，具體可按下述方案實施如圖4所示，一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，由柱11、梁12及隅撐系統(tǒng)組成。所述柱 11及梁12采用H型鋼焊接連接成框架。所述梁12和柱11的連接點內(nèi)側(cè)對角線位置設(shè)置有隅撐系統(tǒng)，所述隅撐系統(tǒng)由“T”型撐桿22和預(yù)應(yīng)力拉索21組成，所述“T”型撐桿22由兩根圓鋼管相貫焊接而成，預(yù)應(yīng)力拉索21為鋼絲繩。所述“T”型撐桿22的下端與梁12和柱11相連接點固定連接，所述“T”型撐桿22的上端開設(shè)有孔心線與梁12的軸線和柱11 的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索21穿過通孔，一端固定連接在所述梁12的四分之一處，另一端固定連接在所述柱11的柱腳處。預(yù)應(yīng)力拉索21分別與梁12的軸線和柱 11的軸線之間的夾角為30度。以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行了詳細(xì)描述，但本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，前述實施例只是為了說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)點，而非限定本發(fā)明， 所以根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所作的變化或變型，都應(yīng)屬于所附權(quán)利要求書限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，包括固定連接的梁(12)和柱(11)，其特征在于所述梁 (12)和柱(11)的連接點內(nèi)側(cè)對角線位置還設(shè)置有一隅撐系統(tǒng)，所述隅撐系統(tǒng)由“T”型撐桿(22)和預(yù)應(yīng)力拉索(21)組成，其中所述“T”型撐桿(22)的下端與梁(12)和柱(11)相連接點固定連接，所述“T”型撐桿02)的上端開設(shè)有孔心線與梁(12)的軸線和柱(11)的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索穿過通孔一端固定連接在所述梁(12)的四分之一處，另一端固定連接在所述柱(11)的柱腳處；所述梁(12)的下方還設(shè)置有由兩根 “T”型撐桿(32)和一根預(yù)應(yīng)力拉索(31)組成的張弦系統(tǒng)，其中所述“T”型撐桿(32)分別安裝在所述梁(1 的兩端下平面四分之一處，所述“T”型撐桿(3 的下端垂直梁(12)的下平面固定連接，所述“T”型撐桿(32)的上端開設(shè)有孔心線與梁(12)的軸線處于同一平面的通孔，所述預(yù)應(yīng)力拉索(31)穿過通孔，兩端分別各自與梁(1 和柱(11)相連接點固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的“T”型撐桿 (22)及“T”型撐桿(32)的材質(zhì)為鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的預(yù)應(yīng)力拉索 (21)及預(yù)應(yīng)力拉索(31)為鋼絲繩、鋼絞線中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的隅撐系統(tǒng)中的預(yù)應(yīng)力拉索分別與梁(12)的軸線和柱(11)的軸線之間的夾角為30 60度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的張弦系統(tǒng)中的預(yù)應(yīng)力拉索(31)與梁(12)的軸線之間的夾角為30 60度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單層預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，包括固定連接的梁和柱，其特征在于所述梁和柱的連接點內(nèi)側(cè)對角線位置還設(shè)置有一隅撐系統(tǒng)；所述梁的下方還設(shè)置有由2根“T”型撐桿和1根預(yù)應(yīng)力拉索組成的張弦系統(tǒng)。本發(fā)明由于采用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，因此框架內(nèi)力分布均勻，框架能夠跨越較大的經(jīng)濟跨度，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，適用于單層輕鋼結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04C5/08GK102330470SQ20111020794
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者唐柏鑒 申請人:江蘇科技大學(xué)