[发明专利]自平衡防失稳预应力结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢结构，尤其是提供一种自平衡防失稳预应力结构。

背景技术

现有技术中常见自平衡预应力索网体系如图1所示，其中包括钢结构和预应力索网，钢结构是由钢结构主杆件01-01和钢结构次杆件01-02正交构成，预应力索网是由主预应力索01-04和侧向稳定索01-05组成，主预应力索01-04两端头连接于钢结构主杆件01-01两端，在主预应力索01-04与钢结构主杆件01-01之间连接撑杆01-03。钢结构主杆件01-01通过撑杆01-03与主预应力索01-04形成一片预应力自平衡鱼腹架，钢结构主杆件01-01两端与主体结构连接， 撑杆01-03一端与钢结构主杆件01-01刚接，撑杆01-03另一端与主预应力索01-04铰接。钢结构主杆件01-01之间通过钢结构次杆件01-02连接保证钢结构主杆件01-01的整体稳定性，同时钢结构次杆件01-02充当次龙骨承担面板荷载。主预应力索01-04之间拉结侧向稳定索01-05保证单片鱼腹架的侧向稳定。

从图1中可知，主预应力索01-04与主钢架即钢结构主杆件01-01即处于同一平面。在主预应力索01-04施加预应力后，主钢架会产生弯曲，这时主预应力索与主钢架平面会产生扭转主预应力索偏转成为变位的主预应力索01-04’，如图2所示。如果不对此扭转进行控制，则会引起结构失效。通常都需要侧向稳定索01-05即横索拉结才能防止自平衡体系的侧向失稳。

现有技术中的平衡预应力索网体系，钢结构主杆件和主预应力索构成单片形式的体系，稳定性不好，需要设置侧向稳定索，当整体钢结构较为狭长时，侧向稳定索即横索的使用量极大。同时横索由于没有相对应的自平衡结构，所以对主体结构的负担也十分大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自平衡防失稳预应力结构，在该结构中，可以不使用侧向稳定索，但力学性能更好，具有很好的稳定性。

本发明的目的是这样实现的：

一种自平衡防失稳预应力结构，其包括钢结构和预应力索网，所述钢结构包括若干钢结构主杆件和钢结构次杆件，所述钢结构主杆件和钢结构次杆件正交设置构成所述钢结构，钢结构主杆件和钢结构次杆件的正交节点为刚接结构；所述预应力索网包括若干主预应力索和撑杆，每根所述撑杆的一端与所述钢结构中的一个正交节点连接，每根撑杆的另一端汇聚一起刚接，各个撑杆与所述钢结构连接的连接点组成一个双轴对称的多边形，与汇聚的刚接点构成一棱锥；各个所述主预应力索的一端与所述钢结构中的一个正交节点铰接，所述主预应力索的另一端与所述棱锥的锥点连接。

所述双轴对称的图形即为图形在同一平面内有两条正交对称轴。

使用中，该钢结构与主体结构连接。

各个所述主预应力索与钢结构铰接的正交节点均在所述多边形的外面。

每一根所述主预应力索在其延长线上均有另一根所述主预应力索与之对应。

进一步地，在同一直线方向上的两根相对应的所述主预应力索在刚接点连接成一根，形成合主预应力索，其穿过所述锥点构成的刚接点上的穿孔。

所述撑杆与钢结构的正交节点的连接可以是铰接，也可以是刚接。

所述撑杆可以是四根、六根、……，其与钢结构正交节点的连接件组成四边形、六边形、……。

一个优选方案为：所述撑杆为四根，其与钢结构正交节点连接点构成一方形，即可以是正方形或长方形，所述主预应力索为四根，其与钢结构正交节点铰接点构成一长方形，在所述钢结构的钢结构主杆件方向或钢结构次杆件的两个铰接点与撑杆相应的两个连接点在同一根钢结构主杆件或同一根钢结构次杆件上，在同一直线方向上的两根主预应力索连接成为一根合主预应力索，两根该主预应力索与所述刚接点连接的一端连为一体，并以穿过所述刚接点上的穿孔方式与刚接点连接。

所述主预应力索与所述钢结构的连接位置应处于所述撑杆在钢结构上所连接的钢结构主杆件即主龙骨上，或者，处于所述撑杆在钢结构上所连接的钢结构次杆件上。