[发明专利]一种超大跨预应力约束穹拱结构系统

说明书

本发明涉及一种超大跨预应力约束穹拱结构系统，包括主受力柱、穹拱屋面结构以及约束拉梁，所述约束拉梁连接在所述穹拱屋面结构的下端，所述主受力柱均匀支撑在所述约束拉梁的下端，所述约束拉梁与主受力柱的连接处设置有径向滑动支座，所述约束拉梁的外端设置有预紧力组件，所述约束拉梁下端连接在所述径向滑动支座上。本发明公布了一种超大跨预应力约束穹拱结构系统，整体结构受力均匀，材料利用率极高，大大减小了结构自重，且节省了材料用量，还增加了结构的布置跨度。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种超大跨预应力约束穹拱结构系统。

背景技术

在当前现有技术中，200～400m大跨结构屋面结构，一般用以下几种结构形式：

第一种是网架网壳结构，这种可以形成较大的跨度，而且自重也非常轻，但结构自身占用的高度也非常大，因此在使用上也有一定的局限；

第二种是悬索结构，这种结构由于能充分利用拉力和压力的平衡，形成以轴力为主的结构，因此可以实现超大的跨度，但由于结构自身的形态通常与一般的建筑形态并不相符，因此该结构通常较多用于桥梁结构而非建筑结构中；

第三种是拱式结构。拱式结构占用空间小，自重也较小，但由于为平面受力形式，导致其推力需要设置拉杆平衡或在基础处采取措施对推力予以平衡，其跨度越大，推力就越难平衡，因此实际工程中形成的跨度并不大。

本发明提供了一种新式空间结构，结构构件占用的空间小，自重轻，无过于突出建筑空间的结构形体，能够适用200～500m跨度范围的超大跨球弧形预应力约束穹拱结构系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种超大跨预应力约束穹拱结构系统，整体结构受力均匀，材料利用率极高，大大减小了结构自重，且节省了材料用量，还增加了结构的布置跨度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种超大跨预应力约束穹拱结构系统，包括主受力柱、穹拱屋面结构以及约束拉梁，所述约束拉梁连接在所述穹拱屋面结构的下端，所述主受力柱均匀支撑在所述约束拉梁的下端，所述约束拉梁与主受力柱的连接处设置有径向滑动支座，所述约束拉梁的外端设置有预紧力组件，所述约束拉梁下端连接在所述径向滑动支座上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述穹拱屋面结构设置有圆形钢梁以及径向弧形拱梁，所述径向弧形拱梁以所述穹拱屋面结构的顶端为中心呈放射状均匀设置，所述圆形钢梁以所述穹拱屋面结构的顶端为中心由小到大依次向外排布，且所述径向弧形拱梁与所述圆形钢梁连接在一起，且所述约束拉梁连接在所述径向弧形拱梁的外端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述穹拱屋面结构剖面的圆弧角设置在50°～70°之间。

作为本发明一种优选的技术方案，所述圆形钢梁分布间隔在20～25m之间。

作为本发明一种优选的技术方案，所述径向弧形拱梁的外端间隔距离设置在3～6m之间，且所述约束拉梁将所有的所述径向弧形拱梁的外端连接在一起。

作为本发明一种优选的技术方案，所述预紧力组件设置有预应力钢绞线以及水平向槽型支座，所述水平向槽型支座与所述径向弧形拱梁的腹板对齐设置，且所述水平向槽型支座设置有横向卡槽，多个所述预紧力钢绞线对应固定在所述横向卡槽内，且所述水平向槽型支座与所述约束拉梁焊接为一体。

作为本发明一种优选的技术方案，所述约束拉梁内部设置有钢梁加劲板，所述钢梁加劲板与所述径向弧形拱梁的腹板以及水平向槽型支座对齐设置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：