施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架，包括杆件，所述杆件包括受拉部件和受压部件，还包括拉索；所述拉索设置于桁架中受拉部件处；所述拉索的一端设置于受拉部件的第一端，所述拉索的另一端通过锚具固定设置于所述受拉部件的第二端；所述拉索上被施加有与所述受拉部件所受拉力方向相反的预应力。本实用新型由于在桁架受拉部件处被施加有与受拉部件所受力方向相反的预应力，改善了受拉部件的受力状态，使受拉部件处于相对平衡的受力状态，减少了桁架的变形，提高了桁架的刚度，提高了热网管道用钢桁架结构的跨越能力。
【专利说明】施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及管道桁架结构领域，尤其涉及一种施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架。
【背景技术】
[0002]在现代建筑中，以钢管为杆件组成的钢桁架，因其承载力大，布置灵活的特点而广泛用于大跨度和大悬臂结构中。
[0003]目前，平面桁架的杆件节点分为铰接和刚接两种形式。当采用铰接节点时，平面桁架为静定结构，即无任何多余约束的几何不变体系，整个结构内仅一道防线，只要该结构内有一根杆件被破坏，整体结构即被破坏，甚至可能在瞬间倒塌。如果采用刚接节点，则平面桁架为超静定结构，即有多余约束的几何不变体系。此时，当结构内的某一杆件或节点发生破坏时，桁架结构内产生一定的塑性变形，不会出现瞬间倒塌现象。但是，采用刚接节点时，祐1架中各杆件的承载力和刚度需要大幅度提闻，提闻了祐1架的制造成本。
[0004]另一方面，平面桁架中无论采用铰接节点还是刚接节点，桁架的变形都比较大，桁架构件中各杆件的受力也很不均匀，有些杆件受力很大，有些杆件受力很小，甚至有时会出现零杆(即杆件不受力的情况)。桁架的这种不均匀变形，使得桁架的广泛使用受到一定的限制。
[0005]因此，本领域技术人员一直致力于研究一种通过施加预应力来改善桁架内单个或者大部分杆件受力状态，提高桁架结构整体刚度，减少桁架变形的大跨度热网管道用钢桁架。
实用新型内容
[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提出了一种通过施加预应力来改善桁架内单个或者大部分杆件受力状态，提高桁架结构整体刚度，减少桁架变形的大跨度热网管道用钢桁架。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，包括杆件，所述杆件包括受拉部件和受压部件，还包括拉索；所述拉索设置于桁架中所述受拉部件处；所述拉索的一端设置于所述受拉部件的第一端，所述拉索的另一端通过锚具固定设置于所述受拉部件的第二端；所述拉索上被施加有与所述受拉部件所受拉力方向相反的预应力。
[0008]进一步地，所述受拉部件为下弦杆；所述拉索设置于所述下弦杆的截面的一个主惯性平面内，并对称于所述弦杆截面的中心。
[0009]进一步地，所述受拉部件为腹杆；所述拉索设置于所述腹杆的截面的一个主惯性平面内，并对称于所述腹杆的截面的中心。
[0010]进一步地，所述受拉部件为由下弦杆和腹杆构成的杆群结构；所述拉索设置于所述杆群结构的垂直平面内或者对称设置于所述杆群结构的垂直平面的两侧。
[0011]进一步地，还包括撑杆；所述撑杆的一端设置于所述杆群结构处，所述撑杆的另一端延伸于所述杆群结构的外侧；所述拉索设置于所述杆群结构的外侧的所述撑杆的另一端。
[0012]进一步地，所述拉索以曲线或者折线方式进行布置。
[0013]进一步地，设置于同一所述受拉部件的所述拉索为二根以上。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]本实用新型的一种施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，由于在桁架受拉部件处被施加有与受拉部件所受力方向相反的预应力，该预应力可以平衡受拉部件所受的外力，改善了受拉部件的受力状态，使受拉部件处于相对平衡的受力状态，减少了桁架的变形，提高了桁架的刚度，提高了热网管道用钢桁架结构的跨越能力。
[0016]由于在受力杆群处被施加了与其受力方向相反的预应力，减少了钢材的使用数量，缩短了施工周期，具有设置拉索时施工成本较低的有益效果。
[0017]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的实施例1的杆件布索结构示意图；
[0019]图2为图1的拉索的第二端的连接结构示意图；
[0020]图3(a)为图1的一预应力杆件截面布索位置的示意图；
[0021]图3(b)为本实用新型的另一预应力杆件截面布索位置的示意图；
[0022]图3(c)为本实用新型又一应力杆件截面布索位置的示意图；
[0023]图3(d)为本实用新型再一应力杆件截面布索位置的示意图；
[0024]图4为实施例1的H型钢梁拉索的连接结构示意图；
[0025]图5为本实用新型的另一种H型钢梁拉索的连接结构示意图；
[0026]图6 (a)为图5的A_A向的结构示意图；
[0027]图6(b)为图5的B-B向的结构示意图；
[0028]图7(a)为本实用新型的实施例2的杆群整体布索的结构示意图；
[0029]图7(b)为本实用新型的另一种杆群整体布索的结构示意图；
[0030]图8(a)为图7(a)的第一种预应力杆群截面布索的位置示意图；
[0031]图8(b)为图7(a)的第二种预应力杆群截面布索的位置示意图；
[0032]图8(c)为图7(a)的第三种预应力杆群截面布索的位置示意图；
[0033]图8(d)为图7(a)的第四种预应力杆群截面布索的位置示意图；
[0034]图8(e)为图7(a)的第五种预应力杆群截面布索的位置示意图；
[0035]图9为本实用新型的实施例3的杆群整体布索的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]实施例1
[0037]如图1所示，本实施例的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，包括杆件，杆件具有弦杆和腹杆，其中弦杆包括上弦杆和下弦杆。
[0038]钢桁架结构还包括拉索3。在大跨度钢桁架结构中，由于其下弦杆2受到拉力，故在下弦杆2处设置拉索。如图2所示，拉索3的一端设置于下弦杆2的第一端(图中未显示)，下弦杆2的第二端设置有锚具，拉索3通过千斤顶被施加一定的外力，拉索3上施加的外力的方向与下弦杆2所受的拉力的方向相反，拉索3的第二端的节点通过锚具4固定设置。下弦杆2的第二端的锚具的设置，可以使施加于拉索的预应力维持在预算值范围内，使桁架结构的受力处于近平衡状态。
[0039]在本实施例中，为了进一步改善桁架结构的受力情况，在受力的腹杆I处也设置有拉索3。
[0040]在本实施例中，为了通过拉索所产生的预应力改善受力杆件的受力状态，以平衡施加于下弦杆和腹杆的拉力，提高桁架结构的刚度，在对下弦杆2和腹杆I施加预应力时，如图3(a)至图3(d)所示，优选将拉索3设置于受拉杆件截面的一个主惯性轴平面内并对称于截面重心设置。
[0041]在其他实施例中，拉索3的第二端的节点的连接方式也可以采用其他的结构。比如通过如图4所示的顶推法锚具42进行固定。
[0042]在其他实施例中，例如对于H型钢梁，如图5以及图6(a)和图6(b)所示，拉索3的第二端也可以通过螺丝端杆锚具43进行固定。
[0043]实施例2
[0044]本实施例与实施例1的不同之处在于，如图7(a)所示，拉索以折线形式连续设置于由下弦杆和腹杆组成的杆群处。该结构中拉索的设置，由于将杆群作为一个整体进行设置，在改变桁架受力状态的同时，节约了拉索的设置数量，提高了经济效益。
[0045]在对由弦杆和腹杆组成的杆群进行布索时，为便于平衡杆群结构所受拉力，改变杆群的受力状态，优选将拉索3按照如图8(a)至图8(e)所示任一种设置于杆群结构的垂直平面内，或者对称设置于杆群结构的垂直平面的两侧。
[0046]在其他实施例中，拉索也可以根据杆群的结构采用如图7(b)所示直线或者其他的曲线型线条进行设置。
[0047]实施例3
[0048]本实施例与实施例2的不同之处在于，还设置有二根撑杆5。如图9所示，撑杆5的一端设置于杆群结构的下弦处，撑杆5的另一端伸出杆群。每个撑杆伸出杆群的长度取决于该杆群的具体受力情况。拉索3以折线方式沿撑杆的伸出端的端部设置。这种设置方式较好地平衡了桁架内杆群处产生的拉力，改变了杆群的整体受力状况，进一步提高了桁架结构的刚度。此外，该种结构的拉索，由于不必在每个受力杆件处设置，可以减少拉索设置的数量，缩短布索时间，减低拉索的使用成本。
[0049]在其他实施例中，根据杆群的结构，设置于杆群为的撑杆可以为一根，也可以为多根。
[0050]在上述各实施例中，根据受拉部件的在桁架结构中的具体部位及受力大小，设置于同一受拉部件的拉索可以为二根或者两根以上。
[0051]上述各实施例中，拉索的第一端点可以通过设置于杆件的导索孔连接于受力杆件，也可以通过与第二端点相同的方式进行连接，或者采用其他的连接方式，只要连接后可以承受预定的力就可以。
[0052]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，包括杆件，所述杆件包括受拉部件和受压部件，其特征在于，还包括拉索；所述拉索设置于桁架中所述受拉部件处；所述拉索的一端设置于所述受拉部件的第一端，所述拉索的另一端通过锚具固定设置于所述受拉部件的第二端；所述拉索上被施加有与所述受拉部件所受拉力方向相反的预应力。
2.如权利要求1所述的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，其特征在于，所述受拉部件为下弦杆；所述拉索设置于所述下弦杆的截面的一个主惯性平面内，并对称于所述下弦杆的截面的中心。
3.如权利要求1所述的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，其特征在于，所述受拉部件为腹杆；所述拉索设置于所述腹杆的截面的一个主惯性平面内，并对称于所述腹杆的截面的中心。
4.如权利要求1所述的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，其特征在于，所述受拉部件为由下弦杆和腹杆构成的杆群结构；所述拉索设置于所述杆群结构的垂直平面内或者对称设置于所述杆群结构的垂直平面的两侧。
5.如权利要求4所述的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，其特征在于，还包括撑杆；所述撑杆的一端设置于所述杆群结构处，所述撑杆的另一端延伸于所述杆群结构外侧；所述拉索设置于所述杆群结构的外侧的所述撑杆的另一端。
6.如权利要求4或5所述的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，其特征在于，所述拉索以曲线或者折线方式进行布置。
7.如权利要求1至5任一项所述的施加预应力的大跨度热网管道用钢桁架结构，其特征在于，设置于同一所述受拉部件的所述拉索为二根以上。
【文档编号】E04C3/10GK204163276SQ201420478946
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】章荣国 申请人:上海电力设计院有限公司