CN111441534B - 一种随温度调节的自适应张弦梁及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种随温度调节的自适应张弦梁及使用方法，包括张弦梁上弦、支撑杆、下弦索及杆索连接点，所述支撑杆位于张弦梁上弦和下弦索之间，支撑杆由支撑杆标准节段和气压式伸缩立柱组成，支撑杆标准节段下端与气压式伸缩立柱顶端固接，支撑杆标准节段上端与张弦梁上弦铰接连接，气压式伸缩立柱底端通过杆索连接点与下弦索连接，下弦索两端与张弦梁上弦铰接。在支撑杆和下弦索之间设置气压式伸缩立柱，通过气体受热膨胀原理，在结构温度升高时可自动调节撑杆长度来补偿拉索预应力损失，从而降低温度对结构的影响。在穿索球节点外增加一个筒体，使支撑杆与下弦索连接节点处连接更稳定，连接更加牢固。

Description

一种随温度调节的自适应张弦梁及使用方法

技术领域

本发明属于工程建筑技术领域，具体涉及一种随温度调节的自适应张弦梁及使用方法。

背景技术

张弦梁结构作为一种新型结构，由上弦拱梁、下弦拉索及中间撑杆组成，由于其结构简单，受力明确，结构形式多样而被广泛应用。主要应用于大型体育场馆、会议中心、车站及机场候机大厅等。这类建筑一旦倒塌将造成重大人员伤亡及财产损失。拉索作为张弦梁关键构件，当受到高温时，拉索受热膨胀致索内预应力降低，使结构承载力下降，严重时导致结构整体失稳倒塌。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种随温度调节的自适应张弦梁及使用方法，利用气体膨胀原理来调节撑杆长度以补偿升温造成的预应力损失，从而减小温度对结构的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种随温度调节的自适应张弦梁，包括张弦梁上弦、支撑杆、下弦索及杆索连接点，所述支撑杆位于张弦梁上弦和下弦索之间，支撑杆由支撑杆标准节段和气压式伸缩立柱组成，支撑杆标准节段下端与气压式伸缩立柱顶端固接，支撑杆标准节段上端与张弦梁上弦铰接连接，气压式伸缩立柱底端通过杆索连接点与下弦索连接，下弦索两端与张弦梁上弦铰接。

所述气压式伸缩立柱包括端板、封闭筒体、活塞、推杆、上端壁筒、下端壁筒、进气孔、肋板、阀门；封闭筒体外圆面套装有上端壁筒和下端壁筒，上端壁筒与封闭筒体固定安装，下端壁筒与封闭筒体滑动连接，封闭筒体上端通过焊接上端板封闭，下端为开放设置，下端壁筒底端焊接有下端板，所述封闭筒体与上端板之间及下端板与下端壁筒之间均对称焊接有肋板，所述封闭筒体内滑动安装有活塞，活塞上开设有进气孔，且在进气孔处安装有阀门，阀门位于活塞上表面处的进气孔内，活塞的下表面设置有推杆，推杆末端固定连接在下端板上表面中心处。

所述封闭筒体、上端壁筒、下端筒壁、活塞及推杆均采用钢材制成。

所述杆索连接点由套筒和穿索球组成，所述套筒为一端封闭一端开放式结构，套筒内设置有穿索球，穿索球上开设有穿索孔，所述套筒开放端与下端板下表面焊接连接，且套筒与下端板之间设置有肋板，套筒外圆面对称设置有两个n形孔，n形孔宽度以及穿索孔孔径与下弦索直径一致，n形孔上沿高于穿索孔上沿。

一种随温度调节的自适应张弦梁的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，支撑杆的支撑杆标准节段上端与张弦梁上弦铰接，支撑杆的支撑杆标准节段的下端与气压式伸缩立柱的上端板焊接，并在支撑杆标准节段与上端板的连接处焊接肋板实现加强连接；气压式伸缩立柱的下端板与杆索连接点的筒体焊接，并在两者的连接处焊接肋板实现加强连接；下弦索穿过杆索连接点的筒体上的n形孔和穿索球的穿索孔，然后两端与张弦梁上弦铰接；

步骤2，在张拉阶段通过将注气管穿过下端板上的通孔与阀门连接，向封闭筒体与活塞之间形成的空腔内注入压缩气体，气体膨胀推动活塞，活塞和推杆向下弦索一端移动，直到下弦索上的预应力达到要求为止，拔下注气管，由于阀门为单向阀，当不通入压缩空气时，阀门自动关闭，封堵进气孔；在正常使用阶段，当环境温度升高时，气体膨胀推动活塞和推杆使撑杆伸长，从而补偿下拉索预应力损失；在其他情况下需要调节支撑杆长短时，通过人工注入或释放气体的方式实现。

本发明的有益效果为：在支撑杆和下弦索之间设置气压式伸缩立柱，通过气体受热膨胀原理，在结构温度升高时可自动调节撑杆长度来补偿拉索预应力损失，从而降低温度对结构的影响。在穿索球节点外增加一个筒体，使支撑杆与下弦索连接节点处连接更稳定，连接更加牢固。

附图说明

图1本发明随温度调节的自适应张弦梁结构主视图；

图2本发明随温度调节的自适应张弦梁的气压式伸缩立柱剖面图；

图3为本发明随温度调节的自适应张弦梁的杆索连接点左视图；

1-张弦梁上弦，2-支撑杆，21-支撑杆标准节段，22-气压式伸缩立柱，221-上端板，222-下端板，223-封闭筒体，224-活塞，225-推杆，226-上端壁筒，227-下端壁筒，228-进气孔，229-肋板，2210-阀门，3-下弦索，4-杆索连接点，41-筒体，42-穿索球，43-n形孔，44-穿索孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，一种随温度调节的自适应张弦梁，包括张弦梁上弦1、支撑杆2、下弦索3及杆索连接点4，所述支撑杆2位于张弦梁上弦1和下弦索3之间，支撑杆2由支撑杆标准节段21和气压式伸缩立柱22组成，支撑杆标准节段22下端与气压式伸缩立柱22顶端固接，所述气压式伸缩立柱22包括上端板221、下端板222、封闭筒体223、活塞224、推杆225、上端壁筒226、下端壁筒227、进气孔228、肋板229、阀门2210；封闭筒体223外圆面套装有上端壁筒226和下端壁筒227，上端壁筒226与封闭筒体223固定安装，下端壁筒227与封闭筒体223滑动连接，封闭筒体223上端通过焊接上端板221封闭，下端为开放设置，下端壁筒227底端焊接有下端板221，所述封闭筒体223与上端板221之间及下端板222与下端壁筒227之间均对称焊接有肋板229，所述封闭筒体223内滑动安装有活塞224，活塞224上开设有进气孔228，且在进气孔228处安装有阀门2210，阀门2210位于活塞224上表面处的进气孔228内，活塞224的下表面设置有推杆225，推杆225末端固定连接在下端板222上表面中心处，上端壁筒226与下端筒壁227的内径均与封闭筒体223外径相等，支撑杆标准节段21上端与张弦梁上弦1铰接连接，所述杆索连接点4由套筒41和穿索球42组成，所述套筒4为一端封闭一端开放式结构，套筒4内设置有穿索球42，穿索球42上开设有穿索孔44，所述套筒41开放端与下端板222下表面焊接连接，且套筒41与下端板222之间设置有肋板229，套筒41外圆面对称设置有两个n形孔43，n形孔43宽度以及穿索孔44孔径与下弦索3直径一致，n形孔43上沿高于穿索孔44上沿，套筒41内径与穿索球42直径相等，气压式伸缩立柱22底端与杆索连接点4的筒体41焊接连接，下弦索3贯穿杆索连接点4的穿索孔44，且下弦索3两端与张弦梁上弦1铰接，下弦索3为预应力钢绞线。

所述封闭筒体223、上端壁筒226、下端筒壁227、活塞224及推杆225均使用钢材制成。

一种随温度调节的自适应张弦梁的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，支撑杆2的支撑杆标准节段21上端与张弦梁上弦1铰接，支撑杆2的支撑杆标准节段21的下端与气压式伸缩立柱22的上端板221焊接，并在支撑杆标准节段21与上端板221的连接处焊接肋板229实现加强连接；气压式伸缩立柱22的下端板222与杆索连接点4的筒体41焊接，并在两者的连接处焊接肋板229实现加强连接；下弦索3穿过杆索连接点4的筒体41上的n形孔43和穿索球42的穿索孔44，然后两端与张弦梁上弦1铰接；

步骤2，在张拉阶段通过将注气管穿过下端板222上的通孔与阀门连接，向封闭筒体222与活塞223之间形成的空腔内注入压缩气体，气体膨胀推动活塞224，活塞224和推杆225向下弦索3一端移动，直到下弦索3上的预应力达到要求为止，拔下注气管，由于阀门2210为单向阀，当不通入压缩空气时，阀门2210自动关闭，封堵进气孔228；在正常使用阶段，当环境温度升高时，气体膨胀推动活塞和推杆使撑杆伸长，从而补偿下拉索3预应力损失；在其他情况下需要调节支撑杆2长短时，通过人工注入或释放气体的方式实现。

Claims (4)

1.一种随温度调节的自适应张弦梁，包括张弦梁上弦、支撑杆、下弦索及杆索连接点，所述支撑杆位于张弦梁上弦和下弦索之间，支撑杆由支撑杆标准节段和气压式伸缩立柱组成，支撑杆标准节段下端与气压式伸缩立柱顶端固接，支撑杆标准节段上端与张弦梁上弦铰接连接，气压式伸缩立柱底端通过杆索连接点与下弦索连接，下弦索两端与张弦梁上弦铰接；

所述气压式伸缩立柱包括端板、封闭筒体、活塞、推杆、上端壁筒、下端壁筒、进气孔、肋板、阀门；封闭筒体外圆面套装有上端壁筒和下端壁筒，上端壁筒与封闭筒体固定安装，下端壁筒与封闭筒体滑动连接，封闭筒体上端通过焊接上端板封闭，下端为开放设置，下端壁筒底端焊接有下端板，所述封闭筒体与上端板之间及下端板与下端壁筒之间均对称焊接有肋板，所述封闭筒体内滑动安装有活塞，活塞上开设有进气孔，且在进气孔处安装有阀门，阀门位于活塞上表面处的进气孔内，活塞的下表面设置有推杆，推杆末端固定连接在下端板上表面中心处。

2.根据权利要求1所述的一种随温度调节的自适应张弦梁，其特征在于：所述封闭筒体、上端壁筒、下端筒壁、活塞及推杆均采用钢材制成。

3.根据权利要求1所述的一种随温度调节的自适应张弦梁，其特征在于：所述杆索连接点由套筒和穿索球组成，所述套筒为一端封闭一端开放式结构，套筒内设置有穿索球，穿索球上开设有穿索孔，所述套筒开放端与下端板下表面焊接连接，且套筒与下端板之间设置有肋板，套筒外圆面对称设置有两个n形孔，n形孔宽度以及穿索孔孔径与下弦索直径一致，n形孔上沿高于穿索孔上沿。

4.一种基于权利要求1所述的随温度调节的自适应张弦梁的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，支撑杆的支撑杆标准节段上端与张弦梁上弦铰接，支撑杆的支撑杆标准节段的下端与气压式伸缩立柱的上端板焊接，并在支撑杆标准节段与上端板的连接处焊接肋板实现加强连接；气压式伸缩立柱的下端板与杆索连接点的筒体焊接，并在两者的连接处焊接肋板实现加强连接；下弦索穿过杆索连接点的筒体上的n形孔和穿索球的穿索孔，然后两端与张弦梁上弦铰接；

步骤2，在张拉阶段通过将注气管穿过下端板上的通孔与阀门连接，向封闭筒体与活塞之间形成的空腔内注入压缩气体，气体膨胀推动活塞，活塞和推杆向下弦索一端移动，直到下弦索上的预应力达到要求为止，拔下注气管，由于阀门为单向阀，当不通入压缩空气时，阀门自动关闭，封堵进气孔；在正常使用阶段，当环境温度升高时，气体膨胀推动活塞和推杆使撑杆伸长，从而补偿下拉索预应力损失；在其他情况下需要调节支撑杆长短时，通过人工注入或释放气体的方式实现。

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