CN219411219U - 一种采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架及多榀桁架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架及多榀桁架,包括桁架下弦、桁架上弦,桁架下弦和桁架上弦之间布置有多个桁架受压腹杆及桁架受拉斜腹杆;桁架上弦、桁架下弦和桁架受压腹杆为混凝土构件,桁架受拉斜腹杆为一束或多束受拉预应力筋。本实用新型受力合理,构件自重较轻,适用于更大的跨度,可有效控制构件的挠度及裂缝,技术适用性、耐久性和经济性良好,且施工方便,具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑工程技术领域,具体涉及一种采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架及多榀桁架。
背景技术
混凝土楼(屋)盖相比较钢结构楼(屋)盖,既没有昂贵的防腐维护要求,又兼具良好的舒适性、适用性及耐久性,故广泛应用于各种民用及公共建筑中,但现阶段一般仅适用于36米以下的跨度。跨度在36米以上、特别是40米以上的楼(屋)盖大部分采用钢结构形式,少部分采用混凝土屋架形式,而(预应力)混凝土屋架形式建筑适用性差,且施工复杂。钢筋混凝土空腹夹层板或U型钢—混凝土组合空腹夹层板楼(屋)盖结构体系虽可用于36~40米跨度的楼(屋)盖,但其构造过于复杂,难于施工且造价过高。总之,对于大跨度楼(屋)盖,实践中缺少一种经济适用又施工简便的混凝土楼(屋)盖结构形式。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架及多榀桁架,该桁架可单向多榀平行布置组成单向受力楼(屋)盖,也可双向多榀(垂直)交叉布置组成双向受力楼(屋)盖,上述楼(屋)盖结构体系受力合理,构件自重较轻,适用于更大的跨度,可有效控制构件的挠度及裂缝,技术适用性、耐久性和经济性良好,且施工方便,具有广阔的应用前景。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,包括桁架下弦和桁架上弦,桁架下弦和桁架上弦之间布置有多个桁架受压腹杆及桁架受拉斜腹杆;桁架上弦、桁架下弦和桁架受压腹杆为混凝土构件,桁架受拉斜腹杆为一束或多束受拉预应力筋。
按照上述技术方案,桁架受压腹杆及桁架上弦和桁架下弦中的受压弦杆区段为普通无预应力混凝土构件,桁架上弦和桁架下弦中的受拉弦杆区段为预应力混凝土构件。预应力混凝土构件为混凝土构件内置有预应力筋。
按照上述技术方案,在桁架跨中的正弯矩区段中,作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋一端锚固于桁架上弦,另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后锚固,或另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后继续沿桁架下弦布置经过跨中一定长度后锚固于桁架下弦,亦或另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后继续沿桁架下弦布置经过跨中一定长度后从另一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区,并锚固于桁架上弦。
在连续桁架中部的支座两侧的负弯矩区段(一般为连续桁架中部的支座两侧或带悬挑段连续桁架的边支座两侧)中,作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋一端锚固于桁架下弦,另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后锚固,或另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后继续沿桁架上弦布置经过支座中心一定长度后锚固于桁架上弦,亦或另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后继续沿桁架上弦布置经过支座中心一定长度后从另一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区,并锚固于桁架下弦。
此外,桁架上弦和/或桁架下弦内单独布置有直线型预应力筋。
按照上述技术方案,受压腹杆与桁架上弦之间和受压腹杆与桁架下弦之间设置有加腋部。加腋部可于上下弦相关部位分开设置。也可统一设置,即:加腋部内布置有加腋内纵筋,加腋内纵筋的下端置于桁架下弦内,加腋内纵筋依次斜向上穿过加腋部和受压腹杆,穿入至桁架上弦内。
按照上述技术方案,桁架混凝土材料包含钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土中的一种或多种。
按照上述技术方案,桁架受拉斜腹杆所采用的预应力筋为缓粘结预应力筋。
按照上述技术方案,桁架两端采用上弦端部支承。
按照上述技术方案,桁架采用预制构件,桁架上弦表面预留条件与混凝土楼(屋)面板牢靠连接。
进一步地,预制桁架采用上弦端部支承,桁架端部的首个桁架受拉斜腹杆采用预应力混凝土构件。
按照上述技术方案,单跨桁架是指桁架两端设有支座,两端支座之间再无支座;多跨连续桁架是指在桁架的中部设置有支座;多跨连续桁架可分跨预制,在各跨预制吊装后通过适当的方法现场拼接而成。
一种大跨度混凝土多榀桁架,包括多个如以上所述的桁架,多个桁架相互平行依次同向布置,形成单向多榀桁架;各桁架之间可设置有多个桁架横向连系梁。
进一步地,当楼(屋)盖双向跨度相差较大或短向跨度较小时,可采用单向多榀平行的形式布置桁架。
一种大跨度混凝土多榀桁架,包括多个如以上所述的桁架,多个桁架呈相互交叉的多行多列布置,形成双向多榀桁架。
进一步地,当楼(屋)盖短向跨度较大且双向跨度相差不大时,采用双向多榀交叉(正交)的形式布置桁架。
本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型受力合理,构件自重较轻,适用于更大的跨度,可有效控制构件的挠度及裂缝,技术适用性、耐久性和经济性良好,同时具备施工方便的优点,特别是当桁架采用预制构件时,可方便地于施工现场预制,易于控制构件质量,且后期装配施工减少了高支模的工作量,可大大加快施工进度,同时经济性良好,具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型实施例一中单跨单向多榀大跨度混凝土桁架的立体示意图;
图2是本实用新型实施例一中单跨采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架的立体示意图;
图3是本实用新型实施例一中单跨采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架的结构示意图;
图4是本实用新型实施例一中单跨采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架内各预应力筋的束形示意图;
图5a是图3的A-A截面预应力筋布置图;
图5b是图3的B-B截面预应力筋布置图;
图5c是图3的C-C截面预应力筋布置图;
图5d是图3的D-D截面预应力筋布置图;
图6是图3的局部K示意图;
图7是本实用新型实施例二中单跨的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架的立体示意图;
图8是本实用新型实施例二中单跨的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架的结构示意图;
图9是本实用新型实施例二中单跨的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架内各预应力筋的束形示意图;
图10是本实用新型中多跨连续的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架中部支座处的负弯矩区段的结构布置;
图11是本实用新型中多跨连续的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架中部支座处的负弯矩区段可采用的预应力筋束形示意图;
图中,1-桁架下弦、2-桁架上弦、3-受压腹杆、4-受拉斜腹杆、5-下弦节点、6-上弦节点、7-桁架下弦横向连系梁、8-桁架上弦横向连系梁、10-加腋部,11-加腋内纵筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
参照图1、图2及图7所示,本实用新型提供的一种实施例中采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,包括桁架下弦1和桁架上弦2,桁架下弦1和桁架上弦2之间布置有多个桁架受压腹杆3及桁架受拉斜腹杆4,桁架受压腹杆3包括受压竖杆和/或受压斜杆(图1-3的实施例一中受压腹杆为竖杆);桁架上弦、桁架下弦和桁架受压腹杆3为混凝土构件,桁架受拉斜腹杆4为一束或多束受拉预应力筋。
进一步地,桁架受压腹杆3及桁架上弦和桁架下弦中的受压弦杆区段为普通无预应力混凝土构件,桁架上弦和桁架下弦中的受拉弦杆区段为预应力混凝土构件。
进一步地,在桁架跨中的正弯矩区段中,作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋一端锚固于桁架上弦,另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后锚固,或另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后继续沿桁架下弦布置经过跨中一定长度后锚固于桁架下弦,亦或另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后继续沿桁架下弦布置经过跨中一定长度后从另一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区,并锚固于桁架上弦。
在连续桁架中部的支座两侧的负弯矩区段(一般为连续桁架中部的支座两侧或带悬挑段连续桁架的边支座两侧)中,作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋一端锚固于桁架下弦,另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后锚固,或另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后继续沿桁架上弦布置经过支座中心一定长度后锚固于桁架上弦,亦或另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后继续沿桁架上弦布置经过支座中心一定长度后从另一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区,并锚固于桁架下弦。
此外,桁架上弦和/或桁架下弦内可单独布置直线型预应力筋。
单跨桁架是指桁架两端设有支座,两端支座之间再无其它支座;多跨连续桁架是指在桁架的中部设置有支座;多跨连续桁架可分跨预制,在各跨预制吊装后通过适当的方法现场拼接而成。
两端采用上弦端部支承的单跨桁架的预应力筋束形布置如图4及图9所示。
多跨连续桁架中部支座两侧的负弯矩区段的结构布置及可采用的预应力筋束形如图10和图11所示,各束形根据设计需要组合布置。
上弦节点区是指桁架上弦与受压腹杆的相交区;下弦节点区是指桁架下弦与受压腹杆的相交区;桁架相邻两支座间为一跨,该跨的中部为跨中。
即:作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋,
当处于桁架跨中的正弯矩区段时,其两端分别锚固于桁架跨中两侧的上弦,中部贯通于桁架跨中的下弦;也可于相邻上下弦的节点区断开分别锚固,预应力筋分段设置;还可一端锚固于跨中一侧的上弦、另一端锚固于跨中另一侧的下弦。
当处于多跨连续桁架中部的支座两侧的负弯矩区段时,其两端分别锚固于桁架支座两侧的下弦,中部贯通于桁架支座的上弦;也可于相邻上下弦的节点区断开分别锚固,预应力筋分段设置;还可一端锚固于跨中一侧的下弦、另一端锚固于跨中另一侧的上弦。
当作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋的两端均锚固于桁架上弦时,预应力筋束形一般(近似)关于桁架的正跨中对称。当作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋的两端均锚固于桁架下弦时,预应力筋束形一般(近似)关于桁架的中部支座对称。
进一步地,受压腹杆与桁架上弦之间和受压腹杆与桁架下弦之间可根据需要统一设置加腋部10,加腋部10内布置有加腋内纵筋11,加腋内纵筋11的下端置于桁架下弦内,加腋内纵筋11的上端依次斜向穿过加腋部10和受压腹杆,穿入至桁架上弦内。
进一步地,桁架受拉斜腹杆所采用的预应力筋一般为缓粘结预应力筋。
在实际工程中,单跨桁架以其设计施工方便、结构安全可靠应用最为广泛,下面主要介绍单跨桁架的实施方式。
进一步地,为方便吊装及与周边支承构件连接,单跨桁架的两端采用上弦端部支承。
进一步地,单跨桁架采用预制构件,可呈平放状态预制,桁架上弦可预留条件与混凝土楼面牢靠连接,桁架上弦可采用两侧挑耳方式以利于楼面板的施工;预应力筋可待混凝土楼面板浇筑并达到预定强度后张拉,也可于吊装前后分阶段张拉,也可于吊装后分阶段张拉,还可于吊装前或吊装后一次张拉完成,此外,不同束形的预应力筋还可以根据设计要求分批张拉或采取分批、分阶段张拉相结合的方式进行(桁架需根据不同张拉方案进行施工验算,确定适宜的截面、配筋及构造)。
进一步地,如单跨预制桁架两端采用上弦端部支承,为方便桁架吊装、预应力张拉施工以及改善桁架受力、变形性能等原因,桁架端部的首个受拉斜腹杆可采用预应力混凝土构件,预应力斜拉筋穿于其中。
此外,预制的单跨桁架可通过适当的方法连接成为多跨连续桁架。
一种大跨度混凝土多榀桁架,包括多个如以上所述的桁架,多个桁架相互平行依次沿直线同向布置,形成单向多榀平行的桁架。
进一步地,当楼(屋)盖双向跨度相差较大或短向跨度较小时,可采用单向多榀平行的形式布置桁架。相邻桁架之间可设置有多个横向连系梁。
相邻桁架上弦之间连接的桁架横向连系梁为桁架上弦横向连系梁8,相邻桁架下弦之间连接的桁架横向连系梁为桁架下弦横向连系梁7;
桁架受压腹杆3的上端与桁架上弦2之间的连接节点为桁架上弦节点6,桁架受压腹杆3的下端与桁架下弦节点之间的连接节点为桁架下弦节点5。
进一步地,桁架上弦横向连系梁8的两端分别与相邻两个桁架对应的桁架上弦节点6连接,桁架下弦横向连系梁7的两端分别与相邻两个桁架对应的桁架下弦节点5连接。单向多榀平行桁架间设置上弦及下弦桁架横向连系梁,可增强楼盖或屋盖的整体性。
一种大跨度混凝土多榀桁架,包括多个如以上所述的桁架,多个桁架呈相互交叉的多行多列布置,最佳选择为多个桁架呈相互正交的多行多列布置,即相互垂直。
进一步地,当楼(屋)盖短向跨度较大且双向跨度相差不大时,采用双向多榀交叉(正交)的形式布置桁架。
本实用新型的一个实施例中采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,方案为:首先根据建筑布局确定桁架跨度,根据建筑做法及使用功能确定楼面荷载;其次根据计算结果初步确定桁架高度、弦杆尺寸及桁架间距;然后,确定桁架的腹杆布置及估算预应力筋的配置;最后,对桁架构件进行强度、裂缝及挠度验算,并进一步优化,以达到最优的设计效果;此外,如采用装配式做法,还应进行桁架构件的施工验算(对构件设计影响较大),并于桁架上弦预留与混凝土楼面板牢靠连接的条件、必要时预留桁架间横向连系梁连接的条件,以保证装配施工的顺利进行及最优的建筑效果。此外,还应对桁架端部及两端支承梁进行设计,以满足结构受力及细部构造要求。
实施例一中,取一40m跨的单跨装配式混凝土桁架屋盖,各榀桁架单向平行布置,桁架上弦预留条件与混凝土屋面板牢靠连接,屋面板采用120mm厚钢筋桁架楼承板。建筑面层荷载为2.0kN/m2,吊顶及设备荷载为1.5kN/m2,屋面活荷载为0.7kN/m2。桁架间距为3.5m,桁架两端采用上弦端部支承,桁架上弦按2%起坡,桁架端部高度为2.5m。桁架上弦及下弦截面尺寸均为400mm(宽)X400mm(高);桁架受压腹杆采用竖杆,竖杆间距为4m,截面尺寸均为400mm(宽)X400mm(高)。桁架端部的首个受拉斜腹杆采用预应力钢筋混凝土构件,其截面尺寸为400mmX400mm;为施工方便,采用钢管作为临时横向支撑,隔一布置,以代替桁架间的横向连系梁,用以满足临时固定及弦杆稳定支撑要求;桁架采用C50普通混凝土,屋面板采用轻质混凝土,普通钢筋采用HRB400级热轧带肋钢筋。
实施例一中,预应力筋及普通钢筋均根据计算结果及构造配置,预应力筋采用缓粘结预应力筋;受拉斜腹杆预应力筋贯通下弦且束形关于正跨中对称,除此之外下弦不额外配置直线型预应力筋,上弦内也不配置预应力筋。受拉斜腹杆内缓粘结预应力筋中第一预应力筋①、第二预应力筋②、第三预应力筋③、第四预应力筋④、第五预应力筋⑤、第六预应力筋⑥依次采用直径为Φ21.8mm、Φ28.6mm、Φ28.6mm、Φ28.6mm、Φ28.6mm、Φ28.6mm;为方便施工,考虑桁架下部不设临时支撑,预应力张拉的方案有:1)所有预应力筋均待桁架吊装完成且屋面混凝土未浇筑前一次张拉完成;2)预应力筋分两次张拉,第一次为桁架吊装完成且屋面混凝土未浇筑前,第二次为屋面混凝土浇筑完成后;3)分批张拉,即不同束形的预应力筋根据设计要求分批次张拉;4)其他方案。为方便施工,本实施例采用第1种方案,即一次张拉完成。此外,同一榀桁架的各束预应力筋张拉过程中,各束预应力筋宜按等百分比需求拉力值同步张拉。下弦内各处预应力筋的布置如图3、图4、图5(图5a、图5b、图5c、图5d)所示。
预应力筋受拉斜腹杆与上下弦杆相交节点处,根据抗弯承载力要求,受压腹杆与上下弦杆之间可采取加腋措施(可根据计算结果采取不同的加腋尺寸),如图6所示。同时,两端支座处杆件也可根据计算结果采取相应的加腋或加大截面等加强措施。
本发明提供实施例二中,与实施例一相比,仅桁架腹杆布置不同,其余均同实施例一。实施例二中,除跨中设1根竖杆外,受压腹杆均为斜杆,其截面尺寸均为400mmX400mm,端部首个下弦节点位置不变,下弦节点间距及上弦节点间距均为6米(正跨中除外,该处节点间距上弦为2米,下弦为4米),如图7和图8所示。受拉斜腹杆为缓粘结预应力筋,自跨中向两端依次为1个第1预应力筋A、2个第2预应力筋B、2个第3预应力筋C,第1预应力筋A、第2预应力筋B、第3预应力筋C依次采用直径为Φ21.8mm、Φ28.6mm、Φ28.6mm,如图9所示。为方便施工,考虑桁架下部不设临时支撑;为减小构件配筋及加腋,采用第2种预应力张拉方案,即预应力筋分两次张拉,第一次为桁架吊装完成且屋面混凝土未浇筑前,第二次为屋面混凝土浇筑完成后。同样,同一榀桁架的各束预应力筋张拉过程中,各束预应力筋宜按等百分比需求拉力值同步张拉。
实施例一、二的计算结果显示,桁架各组件的材料强度得到了较为充分的利用,桁架的承载力、刚度及耐久性均得到了较好的保障,经合理设计后的桁架跨中最大挠度仅约为跨度的1/1000。实施例二相比实施例一,材料强度利用更充分,构件受力也更合理。上述仅为简单示例,而桁架的各组件截面仍有较大的优化空间。
另外,需要指出的是:
一、桁架端部首个受拉斜腹杆也可不采用预应力混凝土构件,而直接采用预应力筋。当其直接采用预应力筋时,需注意以下几点:1)桁架吊装就位前不可张拉预应力筋;2)桁架吊装时需采取一定的措施,保证端部悬挑构件的受力安全;3)桁架吊装前需将预应力筋两端予以锚固固定,且保证在预应力筋张拉前其两端的锚固牢固可靠。
二、由于预应力筋转弯处曲率半径较小,设计中尚应进一步优化束形细部尺寸(特别是优化调整预应力筋转弯处的束形定位)、加大局部构件的强度及承载力(还需考虑预应力筋与混凝土交界面处局部应力),且在施工中采取有效措施,避免出现局部破坏,确保预应力的有效施加与传递。
三、对于跨度为20m左右的较小跨度桁架,可优先采用分批张拉与分阶段张拉相结合的张拉方案,先张拉中部预应力筋,再分阶段张拉两端支座处预应力筋,可兼顾构件的经济性及施工的便利性。
四、桁架也可设计为受压腹杆两端与上下弦杆铰接(上下弦杆连续),此时受压腹杆仅承受轴压力,可大大优化受压腹杆的设计。
施工步骤如下:
1)预制场地选择。首先,场地大小、土层参数应选择满足构件预制要求,必要时进行场地土质处理及地面硬化。其次,场地应尽量靠近构件吊装区域,对于单层场馆、大厅预制场地尽量选择在大厅地面处,既减少了场地平整、压实及硬化的费用,又减少了构件搬运,以方便后期吊装施工。
2)桁架构件预制。施工现场应根据施工进度,合理安排构件预制时间。构件预制时应严格依据设计图纸,可将桁架呈平放状态于地面上预制,预制过程包括并不限于以下主要步骤:模板制作、普通钢筋绑扎、预应力筋敷设(准确定位),上弦预留牢靠连接条件及埋设吊环,下弦预埋支座钢板及跨中下部支撑钢板(当需要时),桁架节点部位预留横向支撑预埋件及预留横向连系梁连接条件(当需要时)。为保证吊装时的桁架受力更加合理,一般地根据设计图纸要求将预应力筋两端予以锚固固定。建议选择专业的预应力施工队伍配合施工。
3)周边构件施工。根据设计图纸施工,特别地,桁架两端支承梁应保证定位准确,施工质量良好,预埋件安装精确到位。
4)吊装条件准备。首先,需确认周边构件已达预设强度且构件状况满足设计要求。其次,起吊设备、队伍及吊装施工方案应组织安排到位。最后,还应确认施工现场其他作业条件满足要求。
5)预制桁架吊装。根据施工进度安排,待作业条件满足时,可启动构件吊装。构件吊装时应严格按照专项施工方案进行;桁架下方支撑构件(当需要时)应按设计及专项方案要求设置到位,应采取有效措施严格保证桁架构件的竖向标高及平面定位的精度,同时及时采用横向支撑将桁架予以固定。各榀桁架应依次吊装就位。
6)预应力张拉。待桁架准确就位且支座、支撑均固定牢靠后,按设计要求张拉预应力筋。预应力张拉可根据设计要求采取不同的张拉方案,此处不再赘述。
7)与相关构件整浇。待各榀桁架均张拉完成,桁架各处连接构造、钢筋桁架楼承板及桁架上下弦横向连系梁(当需要时)等处钢筋绑扎完毕后,适时浇筑混凝土。
8)复核挠度变形。待屋面混凝土浇筑完成后及建筑面层、吊顶施工完成后,分别复核跨中挠度是否与设计结果相符。如有异常则应查找原因,必要时与设计院联系解决。
综上所述:
1、本实用新型中所述的大跨度混凝土桁架结构,可广泛适用于大跨度楼盖,特别是30~60米跨度的体育场馆、展览馆及车站候车大厅等大跨度楼(屋)盖建筑。当楼(屋)盖双向跨度相差较大或短向跨度较小时,可采用单向多榀平行的桁架布置形式;当楼(屋)盖短向跨度较大且双向跨度相差不大时,可采用双向多榀交叉的桁架布置形式。此外,该桁架结构也可以方便地应用于20~30米的较小跨度楼盖,此时构件截面、自重及跨度较小,可于施工现场预制、装配式施工,桁架吊装及预应力张拉也较简单,经济性及技术性良好。
2、本实用新型中所述的大跨度混凝土桁架结构,桁架杆件受力合理,技术适用性、耐久性和经济性良好。桁架受拉下弦及上弦可根据计算结果、结合受拉斜腹杆受力统一配置适宜数量的预应力筋,易于控制桁架的挠度及裂缝;桁架受压弦杆也可根据施工期间的受力及变形要求配置适宜数量的预应力筋。对于受压杆特别是单跨桁架的上弦,适宜采用高强度混凝土,此外,上弦与混凝土楼(屋)面板牢靠连接,也可大大提高桁架的承载能力,同时结构的耐久性也较好;受压腹杆可采用简单可靠的普通混凝土构件;受拉斜腹杆直接采用缓粘结预应力筋(表面还可做防火防腐处理),防火及耐久性良好,同时大大减轻了自重且方便了施工,经济性也较好。
3、本实用新型中所述的大跨度混凝土桁架楼(屋)盖,建筑美观及实用性较好。下弦一般采用预应力混凝土矩形截面,表面平整且规格统一,美观大方(可不做吊顶),方便施工吊顶、放置设备及敷设管道;上弦可根据楼(屋)面坡度采用矩形、变截面矩形或其他截面形状,用以代替建筑找坡,同时上弦与混凝土楼(屋)面板牢靠连接,防水、隔音、隔热等性能良好且方便维护;受拉斜腹杆直接采用缓粘结预应力筋替代,桁架各杆件间留有较大空间,便于设备管道的穿行及后期的维护检修;由于设备管道均在桁架内部安装,也因此大大节约了建筑层高。
4、本实用新型中所述大跨度混凝土桁架结构,采用预制构件时,可满足装配式要求。桁架设计时可根据不同的桁架形式及施工条件采用不同的预应力张拉方案,可充分考虑构件的经济性与施工的便利性。桁架可在施工现场按计划先行预制,桁架可呈平放状态预制,既方便施工(支模、绑扎、预埋、浇筑等),又易于控制构件质量。桁架吊装就位时,可根据设计要求及施工方案少设或是不设跨中竖向支撑,减少了高支模的工作量,可大大加快施工进度,同时经济性也较好。
5、本实用新型中所述大跨度混凝土桁架结构,受拉斜腹杆预应力筋贯通下弦的布置方式,可有效应用于既有桁架或梁式构件的结构加固,施工方便且效果良好。
以上的仅为本实用新型的实施例而已,当然不能以此来限定本实用新型之权利范围,因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化,仍属本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,包括桁架下弦和桁架上弦,桁架下弦和桁架上弦之间布置有多个桁架受压腹杆及桁架受拉斜腹杆;桁架上弦、桁架下弦和桁架受压腹杆为混凝土构件,桁架受拉斜腹杆为一束或多束受拉预应力筋。
2.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,桁架上弦和桁架下弦中的受拉弦杆区段为预应力混凝土构件。
3.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,在桁架跨中的正弯矩区段中,作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋一端锚固于桁架上弦,另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后锚固,或另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后继续沿桁架下弦布置经过跨中一定长度后锚固于桁架下弦,亦或另一端自一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区后继续沿桁架下弦布置经过跨中一定长度后从另一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区,并锚固于桁架上弦。
4.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,在连续桁架中部的支座两侧的负弯矩区段中,作为桁架受拉斜腹杆的预应力筋一端锚固于桁架下弦,另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后锚固,或另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后继续沿桁架上弦布置经过支座一定长度后锚固于桁架上弦,亦或另一端自一下弦节点区斜向上穿出至相邻支座侧的上弦节点区后继续沿桁架上弦布置经过支座一定长度后从另一上弦节点区斜向下穿出至相邻跨中侧的下弦节点区,并锚固于桁架下弦。
5.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,桁架上弦和/或下弦内单独布置有直线型预应力筋。
6.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,受压腹杆与桁架上弦之间和受压腹杆与桁架下弦之间设置有加腋部。
7.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,受拉斜腹杆所采用的预应力筋为缓粘结预应力筋。
8.根据权利要求1所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,桁架两端采用上弦端部支承。
9.根据权利要求8所述的采用预应力筋为受拉斜腹杆的大跨度混凝土桁架,其特征在于,桁架端部的首个桁架受拉斜腹杆采用预应力混凝土构件。
10.一种大跨度混凝土多榀桁架,其特征在于,包括多个如权利要求1所述的桁架,多个桁架相互平行依次同向布置,或多个桁架呈相互交叉的多行多列布置。
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