一种屋盖钢结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种屋盖钢结构，包括围成屋盖轮廓的混凝土框架（1）、设置于混凝土框架（1）内的多个横向设置的主梁和多个纵向设置的次梁，主梁为由刚性梁（2）、下弦索（3）和支撑杆（4）构成的张弦梁；次梁由多个刚性次梁单元（5）构成，位于两个主梁之间的刚性次梁单元（5）的两端分别与两侧的主梁焊接连接。还公开了屋盖钢结构的施工工艺。该本发明专利技术的有益效果是：实现了张弦梁与刚性梁的配合应用，优势互补，既具有张弦梁能够承受竖向压力的优点，又由刚性次梁承受垂直水平压力及反向压力，使得整体屋盖结构稳固性好，且相比刚性梁屋盖结构，具有自重轻，便于施工的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种屋盖钢结构及其施工方法
本专利技术涉及土木工程
，具体地，涉及一种屋盖钢结构及其施工方法。
技术介绍
张弦梁结构是一种由刚性上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。预紧力张弦梁结构作为一种高效的结构承力体系，已经被各种建设工程特别是大跨度空间结构的屋盖体系所采用，其充分利用了高强索的抗拉性改善了结构的整体结构受力性能。但张弦梁也存在无法承受反向载荷的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种稳固性好、便于施工的屋盖钢结构及其施工方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种屋盖钢结构，包括围成屋盖轮廓的混凝土框架、设置于混凝土框架内的多个横向设置的主梁和多个纵向设置的次梁，混凝土框架由多个不同方向延伸的混凝土梁围成，混凝土框架为任意多边形，每个混凝土梁即为多边形的一条边，主梁和次梁的两端均连接于混凝土框架的混凝土梁上，所述的主梁为由刚性梁、下弦索和支撑杆构成的张弦梁，下弦索的两端与刚性梁的两端固定连接，刚性梁下部间隔设置有根支撑杆，支撑杆一端与刚性梁连接，支撑杆的另一端连接下弦索，混凝土框架上固定设置有用于安装主梁的支撑座，刚性梁的两端安装于对应的支撑座上；所述的次梁由多个刚性次梁单元构成，位于两个主梁之间的刚性次梁单元的两端分别与两侧的主梁焊接连接，位于主梁与混凝土框架之间的刚性次梁单元一端与主梁焊接连接，另一端与混凝土框架上预设的锚板焊接连接，锚板焊接有多个预埋于混凝土内的锚筋，锚筋顶端与锚板焊接连接，锚筋的另一端设置有弯钩，混凝土内还设置有置于锚筋的弯钩内且垂直于锚筋的插筋。本专利技术实现了张弦梁与刚性梁的配合应用，既充分利用了张弦梁和刚性梁的优点，又克服了各单一梁所存在的技术缺陷，优势互补，既具有张弦梁能够承受竖向压力的优点，又由刚性次梁承受垂直水平压力及反向压力，使得整体屋盖结构稳固性好，且相比刚性梁屋盖结构，具有自重轻，便于施工的优点。刚性梁连接刚性次梁单元的部位设置有用于连接刚性次梁单元的接头A，接头A为截面与刚性次梁单元的截面相同的型钢，接头A一端与刚性梁焊接连接，接头A的另一端的上部设置有一个缺口A，刚性次梁单元连接该接头A的一端的下部设置有一与缺口A相配合的缺口B，接头A的设置缺口A的一端与刚性次梁单元设置缺口B的一端组合搭接后焊接连接，构成固定连接的连接部，连接部的截面与刚性次梁单元的截面相同。该结构实现了张弦梁和次梁的连接，并且该结构使得刚性梁与刚性次梁单元的连接部易于施工、易于保证连接部的加工质量。并且接头A上部设置缺口、刚性次梁单元连接部下部设置缺口的连接方式也利于刚性次梁单元的受力。所述刚性梁的两端的底面上均设置有支耳A，支撑座上设置有支耳B，支耳A与支耳B通过销钉连接。该结构实现了张弦梁端部的装配式连接，便于拆装和维护，结构简单，节约了安装成本和维修成本。进一步的，所述的支撑座包括支耳B、底板、预埋板和预埋锚栓，支耳B固设于底板的上部，预埋板和预埋锚栓均预埋于混凝土结构内，底板和预埋板上均设置有与预埋锚栓相配合的连接孔，预埋锚栓依次穿过底板和预埋板的连接孔，并由安装于预埋锚栓上的螺母将底板与预埋板固定连接，支耳A与对应侧的支撑座上设置的支耳B通过销钉连接，销钉垂直于支耳A、支耳B及刚性梁的延伸方向。上述支撑座结构稳固，能够满足张弦梁端部固定的强度要求。所述的预埋板的底部还固定连接有垂直于预埋板的抗剪角钢，抗剪角钢预埋于混凝土结构内。抗剪角钢的设置进一步提升了支撑座的抗剪性能。所述的支耳B具有三个间隔设置、且平行于刚性梁的延伸方向的支耳板，位于两侧的支耳板的外侧均设置有两个垂直于支板的加劲板D，加劲板D的底部与底板固定连接，支耳A具有两个间隔设置、且平行于刚性梁的延伸方向的支耳板，支耳A的两个支耳板插接于支耳B的三个支耳板形成两个凹槽内，优选的，支耳A的支耳板与支耳B的支耳板紧密贴合，支耳A的支耳板和支耳B的支耳板上均设置有销钉孔。该结构进一步提高了支耳B的稳固性，及张弦梁与支撑座的连接的稳固性。支撑座B上设置有四个周向均布的预埋锚栓，连接板的底部设置有四个周向均布的抗剪角钢。均匀布置的预埋锚栓和抗剪角钢，使得预埋板及支撑座整体受力更加均匀，抵抗不同方位外力的性能更加均衡。刚性梁的底部连接支撑杆的部位设置有支耳C，支撑杆的上端设置有支耳D，支耳C与支耳D通过销钉连接。该结构实现了连接杆与刚性梁的装配连接，方便拆装。支耳C包括两个间隔设置、且平行于刚性梁的延伸方向的支耳板，两个支耳板上部固定连接有固定贴合于刚性梁底面的连接板，两个支耳板的外侧均固定连接有两个间隔设置、垂直于支耳板的加劲板E，加劲板E的顶端与连接板固定连接。该连接板的设置补强了刚性梁连接支耳C部的强度，通过加劲板E保证了支耳C本身结构的稳固程度，从而整体上增强了支撑杆与刚性梁的连接结构的稳固性。所述的刚性梁为截面为矩形的方管型钢梁，方管型钢梁的两端均设置有用于固定下弦索的铸钢接头，下弦索的两端分别与对应端的铸钢接头固定连接，铸钢接头设置于方管型钢梁的矩形腔内，铸钢接头通过加劲板A与方管型钢梁的内壁固定连接，位于铸钢接头内侧的方管型钢梁的矩形腔内设置有两个间隔设置的加劲板B，加劲板B垂直于方管型钢梁，加劲板B的四个边缘分别与方管型钢梁的内壁固定连接，且靠近铸钢接头的加劲板B与铸钢接头和加劲板固定连接，加劲板B和方管型钢梁的底面上均设置有用于下弦索穿过的让位孔，两个加劲板B间设置有平行于方管型钢梁的加劲板C，加劲板C的四个边缘分别与对应的加劲板B侧壁或方管型钢梁的内壁固定连接。该结构简化了下弦索的端部固定结构，同样降低了张弦梁的成本消耗；并且通过多个加劲板的设置，共同补强了下弦索端部固定结构，使得本专利技术能够满足张紧力较大的张弦梁的工况需求，拓宽了适用范围。优选的，支耳A位于铸钢接头的垂直下方，这样能够充分利用刚性梁端部通过加劲板补强的结构，从而提升整个张弦梁与支撑座的连接结构的稳固性、可靠性。方管型钢梁连接接头A的部位的内部设置有两个垂直于刚性梁延伸方向的加劲板G，两个加劲板G与接头A的两个侧壁位于同一平面，加劲板G提升了刚性梁连接刚性支梁部的强度。位于支耳C上部的方管型钢梁内设置有垂直于方管型钢梁延伸方向的加劲板F。加劲板F提升了刚性梁连接支耳C部的强度。所述的屋盖钢结构的施工方法，包括以下步骤：S1、进行主梁的拼装，并实施预应力张拉；S2、在混凝土框架上部设置上吊点，通过提升装置将拼装好的主梁进行提升，将主梁提升超过混凝土框架的高度；S3、利用手拉葫芦配合提升装置将主梁水平移动，将主梁移动至安装部位，然后进行安装；S4、当相邻两榀主梁安装完成后，即安装两榀主梁间的刚性次梁单元；S5、依次完成所有主梁和刚性次梁单元的安装后，施工完成。所述的步骤S3中将主梁移动至安装部位时，对于长度最长的主梁，其还包括以下操作：在混凝土框架上设置倒扣的角钢，角钢的棱位于上部且棱线与混凝土框架的边平齐，通过操控提升装置和手拉葫芦，将主梁的刚性梁端部放置于角钢的棱上，再通过操控手拉葫芦，拖动主梁在角钢的棱上滑动，并最终滑动到安装位置。因长度最长的主梁即为混凝土框架的最大横向跨度，因此在提升时，主梁需要沿纵向偏移一定角度后再提升，才能顺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屋盖钢结构，其特征在于，包括围成屋盖轮廓的混凝土框架（1）、设置于混凝土框架（1）内的多个横向设置的主梁和多个纵向设置的次梁，所述的主梁为由刚性梁（2）、下弦索（3）和支撑杆（4）构成的张弦梁，混凝土框架（1）上固定设置有用于安装主梁的支撑座，刚性梁（2）的两端安装于对应的支撑座上；所述的次梁由多个刚性次梁单元（5）构成，位于两个主梁之间的刚性次梁单元（5）的两端分别与两侧的主梁焊接连接，位于主梁与混凝土框架（1）之间的刚性次梁单元（5）一端与主梁焊接连接，另一端与混凝土框架（1）上预设的锚板（6）焊接连接，锚板（6）焊接有多个预埋于混凝土内的锚筋。

【技术特征摘要】
1.一种屋盖钢结构，其特征在于，包括围成屋盖轮廓的混凝土框架（1）、设置于混凝土框架（1）内的多个横向设置的主梁和多个纵向设置的次梁，所述的主梁为由刚性梁（2）、下弦索（3）和支撑杆（4）构成的张弦梁，混凝土框架（1）上固定设置有用于安装主梁的支撑座，刚性梁（2）的两端安装于对应的支撑座上；所述的次梁由多个刚性次梁单元（5）构成，位于两个主梁之间的刚性次梁单元（5）的两端分别与两侧的主梁焊接连接，位于主梁与混凝土框架（1）之间的刚性次梁单元（5）一端与主梁焊接连接，另一端与混凝土框架（1）上预设的锚板（6）焊接连接，锚板（6）焊接有多个预埋于混凝土内的锚筋；刚性梁（2）连接刚性次梁单元（5）的部位设置有用于连接刚性次梁单元（5）的接头A（7），接头A（7）为截面与刚性次梁单元（5）的截面相同的型钢，接头A（7）一端与刚性梁（2）焊接连接，接头A（7）的另一端的上部设置有一个缺口A，刚性次梁单元（5）连接该接头A（7）的一端的下部设置有一与缺口A相配合的缺口B，接头A（7）的设置缺口A的一端与刚性次梁单元（5）设置缺口B的一端组合搭接后焊接连接；所述刚性梁（2）的两端的底面上均设置有支耳A（8），支撑座上设置有支耳B（9），支耳A（8）与支耳B（9）通过销钉连接。2.根据权利要求1所述的一种屋盖钢结构，其特征在于，所述的支撑座包括支耳B（9）、底板（10）、预埋板（11）和预埋锚栓（12），支耳B（9）固设于底板（10）的上部，预埋板（11）和预埋锚栓（12）均预埋于混凝土结构内，底板（10）和预埋板（11）上均设置有与预埋锚栓（12）相配合的连接孔，预埋锚栓（12）依次穿过底板（10）和预埋板（11）的连接孔，并由安装于预埋锚栓（12）上的螺母将底板（10）与预埋板（11）固定连接，支耳A（8）与对应侧的支撑座上设置的支耳B（9）通过销钉连接，销钉垂直于支耳A（8）、支耳B（9）及刚性梁（2）的延伸方向。3.根据权利要求2所述的一种屋盖钢结构，其特征在于，所述的刚性梁（2）的底部连接支撑杆（4）的部位设置有支耳C（15），支撑杆（4）的上端设置有支耳D（16），支耳C（15）与支耳D（16）通过销钉连接。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜，王真树，林刚，邹洋，袁琳琳，蒋超，
申请(专利权)人：中国华西企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51