一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法技术

本发明专利技术涉及一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，属于空间钢结构建筑技术领域，解决了双向悬垂支撑空间钢结构体系的承载模式退化的问题。该钢结构包括长方向悬垂桁架和短方向“人”字型两跨连续悬垂梁；该方法包括：对长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉，使其位移与其在标准工况下的位移一致；以预张拉后的长方向悬垂桁架为中部支座安装短方向两跨连续悬垂梁；逐级卸载长方向悬垂桁架的预张拉力，以使短方向两跨连续悬垂梁呈现刚性预拉应力状态。该方法通过预设长方向悬垂桁架的竖向位移，并作为短方向两跨连续悬垂梁的安装状态，保证短方向两跨连续悬垂梁在各工况下始终呈现以受拉为主的刚性预拉应力状态。下始终呈现以受拉为主的刚性预拉应力状态。下始终呈现以受拉为主的刚性预拉应力状态。

【技术实现步骤摘要】
一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法


[0001]本专利技术涉及空间钢结构建筑
，尤其涉及一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法。

技术介绍

[0002]双向悬垂支撑空间钢结构包括长方向悬垂桁架和短方向“人”字型两跨连续悬垂梁，短方向“人”字型两跨连续悬垂梁以长方向悬垂桁架为中部支座。
[0003]依据空间几何关系可知，当在长方向悬垂桁架上安装短方向“人”字型两跨连续悬垂梁时，即长方向悬垂桁架构成中部支座时，长方向悬垂桁架出现竖向变形，此时，短方向“人”字型两跨连续悬垂梁在长度方向有被压缩趋势，进而产生压应力。当长方向悬垂桁架竖向挠度超过一定幅度时，短方向“人”字型两跨连续悬垂梁轴向压缩引起的压应力分量会超过其悬垂承载受力模式引起的拉应力分量；短方向“人”字型两跨连续悬垂梁受力模式由目标拉弯承载模式(受拉为主)转化为低效率的压弯受力模式，导致其整体承载效率显著降低，即承载模式退化问题。
[0004]现有技术中，由于不存在上述双向悬垂支撑空间钢结构及对应的刚性预应力加载方法，因此对于其承载模式退化的问题缺乏相应的解决方案。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，用以解决双向悬垂支撑结构承载模式退化、承载效率降低的问题。
[0006]本专利技术提供了一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，所述双向悬垂支撑空间钢结构包括长方向悬垂桁架和短方向“人”字型两跨连续悬垂梁；所述刚性预应力加载方法包括：
[0007]对所述长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉，使其位移与其在标准工况下的位移一致；
[0008]以预张拉后的所述长方向悬垂桁架为中部支座安装所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁；
[0009]逐级卸载所述长方向悬垂桁架的预张拉力，以使所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁呈现刚性预拉应力状态。
[0010]进一步的，所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁为非对称结构时，所述对所述长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉具体包括：
[0011]在所述长方向悬垂桁架下部的每一节点位置的两端分别设置两个预张拉点，在地面对应位置处设置张拉支座；所述节点位置为所述长方向悬垂桁架中相邻的两个桁架节的连接处；
[0012]在每一所述节点位置处，将第一张拉索结构的一端连接于其中一个所述预张拉点，另一端连接于所述张拉支座；将第二张拉索结构的一端连接于其中另一个所述预张拉
点，另一端连接于所述张拉支座，以对所述长方向悬垂桁架进行向下预张拉。
[0013]进一步的，所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁为对称结构时，所述对所述长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉具体包括：
[0014]在所述长方向悬垂桁架下部的每一节点位置的中间设置预张拉节点，在地面对应位置处设置张拉支座，将张拉索结构的一端连接于所述预张拉点，另一端连接于所述张拉支座，以对所述长方向悬垂桁架进行向下预张拉。
[0015]进一步的，根据所述长方向悬垂桁架在标准工况下产生的竖向位移和扭转度，设置每一第一张拉索结构和每一第二张拉索结构的预张拉力值，以保证预张拉后的长方向悬垂桁架的竖向位移和扭转度与所述长方向悬垂桁架在标准工况下产生的竖向位移和扭转度一致。
[0016]进一步的，所述安装所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁包括：
[0017]在所述长方向悬垂桁架保持向下预张拉状态的工况下，以所述长方向悬垂桁架为中部支座安装所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁，并设置支撑结构以支撑所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁，使该短方向“人”字型两跨连续悬垂梁的自重不会作用于所述长方向悬垂桁架上。
[0018]进一步的，所述逐级卸载所述长方向悬垂桁架的预张拉力包括：对所述每一第一张拉索结构和每一第二张拉索结构产生的预张拉力均按照其预张拉力值的预设比例分别逐级卸载。
[0019]进一步的，在对所述长方向悬垂桁架进行向下预张拉之前，还包括对所述长方向悬垂桁架进行预起拱。
[0020]进一步的，根据所述长方向悬垂桁架在标准工况下的竖向挠度值和扭转度确定所述长方向悬垂桁架的预起拱值，进而基于所述预起拱值对所述长方向悬垂桁架进行预起拱。
[0021]进一步的，还包括在所述长方向悬垂桁架的两端分别设置三角支撑柱，以支撑固定所述长方向悬垂桁架。
[0022]进一步的，所述三角支撑柱与所述长方向悬垂桁架刚接连接。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0024]1、本专利技术提出的双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，通过先对长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉，使其位移与其在标准工况下的位移一致，当在该长方向悬垂桁架(处于预张拉状态)上安装好短方向“人”字型两跨连续悬垂梁并逐级卸载预张拉力后，双向悬垂支撑空间钢结构整体回弹，其中短方向“人”字型两跨连续悬垂梁承受长方向悬垂桁架的拉力作用而整体被拉伸变长呈现刚性预拉应力状态，规避了短方向“人”字型两跨连续悬垂梁在长方向悬垂桁架竖向挠度影响下出现的承载模式退化的问题，有效提高了短方向“人”字型两跨连续悬垂梁的承载效率。
[0025]2、本专利技术提出的双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，对于非对称短方向“人”字型两跨连续悬垂梁结构，本专利技术通过在每一节点位置两端设置双预张拉点，并将非对称短方向“人”字型两跨连续悬垂梁结构对长方向悬垂桁架产生的水平拉力考虑到预张拉作业中，即将非对称短方向“人”字型两跨连续悬垂梁安装于长方向悬垂桁架时对长方向悬垂桁架的扭转效应考虑在内，从而提高了刚性预应力加载的准确性。
[0026]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0027]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0028]图1为本专利技术实施例双向悬垂支撑空间钢结构的示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例长方向悬垂桁架的示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例短方向“人”字型两跨连续悬垂梁的示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法的流程图；
[0032]图5为本专利技术实施例预张拉后的长方向悬垂桁架的示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例预张拉后的长方向悬垂桁架的另一示意图；
[0034]图7为本专利技术实施例设置支撑结构支撑短方向“人”字型两跨连续悬垂梁的示意图；
[0035]图8为本专利技术实施例对长方向悬垂桁架进行预张拉后对应的拉力仿真示意图；
[0036]图9为本专利技术实施例短本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，其特征在于，所述双向悬垂支撑空间钢结构包括长方向悬垂桁架和短方向“人”字型两跨连续悬垂梁；所述刚性预应力加载方法包括：对所述长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉，使其位移与其在标准工况下的位移一致；以所述长方向悬垂桁架为中部支座安装所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁；逐级卸载所述长方向悬垂桁架的预张拉力，以使所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁呈现刚性预拉应力状态。2.根据权利要求1所述的双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，其特征在于，所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁为非对称结构时，所述对所述长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉具体包括：在所述长方向悬垂桁架下部的每一节点位置的两端分别设置两个预张拉点，在地面对应位置处设置张拉支座；所述节点位置为所述长方向悬垂桁架中相邻的两个桁架节的连接处；在每一所述节点位置处，将第一张拉索结构的一端连接于其中一个所述预张拉点，另一端连接于所述张拉支座；将第二张拉索结构的一端连接于其中另一个所述预张拉点，另一端连接于所述张拉支座，以对所述长方向悬垂桁架进行向下预张拉。3.根据权利要求2所述的双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，其特征在于，所述短方向“人”字型两跨连续悬垂梁为对称结构时，所述对所述长方向悬垂桁架进行多点向下预张拉具体包括：在所述长方向悬垂桁架下部的每一节点位置的中间设置预张拉节点，在地面对应位置处设置张拉支座，将张拉索结构的一端连接于所述预张拉点，另一端连接于所述张拉支座，以对所述长方向悬垂桁架进行向下预张拉。4.根据权利要求2所述的双向悬垂支撑空间钢结构体系的刚性预应力加载方法，其特征在于，根据所述长方向悬垂桁架在标准工况下产生的竖向位移和扭转度...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍文营，叶水清，张路，侯鹏程，马玉虎，刘雪冰，
申请(专利权)人：中国建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：