一种索梁复合的大跨度索托拱壳及其施工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116025095A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310334445.2E04G21/14(2006.01)(22)申请日2023.03.31(71)申请人北京市建筑工程研究院有限责任公司地址100039北京市海淀区复兴路34号(72)发明人鲍敏尤德清鲍丰马健池同钦张书欣卢立飞杨越尧金金司波王泽强张开臣(74)专利代理机构北京中建联合知识产权代理事务所(普通合伙)11004专利代理师韩正果孙彦斌(51)Int.Cl.E04B7/10(2006.01)E04B1/342(2006.01)E04G21/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种索梁复合的大跨度索托拱壳及其施工方法(57)摘要本发明涉及覆盖大面积空间的结构技术领域，公开了一种索梁复合的大跨度索托拱壳及其施工方法，包括沿拱壳一周设置并围合成环的外环梁、平行间隔设置在外环梁范围内的拱壳梁、以及垂直于拱壳梁并间隔设置在拱壳梁范围内的托梁索；拱壳梁以及托梁索围合成布满外环梁范围内的网格，拱壳梁以及托梁索的端部均与外环梁铰接连接；托梁索穿透并托住拱壳梁，并通过索夹与拱壳梁连接。本发明中，通过将拱状的钢梁网格中一个方向上的钢梁换成反拱形且带预应力的托梁索，托梁索以穿透拱壳梁的形式托住拱壳梁，避免拱壳梁因跨度过大而下挠或失稳，从而形成了兼具钢梁网格的抗风能力以及预应力索网的大跨度的索托拱壳，能够满足大跨度的单跨透明顶棚的需求。CN116025095ACN116025095A权利要求书1/2页1.一种索梁复合的大跨度索托拱壳，其特征在于：包括沿拱壳一周设置并围合成环的外环梁（1）、平行间隔设置在外环梁（1）范围内的拱壳梁（2）、以及垂直于拱壳梁（2）并间隔设置在拱壳梁（2）范围内的托梁索（3）；所述拱壳梁（2）以及托梁索（3）围合成布满外环梁（1）范围内的网格，拱壳梁（2）以及托梁索（3）的端部均与外环梁（1）铰接连接；铰接轴垂直于拱壳梁（2）或托梁索（3）并水平设置；所述拱壳梁（2）为拱状，所述托梁索（3）为反拱状，所述托梁索（3）为预应力拉索，托梁索（3）以穿透拱壳梁（2）的形式托住拱壳梁（2），并在穿透拱壳梁（2）的位置通过索夹（4）与拱壳梁（2）可拆卸地固定连接。2.根据权利要求1所述的一种索梁复合的大跨度索托拱壳，其特征在于：所述索托拱壳设置在桁架或网架结构的屋盖（5）中部的天窗中，所述外环梁（1）为天窗的边框，并与屋盖（5）的其余部分通过连接弦杆（6）连为一个整体的桁架或网架。3.根据权利要求2所述的一种索梁复合的大跨度索托拱壳，其特征在于：所述拱壳梁（2）在被托梁索（3）穿透的位置固定有用于夹持固定托梁索（3）的索夹（4），所述索夹（4）由上下两个长方体的金属块拼合而成，托梁索（3）沿着位于金属块的拼合面位置的索孔穿透索夹（4），所述索孔被金属块的拼合面分成上下两部分，两个金属块通过竖直设置的螺栓连为一体并夹住托梁索（3），在螺栓拧紧后，索孔与托梁索（3）过盈配合并使托梁索（3）无法在索孔中滑动。4.根据权利要求3所述的一种索梁复合的大跨度索托拱壳，其特征在于：所述拱壳梁（2）为工字钢梁，所述工字钢梁中还设置有自腹板起水平向腹板左右两侧延伸并与腹板固定连接的中翼缘板（21），所述中翼缘板（21）与上翼缘板及下翼缘板之间均有间隙，所述索夹（4）设置在中翼缘板（21）与下翼缘板之间，索夹（4）的上半部分分别与中翼缘板（21）及腹板焊接连接，索夹（4）的上下两部分通过穿透整个索夹（4）以及中翼缘板（21）的螺栓相连接；所述下翼缘板及腹板上开设有上端与索孔的孔壁顶部平齐、用于供托梁索（3）自下而上进入索孔的索安装缺口（23），所述索安装缺口（23）上骑缝设置有用于在托梁索（3）进入到索孔后补上索安装缺口（23）的缺口连接角钢（24），所述缺口连接角钢（24）位于索夹（4）以及下翼缘板之间、贴靠腹板及下翼缘板设置、并分别与腹板及下翼缘板通过螺栓连接；所述上翼缘板与中翼缘板（21）之间设置有用于抵抗托梁索（3）向上的力的加劲肋（22），所述加劲肋（22）垂直于拱壳梁（2）设置，并分别与上翼缘板、腹板、以及下翼缘板焊接连接；所述索夹（4）、缺口连接角钢（24）、以及加劲肋（22）对称设置在腹板左右两侧。5.根据权利要求2所述的一种索梁复合的大跨度索托拱壳，其特征在于：所述外环梁（1）为钢管梁，所述连接弦杆（6）与外环梁（1）的连接位置记作节点位置，所述拱壳梁（2）及托梁索（3）的端部均设置在节点位置并与节点位置铰接连接。6.根据权利要求5所述的一种索梁复合的大跨度索托拱壳，其特征在于：所述节点位置设置有被外环梁（1）穿过的连接板，所述拱壳梁（2）及托梁索（3）