专利名称：大跨高比体外预应力钢梁结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种承重钢梁的结构，特别涉及一种带预应力部件的平板式钢梁
结构。
背景技术：
按照现行的技术规范，大跨度平板式钢梁结构的跨高比应取值控制在15 30。通 常对于大跨度梁结构，为了提高其抗弯曲变形的能力，往往需要增加其高度，当跨度为24m 时，结构高度可达800 1600mm。通常的大型活动场地上如果搭建厚度如此大的舞台将会 带来一系列问题，上述常规的跨高比无法满足使用需求，必须要降低钢梁结构的高度，即提 供具有更大跨高比的钢梁结构，否则不能满足使用要求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种呈平板结构的体外预应力钢梁结构，该结构具有 较小的断面高度和较大的跨度，该结构在正常使用时能够保证结构变形满足使用要求，实 现钢梁结构在自重及永久荷载作用下表面水平。 为实现本实用新型的目的，提供一种大跨高比体外预应力钢梁结构，包括多根相 互平行设置的主梁，相邻主梁之间间隔一定距离；多列联系次梁，沿主梁纵向排列，每列联 系次梁包括连接在相邻主梁之间的与主梁垂直的多对联系次梁。 特别是，分别靠近主梁两端的邻接两列联系次梁处设多个交替斜向布置的支撑 件，每两个相邻主梁之间设一个支撑件，支撑件的两端分别固定在相邻的两个主梁上。 特别是，每根主梁上位于主梁的下部的位置设置预应力张拉索。主梁为工字型梁， 包括腹板和上下翼板，张拉索位于腹板的两侧和下翼板的上部，并沿主梁长度方向延伸。 此外，主梁的腹板的两侧设分别与联系次梁对应的成对劲板，联系次梁通过螺栓 分别与劲板相连。 其中，联系次梁的横截面呈"]["形，联系次梁与主梁的劲板贴合，并由螺栓固定在
一起。特别是联系次梁靠近下翼板。 本实用新型的优点体现在以下方面 1、本实用新型大跨高比体外预应力钢梁结构由多根并排的体外预应力主梁组成，
主梁之间采用型钢连接，组成整体的平板受力体系。体外预应力主梁除了在加工制造时进
行预起拱外，还在体外预应力张拉时进行起拱，即通过预应力张拉索进行起拱，因此，可以
通过综合考虑体外预应力索的安全承载能力，合理控制预张拉力和张拉起拱高度，使得在
正常使用时，结构预起拱高度与结构挠度基本抵消，保证大跨度结构变形满足使用要求。 2、本实用新型大跨高比体外预应力钢梁结构中，体外预应力张拉索的锚固端置于
钢梁腹板上，不影响大跨度结构支点的设置，实现全跨度的结构高度一致性。 3、通过本实用新型体外预应力钢梁结构，可以实现跨度为24米、宽度18米、厚度
仅400mm的开合式平板式结构，该平板结构不但保证高承载力，可同时承载大量演员和多
3种大型道具的舞台表演，而且平板结构的形态控制能力好，还能够获得较好的自振频率控 制效果。
图1是本实用新型大跨度体外预应力结构的平面布置图； 图2是本实用新型大跨度体外预应力结构的主梁的断面图； 图3是本实用新型大跨度体外预应力结构的主梁端部的结构示意图； 图4是本实用新型大跨度体外预应力结构中主梁与联系次梁之间连接节点处的
俯视剖视图； 图4a是沿图4中1-1线的截面图； 图4b是沿图4中2-2线的截面图； 图5是本实用新型大跨度体外预应力结构中主梁与辅助联系次梁之间连接节点 处的俯视透视图； 图5a是沿图5中1-1线的截面图； 图5b是沿图5中2-2线的截面图； 图6是图1中B部的放大视图； 图6a是沿图6中1-1线的截面图； 图6b是沿图6中2-2线的截面图。 附图标记说明1、主梁；2、联系次梁；2a、首列联系次梁；2b、末列联系次梁；3、辅 助联系次梁；3a、第一列辅助联系次梁；3a'、第二列辅助联系次梁；3b、第三列辅助联系次
梁；3b'、第四列辅助联系次梁；5、支撑件；6、滚轮；11、腹板；lla、水平搭板；12a、上翼板； 12b、下翼板；131、劲板；132、辅助劲板；14、螺栓；15、梁端支承件；16、挡板；17、张拉索。
具体实施方式下面参照附图详细说明本实用新型具有大跨高比的体外预应力钢梁结构的具体 结构。 如图1、2所示，本实用新型的钢梁结构，采用相互平行设置25根主梁l，其为工字 梁，断面尺寸为H400 X 250 X 7 X 20，主梁1的长度为24米，相邻两根主梁1之间相邻主梁之 间间隔的距离为750mm。 如图1所示，沿主梁1长度方向即纵向，每隔3米设置一列垂直于主梁1的联系次 梁2，共设置7列联系次梁2 (见图1中带滚轮6的为辅助联系次梁2)，从而将所有主梁1连 接成整体，保证单根主梁1不会发生侧向失稳。每列联系次梁2包括连接在相邻主梁1之 间的与主梁1垂直的多对联系次梁2。 此外，还设有四列共两对垂直于主梁1布置的辅助联系次梁3，其中一对辅助联系
次梁3a、3a'靠近主梁1的一端并位于首列联系次梁2a的两侧，另一对辅助联系次梁3b、
3b'靠近主梁l的另一端并位于末列联系次梁2b的两侧，四列辅助联系次梁3a、3a'、3b、3b'
中的每列3包括连接在相邻主梁1之间并与主梁1垂直的多对联系次梁3。需要说明的是，
尽管本实施方式中设置了多列辅助联系次梁3，但是也可不使用该结构件。 如图2、3所示，主梁1的包括腹板11和上下翼板12a、12b，主梁1的端部设有与主梁1固定成一体的梁端支承件15，支承件15的底部设挡板16。为了控制变形，采用体外 预应力技术进行预张拉，每根主梁1上设置4根预应力张拉索17，均位于主梁1的下翼板 12b上部，腹板11两侧各设置两根张拉索17，其沿主梁1长度延伸并穿过劲板13，劲板13 设置在腹板11的两侧并与腹板11垂直，上下两端分别与上下翼板12a、12b连成一体。预 应力张拉索17沿水平张拉，以抵消主梁1自身及其上载荷的重量所引起的主梁跨中部挠度 变形，作为张拉控制指标。 由此可见，在大跨度主梁1的底部设置预应力张拉索17，通过控制张拉力，使结构 预起拱，起拱高度正好同恒定载荷作用下的梁挠度相当，以减小主梁1在使用过程中的沿 主梁1纵向的挠度变形。通过在大跨度主梁1的底部设置预应力张拉索17，可以有效降低 24米长的大跨度主梁1的高度，使其高度能够保持在400mm。 参照图4、4a和4b所示，主梁1上腹板11的两侧与联系次梁2对应的位置各设一 对劲板131如图4a、4b所示，成对的板131间相互平行，位于上下翼板12a和12b之间，与 腹板11垂直，其上下端与上下翼板12a和12b相连，其一侧与腹板11相连，由此与主梁1 成一体。 如图4b所示，联系次梁2的横截面呈"]["形，联系次梁2的两端通过其"]["形 底部与主梁1的劲板131的下部(即靠近下翼板12b的部分)侧面贴合，并由螺栓14将其 贴合部分拧紧而将联系次梁2与主梁1固定在一起。 参照图5、5a和5b所示，主梁1上腹板11的两侧与辅助联系次梁3对应的位置设 一对劲板132，如图5a、5b所示，成对的劲板132之间相互平行，位于上下翼板12a和12b之 间，与腹板11垂直，其上下端与上下翼板12a和12b相连，其一侧与腹板11相连，由此与主 梁1成一体。 如图5和5a所示，劲板132的上端比上翼板12a的宽，即劲板132的上端伸出上 翼板12a。如图5b所示，辅助联系次梁13的横截面呈倒L形，辅助联系次梁3的两端通过 其L形的竖直面与劲板132的上部(即靠近上翼板12a的部分)侧面贴合，并由螺栓14将 其贴合部分拧紧而将辅助联系次梁3与主梁1固定在一起。 如图1、6、6a所示，在首列联系次梁2a与第一列辅助联系次梁3a之间，设多个交 替斜向布置的支撑件5，每两个相邻主梁l之间设一个支撑件5，支撑件5的两端分别固定 在相邻的两个主梁1上，如图6a所示，腹板11上设有与其成一体的水平搭板11a，支撑件5 的末端安置在水平搭板lla上，通过螺栓14将其拧紧在一起。 如图6和6b所示，成对的联系次梁2b上可安装有滚轮6。
权利要求一种大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于包括多根相互平行设置的主梁(1)，相邻主梁之间间隔一定距离；多列联系次梁(2)，沿主梁纵向排列，每列联系次梁(2)包括连接在相邻主梁(1)之间的与主梁(1)垂直的多对联系次梁(2)。
2. 如权利要求1所述的大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于 分别靠近主梁(1)两端的邻接两列联系次梁(2)处设多个交替斜向布置的支撑件(5)，每两个相邻主梁(1)之间设一个支撑件(5)，所述支撑件的两端分别固定在相邻的两个主 梁(1)上。
3. 如权利要求1或2所述的大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于 每根所述主梁(1)上设置预应力张拉索(17)，其位于主梁(1)的下部。
4. 如权利要求3所述的大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于所述的主梁(1) 为工字型梁，包括腹板(11)和上下翼板(12a、12b)，所述张拉索(17)设置在下翼板(12b) 的上部沿主梁(1)长度延伸，并位于腹板的两侧。
5. 如权利要求4所述的大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于所述主梁(1)的腹板(11)的两侧设分别与联系次梁(2)对应的成对劲板(131)，所述 联系次梁(2)通过螺栓(14)与二劲板(131)相连。
6. 如权利要求5所述的大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于 所述联系次梁(2)的横截面呈"]["形，所述联系次梁(2)的与所述主梁(1)的劲板(131)贴合，并由螺栓(14)固定在一起。
7. 如权利要求6所述的大跨高比体外预应力钢梁结构，其特征在于 所述联系次梁(2)靠近所述下翼板(12b)。
专利摘要本实用新型提供一种大跨高比体外预应力钢梁结构，包括多根相互平行设置的主梁(1)，相邻主梁之间间隔一定距离，每根所述主梁(1)下部的位置设置预应力张拉索(17)；多列联系次梁(2)，沿主梁纵向排列，每列联系次梁(2)包括连接在相邻主梁(1)之间的与主梁(1)垂直的多对联系次梁(2)。本实用新型的钢梁结构具有较小的断面高度和较大的跨度，该结构在正常使用时能够保证结构变形满足使用要求，实现钢梁结构全跨度的结构高度一致。
文档编号E04H3/24GK201531084SQ200920108520
公开日2010年7月21日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者刘晓华, 孙冲, 尹华钢, 樊宏伟, 田廷全, 白文静, 白晓燕, 贺虎成 申请人:总装备部工程设计研究总院