專利名稱：一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種減小輕鋼結構屋面圓鋼水平拉索張緊時應力消耗的結構。
背景技術：
門式剛架輕鋼結構這種結構型式以其自重輕、跨度大、材料省、設計易標準化、施工方便、節約工期與投資等特點，廣受青睞，廣泛應用于中小型工業廠房、物流倉庫、大賣場等建筑中。這種鋼結構的梁柱采用實腹H型鋼截面，柱腳常采用鉸接。整個房屋的整體穩定由屋面水平支撐和柱間支撐來保證。而其屋面水平支撐又常常采用X型圓鋼水平拉索，這種拉索，只能受拉，不能受壓。經張緊后，在水平荷載作用下，其中一根失效，另一根起拉桿作用，對于確保屋面鋼梁出平面穩定起著關鍵作用。圓鋼水平拉索因自重而下垂，若要張緊至水平狀態，理論上拉索應力等于無窮大。實際工程中常將拉索張緊至相對撓度達1/700，便可有效發揮作用。顯然，為了克服圓鋼拉索的自重下垂，在張緊過程中將消耗部分鋼筋應力，使其在外荷載作用下的實際抗拉承載力下降。圓鋼拉索的跨度越大，抗拉承載力下降的幅度就越大。遺憾的是，作為當前門式剛架輕鋼結構主要設計依據的中國工程建設標準化協會標準《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS 102:2002沒有提及圓鋼水平拉索自重下垂對其抗拉承載力的影響。這將造成兩種后果I、若設計不考慮這種影響，尤其是在圓鋼水平拉索跨度較大時，將留下安全隱患。一旦颶風來臨，圓鋼水平拉索因其實際抗拉承載力遠小于不考慮自重下垂影響的理論計算承載力，可能使拉桿超載失效，進而造成屋面鋼梁側向失穩，屋面整體坍塌的嚴重后果完全可能發生。2、若設計顧及這種影響，勢必需限制圓鋼水平拉索的跨度，使這種施工比較方便，材料又省的屋面水平支撐型式在大跨度時應用受阻。這兩種后果都是業主、設計和施工方所不愿接受的。
發明內容本實用新型的目的是提供一種減小輕鋼結構屋面圓鋼水平拉索張緊時應力消耗的有效結構。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，包括位于兩側的屋面鋼梁，檁條橫跨在兩側的屋面鋼梁之間，在兩側屋面鋼梁之間布置有X型拉索，X型拉索包括相互交叉的上索及下索，其中，上索位于下索的上方，其特征在于還包括吊具，每根下索至少配備一個吊具，吊具的一端固定在檁條上，另一端將其對應的下索吊起。優選地，所述吊具布置在與其對應的下索的中點處。優選地，所述吊具分別布置在與其對應的下索的1/4長度及3/4長度處，或分別布置在與其對應的下索的1/3長度及2/3長度處，或分別布置在與其對應的下索的2/5長度及3/5長度處。優選地，所述吊具包括鋼板，鋼板固定在所述檁條上，吊鉤的一端固定在鋼板上，另一端將所述下索吊起。優選地，在所述鋼板上開有一對安裝孔。優選地，所述安裝孔的中心至所述檁條底面的距離為80mm。優選地，所述吊鉤與所述鋼板所在平面之間形成一夾角，該夾角的正切即為屋面坡度。優選地，所述下索所在平面與所述檁條底面的距離為150mm。本實用新型的優點是在基本不增加投資的情況下，通過改進屋面圓鋼水平支撐的構造，在拉索跨內增設吊具(吊具制作簡單，成本很低)，大大減小圓鋼拉索張緊時的應力消耗，達到確保結構安全、增大拉索應用跨度，節約投資的效果。
圖I為屋面水平支撐布置圖；圖2A為節間跨度是4. 5m時吊點布置示意圖；圖2B為圖2A的a-a向示意圖；圖3A為節間跨度是6m時吊點布置示意圖；圖3B為圖3A的b-b向示意圖；圖3C為圖3A的c-c向示意圖；圖4A為節間跨度是7. 5m時吊點布置示意圖；圖4B為圖4A的d-d向示意圖；圖5為雙吊點時上索的撓曲線示意圖；圖6為單吊點時上索的撓曲線示意圖；圖7為吊具的安裝示意圖；圖8為吊具的正視圖；圖9為吊具的側視圖。
具體實施方式
為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。結合圖I (在該圖中GJ為剛架梁，GXG為剛性系桿，SC為屋面水平支撐)，由國家標準圖集《門式剛架輕型房屋鋼結構》02SG518知門式剛架輕鋼結構跨度B為12 — 36m ;柱距b有6m,7. 5m和9m三種；節間跨度a有4. 5m,6m和7. 5m三種；屋面檁條間距為I. 5m。經研究，采用直徑為25mm的圓鋼作為屋面水平支撐，張緊時相對撓度控制值取1/700，當水平支撐跨度為8m、10m、12m、15m和18m時，張緊時應力消耗占水平支撐總抗拉承載力的百分比分別為30. 8%, 38. 6%, 46. 3%, 57. 7%和69. 2%。這是相當可觀的應力損失。若不考慮，將給工程帶來安全隱患。如圖2A、圖3A及圖4A所示，分別為節間跨度為4. 5m,6m和7. 5m時屋面水平支撐布置結構，包括位于兩側的屋面鋼梁1，檁條2橫跨在兩側的屋面鋼梁I之間，在兩側屋面鋼梁I之間布置有X型拉索，X型拉索包括相互交叉的上索3及下索4。[0033]如圖2A及圖2B所示，節間跨度為4. 5m時，為每根下索4配備兩個吊具5，兩個吊具5分別布置在與其對應的下索4的1/3長度及2/3長度處，吊具5的一端固定在檁條2上，另一端將其對應的下索4吊起。如圖3A至圖3C所示，節間跨度為6m時，為相鄰的兩根下索4分別配備一個吊具5及兩個吊具5，其中，一個吊具5布置在與其對應的下索4的中點處，兩個吊具5則布置在下索4的1/4長度及3/4長度處。如圖4A及圖4B所示，節間跨度為7. 5m時，為每根下索4配備兩個吊具5，兩個吊具5分別布置在與其對應的下索4的2/5長度及3/5長度處。在上述圖紙中，/表示下索4的長度，T為拉索張力，fmax為跨內最大撓度。吊點初始位置X坐標見圖，Y坐標為零。當下索4采用單點吊時，上索3作用于下索4的吊點處，其自重P直接作用于吊具 5，上索3撓曲線如圖5所示。當下索4采用雙點吊時，上索3作用于下索跨間，其自重通過 下索傳給吊具5，上索3撓曲線如圖6所示。在拉索跨中交點處，上下索理應等撓度(拉索直徑不計)。如圖7至圖9所示，吊具5由鋼板6和吊鉤7組成，吊鉤7雙面貼角焊于鋼板6上。吊具5可在工廠事先加工好，鋼板6上預留2個安裝孔8。盡管屋面檁條2的尺寸隨柱距不同稍有變化，但為了統一吊具5型式，讓其適用于各種跨度的拉索，簡化加工類別，特將安裝孔8中心至鋼板6邊即屋面檁條2底面的距離均定為80mm，將下索4所在平面與屋面檁條2底面的距離均定為150mm，則不影響吊具5通過螺栓將拉索自重可靠傳給屋面檁條2。吊鉤7略有彎折，其與鋼板6所在平面亦即檁條2背面之夾角的正切即為屋面坡度。在施工現場可先在地面將吊具5固定在檁條2的設計位置處，并加以標識。然后輕鋼結構按正常吊裝順序起吊。當所有檁條2均已就位，且與屋面鋼梁I上的檁托板固定之后，即可將水平拉索斜向固定于每個柱距兩端屋面鋼梁I的腹板上。此時，施工人員可在地面上舉起Y形撐桿(簡易工具，自制)將下垂的下索4抬舉至吊鉤7之內便可。為了減小拉索張緊時在吊鉤7處的摩擦力，建議將吊鉤兩側各300-500mm范圍內的拉索表面涂潤滑劑，其品種由施工單位自定，但不得對拉索有腐蝕作用。執行上述操作，通過在拉索適當位置增設1-2個吊點，可大大減小水平拉索張緊時的應力消耗。現以國家標準圖集《門式剛架輕型房屋鋼結構》(02SG518)內，跨度為30m和36m(跨度最大)的兩種門式剛架輕鋼結構為例，分別計算分析比較圓鋼水平拉索設或不設吊點，拉索張緊時的應力消耗，詳見表I。由表I可見，本實用新型提出的方法是相當有效的。
事實上，拉索跨度再大，就更有效。
權利要求1.一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，包括位于兩側的屋面鋼梁(1)，檁條(2)橫跨在兩側的屋面鋼梁(I)之間，在兩側屋面鋼梁(I)之間布置有X型拉索，X型拉索包括相互交叉的上索(3)及下索(4)，其中，上索(3)位于下索(4)的上方，其特征在于還包括吊具(5)，每根下索(4)至少配備一個吊具(5)，吊具(5)的一端固定在檁條(2)上，另一端將其對應的下索(4)吊起。
2.如權利要求I所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于所述吊具(5)布置在與其對應的下索(4)的中點處。
3.如權利要求I所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于所述吊具(5)分別布置在與其對應的下索(4)的1/4長度及3/4長度處，或分別布置在與其對應的下索(4)的1/3長度及2/3長度處，或分別布置在與其對應的下索(4)的2/5長度及3/5長度處。
4.如權利要求I至3中任一項所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于所述吊具(5)包括鋼板(6)，鋼板(6)固定在所述檁條(2)上，吊鉤(7)的一端固定在鋼板(6)上，另一端將所述下索(4)吊起。
5.如權利要求4所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于在所述鋼板(6 )上開有一對安裝孔(8 )。
6.如權利要求5所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于所述安裝孔(8)的中心至所述檁條(2)底面的距離為80mm。
7.如權利要求5所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于所述吊鉤(7)與所述鋼板(6)所在平面之間形成一夾角，該夾角的正切即為屋面坡度。
8.如權利要求I所述的一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，其特征在于所述下索(4 )所在平面與所述檁條(2 )底面的距離為150mm。
專利摘要本實用新型涉及一種減小應力消耗的屋面水平支撐布置結構，包括位于兩側的屋面鋼梁，檁條橫跨在兩側的屋面鋼梁之間，在兩側屋面鋼梁之間布置有X型拉索，X型拉索包括相互交叉的上索及下索，其中，上索位于下索的上方，其特征在于還包括吊具，每根下索至少配備一個吊具，吊具的一端固定在檁條上，另一端將其對應的下索吊起。本實用新型的優點是在基本不增加投資的情況下，通過改進屋面圓鋼水平支撐的構造，在拉索跨內增設吊具(吊具制作簡單，成本很低)，大大減小圓鋼拉索張緊時的應力消耗，達到確保結構安全、增大拉索應用跨度，節約投資的效果。
文檔編號E04B7/00GK202672429SQ201120477768
公開日2013年1月16日 申請日期2011年11月27日 優先權日2011年11月27日
發明者戴冠民 申請人:中國海誠工程科技股份有限公司