一种预应力混凝土空间悬吊结构体系

1.本实用新型属于大悬挑混凝土结构技术领域，尤其是涉及一种预应力混凝土空间悬吊结构体系。


背景技术：

2.现有建筑中，通常为建筑造型美观需要做跨度较大的悬挑造型。因建筑效果要求，往往无法做钢结构而只能做混凝土结构；而混凝土结构相比钢结构会使悬挑梁梁高度更大、更重，无法像钢结构一样做的很轻巧。对于大悬挑结构，结构自重作用下，悬挑端位移大，竖向荷载、竖向地震作用是结构的控制要素。对于大悬挑的建筑类型，为了满足结构的安全性，需要加高结构的高度，增大构件的截面，就会造成结构自重的增加，结构自重加大导致竖向荷载加大，需要进一步增加结构的高度和构件截面，形成恶性循环，难以达到建筑的效果。
3.一般的建筑，通常对梁高截面都会有限制，尤其大跨度混凝土悬挑梁截面会比普通梁高度大很多的情况下，如何能适应建筑要求做出悬挑较大且梁高较小的结构体系是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预应力混凝土空间悬吊结构体系，适用于多层混凝土悬挑结构，且底层悬挑梁截面限制要求高，上层悬挑梁截面限制要求低的情况，是一种悬挑较大且悬挑梁高较小的结构体系，灵活适应各种梁高限制要求。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种预应力混凝土空间悬吊结构体系，包括框架部和悬挑部，所述悬挑部一端与所述框架部连接，以框架部为支撑，另一端悬吊，所述悬挑部包括预应力悬挑梁、非预应力悬挑梁和预应力吊柱，每一所述非预应力悬挑梁通过一预应力吊柱对应吊挂于一预应力悬挑梁下方，所述预应力悬挑梁内设置有第一预应力索，该第一预应力索的锚固端位于框架部，张拉端位于预应力悬挑梁的悬挑端，所述预应力吊柱内设置有第二预应力索，该第二预应力索的锚固端位于预应力吊柱的柱顶，张拉端位于柱底。
7.进一步地，所述第一预应力索为曲线线型预应力索，各所述预应力悬挑梁内的第一预应力索的线型不同。
8.进一步地，所述第二预应力索为直线线型预应力索。
9.进一步地，所述直线线型预应力索位于预应力吊柱的柱截面中心处。
10.进一步地，所述预应力悬挑梁为变截面悬挑梁。
11.进一步地，所述非预应力悬挑梁为等截面悬挑梁。
12.进一步地，所述预应力悬挑梁、非预应力悬挑梁和预应力吊柱整浇形成一个整体。
13.进一步地，所述第一预应力索在张拉端分成以所在的预应力悬挑梁中心线对称的
两道索。
14.进一步地，所述框架部包括相互连接形成框架的框架柱、第一预应力框架梁和第二预应力框架梁，所述第一预应力框架梁与预应力悬挑梁垂直设置，所述第二预应力框架梁与预应力悬挑梁平行设置，所述第一预应力框架梁内设置有第三预应力索，所述第一预应力索在框架柱上形成锚固端。
15.进一步地，所述第三预应力索为开口朝上的抛物线线型预应力索。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
17.1、本实用新型通过设置包含预应力索的预应力悬挑梁和预应力吊柱，能够满足限制梁高的大跨度悬挑结构的构建需求。
18.2、本实用新型可以通过控制预应力吊柱内预应力索的张拉控制应力灵活分配上下悬挑梁的受力，从而灵活适应各种梁高限制要求。
19.3、预应力框架梁为预应力悬挑梁提供支座，可以为抽柱大空间悬挑体系提供解决方案。
20.4、预应力吊柱内也设置有预应力索，可以通过控制预应力吊柱内预应力索的张拉控制应力灵活分配上下悬挑梁的受力，从而灵活适应各种大跨度悬挑梁梁高限制要求，预应力吊柱可以起到第二道防线作用。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意剖面图；
22.图2为本实用新型实施例中的上层结构示意俯视图；
23.图3为本实用新型实施例中的下层结构示意俯视图；
24.图4为本实用新型的第一预应力框架梁结构示意剖面图；
25.图中：1.第一预应力悬挑梁，2.第二预应力悬挑梁，3.第三预应力悬挑梁，4.预应力吊柱，5.第一非预应力悬挑梁，6.第二非预应力悬挑梁，7.第三非预应力悬挑梁，8.第一预应力框架梁，9.曲线线型预应力索，10.第一框架柱，11.第二框架柱，12.第二预应力框架梁，13.直线线型预应力索，14.抛物线线型预应力索。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.本实施例提供一种预应力混凝土空间悬吊结构体系，包括框架部和悬挑部，悬挑部一端与框架部连接，以框架部为支撑，另一端悬吊，悬挑部包括预应力悬挑梁、非预应力悬挑梁和预应力吊柱，每一非预应力悬挑梁通过一预应力吊柱对应吊挂于一预应力悬挑梁下方，预应力悬挑梁内设置有第一预应力索，预应力悬挑梁端部提供一个向上的反拱力，该第一预应力索的锚固端位于框架部，张拉端位于预应力悬挑梁的悬挑端，预应力吊柱内设置有第二预应力索，为所述非预应力梁悬挑端提供向上的拉力，通过控制第二预应力索的张拉控制应力，可人为控制施加在上下悬挑梁端部的一对拉力大小，该第二预应力索的锚固端位于预应力吊柱的柱顶，张拉端位于柱底。上述结构通过设置包含预应力索的预应力悬挑梁和预应力吊柱，方便控制预应力索的张拉控制应力灵活分配上下悬挑梁的受力，从而灵活适应各种大跨度悬挑梁梁高限制要求，能够为大悬挑混凝土结构提供一种预应力混凝土空间受力结构体系，可用于大跨度混凝土悬挑结构体系，适用于建筑功能上有需要做混凝土外挑造型且外挑跨度较大，混凝土悬挑梁截面高度有限制的情况。
32.本实施例提供的预应力混凝土空间悬吊结构体系为一种两层结构体系，下一层悬挑梁截面限制要求高，上一层悬挑梁截面限制要求低，以该结构体系的可延续的一段单元结构为例说明本实用新型结构体系的具体设置方式。
33.如图1-图3所示，该单元结构的框架部包括第一框架柱10、第二框架柱11、第一预应力框架梁8和第二预应力框架梁12，第一框架柱10和第二框架柱11以前后排方式布置，第一框架柱10有两个，第二框架柱11有三个，垂直固定于地面上，第一预应力框架梁8跨接于两个第一框架柱10间，即第一预应力框架梁8跨中无框架柱支撑，第二预应力框架梁12跨接于相邻的第一框架柱10和第二框架柱11之间。相应的，该单元结构的悬挑部包括第一预应力悬挑梁1、第二预应力悬挑梁2、第三预应力悬挑梁3、第一非预应力悬挑梁5、第二非预应力悬挑梁6、第三非预应力悬挑梁7和预应力吊柱4，第一非预应力悬挑梁5、第二非预应力悬挑梁6、第三非预应力悬挑梁7分别通过一预应力吊柱4对应吊挂于的第一预应力悬挑梁1、第二预应力悬挑梁2、第三预应力悬挑梁3的端部，第二预应力悬挑梁2以第一预应力框架梁8为支座。上述预应力悬挑梁、非预应力悬挑梁、预应力吊柱、预应力框架梁、框架柱均为混凝土结构构件，预应力悬挑梁、非预应力悬挑梁和预应力吊柱这三种预应力混凝土构件整浇形成一个整体。
34.如图2所示，第一预应力悬挑梁1、第二预应力悬挑梁2、第三预应力悬挑梁3均为变截面悬挑梁，其内设置有不同线型的曲线线型预应力索9，对悬挑梁端部产生一个向上的反拱。具体地，第一预应力悬挑梁1和第三预应力悬挑梁3内的曲线线型预应力索9内延一跨至
第二预应力框架梁12，锚固端在第二框架柱11左侧，张拉端在第一预应力悬挑梁1和第三预应力悬挑梁3端部，在端部分成两道按梁中线对称的预应力索并锚固在预应力吊柱4两侧的边梁上。第二预应力悬挑梁2以第一预应力框架梁8为支座，通过曲线线型预应力索9对悬挑梁端部产生一个向上的反拱，第二预应力悬挑梁2中的曲线线型预应力索9锚固端在第二框架柱11左侧，张拉端在第二预应力悬挑梁2端部在端部分成两道按梁中线对称的预应力索并锚固在预应力吊柱4两侧的边梁上。第一非预应力悬挑梁5、第二非预应力悬挑梁6、第三非预应力悬挑梁7均为等截面悬挑梁且不设置预应力索。
35.如图4所示，第一预应力框架梁8通过设置开口朝上的抛物线线型预应力索14，产生反拱效应，为第二预应力悬挑梁2提供向上支撑力。
36.预应力吊柱4中设置有直线线型的直线线型预应力索13，位于预应力吊柱的柱截面中心处，锚固端在柱底，张拉端在柱顶。
37.上述结构体系使用时，预应力悬挑梁、第一预应力框架梁8内设置的预应力索应同时先张拉，之后再张拉预应力吊柱4中的预应力索，预应力索在不同构件中所用线型不同，在不同构件中张拉控制应力可以不同。
38.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。