本發(fā)明涉及建筑鋼結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體提升的拉索輔助支撐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的進(jìn)步和人們對(duì)建筑美學(xué)要求的提升，建筑師們開始尋求更加獨(dú)特、更具表現(xiàn)力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以其簡(jiǎn)潔的線條、流暢的曲面和高效的受力性能，在眾多大型體育場(chǎng)館、會(huì)議中心、展覽中心等公共建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)跨度大，在整體提升施工過程中，其剛度較小、厚度較薄，尤其是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，往往需要設(shè)置多個(gè)提升吊點(diǎn)以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，導(dǎo)致施工同步性控制的復(fù)雜性和難度提高、設(shè)備與人工投入增加，還可能因?yàn)榈觞c(diǎn)分布不均導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；而且不同網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的規(guī)格尺寸和重量并不相同，常規(guī)的提升方式難以做到針對(duì)不同網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行相適宜的提升。

2、因此，如何能夠開發(fā)一種能有效減少提升吊點(diǎn)數(shù)量，同時(shí)確保不同網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在提升階段能保持穩(wěn)定的提升輔助結(jié)構(gòu)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是一個(gè)亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體提升的拉索輔助支撐系統(tǒng)，本發(fā)明通過柔性拉索和可調(diào)節(jié)支撐桿的配合，大大提高曲面網(wǎng)殼桿件的剛度；可調(diào)節(jié)支撐桿對(duì)曲面網(wǎng)殼桿件提供彈性支撐，能夠有效改善曲面網(wǎng)殼桿件的受力性能；本發(fā)明能夠針對(duì)不同規(guī)格的曲面網(wǎng)殼桿件進(jìn)行相適宜的提升，主要通過提升形變算法給出相適宜的控制信息，使得可調(diào)節(jié)支撐桿推動(dòng)柔性拉索，使得曲面網(wǎng)殼桿件形變處于可控合理范圍內(nèi)，進(jìn)而有效保障提升施工的安全性，推廣價(jià)值大。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體提升的拉索輔助支撐系統(tǒng)，用于提升預(yù)制的曲面網(wǎng)殼桿件，包括柔性拉索和可調(diào)節(jié)支撐桿，所述曲面網(wǎng)殼桿件是預(yù)先拼接連接的對(duì)稱的圓弧桿狀結(jié)構(gòu)，所述曲面網(wǎng)殼桿件上對(duì)稱設(shè)有兩組耳板連接件，所述柔性拉索的兩端分別與兩組耳板連接件綁扎固定連接，所述曲面網(wǎng)殼桿件豎向正對(duì)耳板連接件的上側(cè)設(shè)有提升吊點(diǎn)，提升繩的下端與提升吊點(diǎn)相連接，所述可調(diào)節(jié)支撐桿的一端通過連接組件與曲面網(wǎng)殼桿件的正中間固定連接，所述可調(diào)節(jié)支撐桿的另一端抵住柔性拉索的正中間，所述可調(diào)節(jié)支撐桿通過撐緊柔性拉索控制曲面網(wǎng)殼桿件的形變。

4、可以看出，上述技術(shù)方案中，本發(fā)明能夠有效減少提升吊點(diǎn)數(shù)量，通過在提升吊點(diǎn)處合理設(shè)置柔性拉索，提供額外的支撐和約束，減少對(duì)提升吊點(diǎn)的依賴，本發(fā)明的柔性拉索可以有效地分散和調(diào)節(jié)提升結(jié)構(gòu)上部荷載，從而減少每個(gè)吊點(diǎn)的受力，進(jìn)而減少吊點(diǎn)的數(shù)量；本發(fā)明能夠有效增強(qiáng)提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，通過柔性拉索和可調(diào)節(jié)支撐桿的配合，大大提高曲面網(wǎng)殼桿件的剛度；柔性拉索中施加預(yù)應(yīng)力，使曲面網(wǎng)殼桿件產(chǎn)生反撓度，從而減少提升過程曲面網(wǎng)殼桿件在荷載作用下的最終變形，可調(diào)節(jié)支撐桿對(duì)曲面網(wǎng)殼桿件提供彈性支撐，能夠有效改善曲面網(wǎng)殼桿件的受力性能；本發(fā)明能夠有效優(yōu)化提升施工效率，通過減少提升點(diǎn)的數(shù)量，減少設(shè)備成本，減少施工準(zhǔn)備和操作的時(shí)間，提高施工效率，便于同步性控制。

5、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，還包括智能控制模塊，所述智能控制模塊與可調(diào)節(jié)支撐桿信號(hào)連接，所述智能控制模塊內(nèi)嵌提升形變算法，所述智能控制模塊根據(jù)提升形變算法輸出可調(diào)節(jié)支撐桿的調(diào)節(jié)信息，使得曲面網(wǎng)殼桿件形變處于可控合理范圍內(nèi)。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述控制模塊內(nèi)嵌的提升形變算法，具體包括如下步驟：

7、步驟1、首先通過有限元分析計(jì)算出曲面網(wǎng)殼桿件的自重荷載下的提升吊點(diǎn)處的提升拉力f拉；

8、步驟2、取隔離體進(jìn)行力學(xué)分析，以耳板連接件的中心r為旋轉(zhuǎn)中心取矩，根據(jù)力矩平衡條件得到：

9、g×l1＝n2×l2；

10、計(jì)算獲得曲面網(wǎng)殼桿件的軸力水平分量：

11、

12、其中g(shù)為曲面網(wǎng)殼桿件的自重；

13、n2為曲面網(wǎng)殼桿件正中間的軸力水平分量；

14、l1為耳板連接件的旋轉(zhuǎn)中心與曲面網(wǎng)殼桿件正中間的水平距離；

15、l2為耳板連接件的旋轉(zhuǎn)中心與曲面網(wǎng)殼桿件正中間的豎向距離；

16、步驟3、再由軸力水平分量n2、拉索內(nèi)力值f、自重重力g、提升拉力f拉受力平衡,得到方程組：

17、

18、解步驟3的方程組獲得柔性拉索的內(nèi)力值f及柔性拉索與水平線的角度值θ；

19、步驟4、計(jì)算獲得柔性拉索的伸長(zhǎng)量：

20、δl＝fl/ea；

21、其中e為柔性拉索的彈性模量；

22、a為柔性拉索的截面面積；

23、l為柔性拉索的長(zhǎng)度；

24、步驟5、計(jì)算可調(diào)節(jié)支撐桿的伸縮量w：

25、

26、其中d為柔性拉索的兩端耳板連接件之間的水平距離；

27、l0為柔性拉索初始長(zhǎng)度的二分之一。

28、可以看出，上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的輔助支撐系統(tǒng)能夠針對(duì)不同規(guī)格的曲面網(wǎng)殼桿件進(jìn)行相適宜的提升，主要通過提升形變算法給出相適宜的控制信息，使得可調(diào)節(jié)支撐桿推動(dòng)柔性拉索，使得曲面網(wǎng)殼桿件形變處于可控合理范圍內(nèi)，進(jìn)而有效保障提升施工的安全性。

29、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述可調(diào)節(jié)支撐桿是電動(dòng)伸縮桿或液壓伸縮桿。

30、可以看出，上述技術(shù)方案中，電動(dòng)伸縮桿或液壓伸縮桿能夠根據(jù)提升形變算法輸出的控制信號(hào)精準(zhǔn)控制，保障調(diào)控精度。

31、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述連接組件包括可拆卸連接的上箍環(huán)和下箍環(huán)，所述上箍環(huán)和下箍環(huán)配合鎖定在曲面網(wǎng)殼桿件的正中間，所述上箍環(huán)的下側(cè)中部固定連接有用于鎖定可調(diào)節(jié)支撐桿端部的固定耳板。

32、可以看出，上述技術(shù)方案中，可拆卸連接的上箍環(huán)和下箍環(huán)通過多組螺栓與曲面網(wǎng)殼桿件的正中間固定連接，組裝簡(jiǎn)單快捷。

33、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述曲面網(wǎng)殼桿件包括多組串聯(lián)固定連接的連桿，所述連桿的橫截面是圓形或方形。

34、根據(jù)上述技術(shù)方案，優(yōu)選地，所述上箍環(huán)和下箍環(huán)與連桿的外圓周相適配，所述上箍環(huán)和下箍環(huán)與連桿的外圓周緊密貼合。

35、本發(fā)明的有益效果是：

36、(1)本發(fā)明的輔助支撐系統(tǒng)能夠有效減少提升吊點(diǎn)數(shù)量，本發(fā)明通過在提升吊點(diǎn)處合理設(shè)置柔性拉索，提供額外的支撐和約束，減少對(duì)提升吊點(diǎn)的依賴，本發(fā)明的柔性拉索可以有效地分散和調(diào)節(jié)提升結(jié)構(gòu)上部荷載，從而減少每個(gè)吊點(diǎn)的受力，進(jìn)而減少吊點(diǎn)的數(shù)量；

37、(2)本發(fā)明的輔助支撐系統(tǒng)能夠有效增強(qiáng)提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，本發(fā)明通過柔性拉索和可調(diào)節(jié)支撐桿的配合，大大提高曲面網(wǎng)殼桿件的剛度；柔性拉索中施加預(yù)應(yīng)力，使曲面網(wǎng)殼桿件產(chǎn)生反撓度，從而減少提升過程曲面網(wǎng)殼桿件在荷載作用下的最終變形，可調(diào)節(jié)支撐桿對(duì)曲面網(wǎng)殼桿件提供彈性支撐，能夠有效改善曲面網(wǎng)殼桿件的受力性能；

38、(3)本發(fā)明的輔助支撐系統(tǒng)能夠有效優(yōu)化提升施工效率，通過減少提升點(diǎn)的數(shù)量，減少設(shè)備成本，減少施工準(zhǔn)備和操作的時(shí)間，提高施工效率，便于同步性控制；

39、(4)本發(fā)明的輔助支撐系統(tǒng)能夠針對(duì)不同規(guī)格的曲面網(wǎng)殼桿件進(jìn)行相適宜的提升，主要通過提升形變算法給出相適宜的控制信息，使得可調(diào)節(jié)支撐桿推動(dòng)柔性拉索，使得曲面網(wǎng)殼桿件形變處于可控合理范圍內(nèi)，進(jìn)而有效保障提升施工的安全性。