專(zhuān)利名稱(chēng)：折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種穹頂結(jié)構(gòu)，尤其是一種折疊穹頂結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]在過(guò)去的幾十年中，各國(guó)學(xué)者們提出了折疊結(jié)構(gòu)的概念，其中一些已經(jīng)宇航、建筑 結(jié)構(gòu)和軍事工程中得到應(yīng)用。目前，基于剪式單元的折疊穹頂結(jié)構(gòu)的研究最為系統(tǒng)，但其在 大跨結(jié)構(gòu)中使用較少，主要原因有(1)折疊穹頂結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般比較復(fù)雜，目前尚缺 乏構(gòu)造簡(jiǎn)單且實(shí)用、造價(jià)低廉的適合工程應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；(2)折疊穹頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)件除受 軸力外，還受一定彎矩，受力性能不佳，造價(jià)較高；(3)折疊穹頂結(jié)構(gòu)的剛度很差，位移較難 滿足使用要求。為此，提出新型折疊結(jié)構(gòu)，使之能夠應(yīng)用于大跨度體系顯得十分必要。[0003]索桿結(jié)構(gòu)體系由高強(qiáng)度索和壓桿組成，其質(zhì)量較小，收納率較大，且索桿連接的節(jié) 點(diǎn)相對(duì)簡(jiǎn)單。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了克服現(xiàn)有折疊穹頂結(jié)構(gòu)技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，剛性 較高的折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)。[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案[0006]一種折疊穹頂結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部索桿體系以及環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)拉 索與內(nèi)部索桿體系連接，所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)由至少4個(gè)壓桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)件首尾相連構(gòu)成， 壓桿節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸相連。[0007]所述折疊穹頂結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)部索桿體系包括中心豎向壓桿、脊索、環(huán)索、撐桿、徑 向索，中心豎向壓桿的上端與脊索的一端相連，脊索的另一端與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)件 鉸接，脊索是向下弧形輻射狀，由多段拉索相連構(gòu)成，撐桿的上端與脊索的轉(zhuǎn)折點(diǎn)鉸接，撐 桿的下端與徑向索的一端和環(huán)索鉸接，最外圈徑向索與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)件鉸接，環(huán)索 沿環(huán)向閉合布置。[0008]所述折疊穹頂結(jié)構(gòu)，所述壓桿和節(jié)點(diǎn)件的數(shù)量為不小于3且不大于720。[0009]所述折疊穹頂結(jié)構(gòu)，所述的脊索、環(huán)索、徑向索為預(yù)應(yīng)力拉索為預(yù)應(yīng)力拉索。[0010]所述折疊穹頂結(jié)構(gòu)，所述的中心豎向壓桿和撐桿為金屬桿棒或者金屬管。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型由內(nèi)部索桿體系和外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)構(gòu) 成，環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)著內(nèi)部索桿體系的折疊展開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的折疊展開(kāi)， 其運(yùn)動(dòng)機(jī)理簡(jiǎn)單、構(gòu)造合理；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的外荷載主要由內(nèi)部索桿體系承擔(dān)，其自重 輕，而且采用高強(qiáng)度拉索，結(jié)構(gòu)的剛度主要由預(yù)應(yīng)力提供，其受力性能十分優(yōu)越；另外，本結(jié) 構(gòu)的構(gòu)件數(shù)量遠(yuǎn)小于一般的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，因此給人一種簡(jiǎn)潔明快的效果，克服了常用折疊結(jié) 構(gòu)感觀上桿件繁多凌亂的缺點(diǎn)；而且其設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)單，特別適合于具有大跨度要求的折 疊穹頂結(jié)構(gòu)。


[0012]圖1是本實(shí)用新型折疊穹頂結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2是環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖。[0014]圖中1，中心豎向壓桿；2，脊索；3，環(huán)索；4，撐桿；5，徑向索；6，環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)；7， 壓桿；8，節(jié)點(diǎn)件。
具體實(shí)施方式
[0015]一種折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括內(nèi)部索桿體系以及環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6，[0016]所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6是由η個(gè)壓桿7通過(guò)η個(gè)節(jié)點(diǎn)件8首尾相連組成的正η邊形連桿機(jī)構(gòu)，壓桿7和節(jié)點(diǎn)件8通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸相連，其從折疊狀態(tài)至完全展開(kāi)狀態(tài)如圖2所示，η不小于4且不大于720。[0017]所述的內(nèi)部索桿體系，由中心豎向壓桿1、脊索2、環(huán)索3、撐桿4、徑向索5組成，中心豎向壓桿I的上端與η條脊索2的一端相連,脊索2的另一端與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6中的節(jié)點(diǎn)件8鉸接，脊索2是向下弧形輻射狀，由多段拉索相連構(gòu)成，撐桿4的上端與脊索2的轉(zhuǎn)折點(diǎn)鉸接，撐桿4的下端與徑向索5的一端和環(huán)索3鉸接,最外圈徑向索與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6 的節(jié)點(diǎn)件8鉸接，環(huán)索3沿環(huán)向閉合布置。[0018]所述的中心豎向壓桿I標(biāo)高最高，撐桿4頂部標(biāo)高環(huán)向相同，徑向由內(nèi)向外遞減， 所述的脊索2、環(huán)索3、徑向索為預(yù)應(yīng)力拉索，所述的中心豎向壓桿I和撐桿4可以是金屬桿棒或者金屬管，所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6的壓桿7為金屬管。[0019]折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)折疊機(jī)理為由環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6的折疊，帶動(dòng)鉸接于節(jié)點(diǎn)件8上的脊索2和徑 向索5節(jié)點(diǎn)的向內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)，使內(nèi)部索桿體系的預(yù)應(yīng)力移除，也即內(nèi)部索桿結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)，隨著環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)6的不斷折疊，內(nèi)部索桿體系不斷向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而完成整個(gè)結(jié)構(gòu)的折疊。
權(quán)利要求1.一種折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于包括內(nèi)部索桿體系以及環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)拉索與內(nèi)部索桿體系連接，所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)由至少4個(gè)壓桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)件首尾相連構(gòu)成，壓桿節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸相連。
2.如權(quán)利要求1所述折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述內(nèi)部索桿體系包括中心豎向壓桿、脊索、環(huán)索、撐桿、徑向索，中心豎向壓桿的上端與脊索的一端相連，脊索的另一端與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)件鉸接，脊索是向下弧形輻射狀，由多段拉索相連構(gòu)成，撐桿的上端與脊索的轉(zhuǎn)折點(diǎn)鉸接，撐桿的下端與徑向索的一端和環(huán)索鉸接，最外圈徑向索與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)件鉸接，環(huán)索沿環(huán)向閉合布置。
3.如權(quán)利要求1或2所述折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述壓桿和節(jié)點(diǎn)件的數(shù)量為不小于3且不大于720。
4.如權(quán)利要求2所述折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的環(huán)索、徑向索為預(yù)應(yīng)力拉索。
5.如權(quán)利要求2所述折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的中心豎向壓桿和撐桿為金屬桿棒或者金屬管。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種折疊索桿穹頂結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部索桿體系以及環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)拉索與內(nèi)部索桿體系連接，所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)由至少4個(gè)壓桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)件首尾相連構(gòu)成，壓桿節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸相連。環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)著內(nèi)部索桿體系的折疊展開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)的折疊展開(kāi)，其運(yùn)動(dòng)機(jī)理簡(jiǎn)單、構(gòu)造合理；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的外荷載主要由內(nèi)部索桿體系承擔(dān)，其自重輕；本結(jié)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)量遠(yuǎn)小于一般的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，因此給人一種簡(jiǎn)潔明快的效果，克服了常用折疊結(jié)構(gòu)感觀上桿件繁多凌亂的缺點(diǎn)；而且其設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)單，特別適合于具有大跨度要求的折疊穹頂結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E04B1/32GK202850202SQ201220085530
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者蔡建國(guó), 馮健 申請(qǐng)人:東南大學(xué)