專利名稱：勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型穹頂結(jié)構(gòu)，特別是一種建筑領(lǐng)域應(yīng)用的勁性支撐穹頂結(jié) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展使得人們對于大空間的需求也日益增長，這無疑推動著空間結(jié)構(gòu) 的發(fā)展，同時也對空間結(jié)構(gòu)提出更高的要求跨度更大、空間更通透、外形更多樣、施工更方 便快捷、并且更加安全經(jīng)濟(jì)。在這種需求的推動下產(chǎn)生了一大批預(yù)應(yīng)力大跨空間結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng) 力網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、張弦結(jié)構(gòu)、弦支穹頂、索穹頂?shù)鹊?。這些結(jié)構(gòu)形式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，下面簡單 列出這幾種結(jié)構(gòu)各自的主要不足點(diǎn)(1)預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在支座處會產(chǎn)生較大的水平推力，需要有一個強(qiáng)大的支撐結(jié) 構(gòu)才能保證安全，這樣會使支座很笨重，且浪費(fèi)材料。(2)張弦結(jié)構(gòu)雖然是一個自平衡體系，支座處沒有很大的水平推力，但是上弦的鋼 梁或鋼桁架受壓彎作用，沒有充分發(fā)揮材料強(qiáng)度，且節(jié)點(diǎn)較多通透性差。(3)弦支穹頂結(jié)構(gòu)上層只局限于單層網(wǎng)殼，它對荷載的非對稱布置很敏感，容易發(fā) 生失穩(wěn)。(4)索穹頂結(jié)構(gòu)雖然可以彌補(bǔ)上述幾種不足，但是它的定位施工過程較為復(fù)雜，在 張拉索時，索撐節(jié)點(diǎn)存在摩擦力，使撐桿偏離平衡位置，側(cè)向不穩(wěn)定。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于克服了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的上述缺限，提出了一種勁性支撐穹頂結(jié) 構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、跨度大、張拉過程簡單快捷，大大降低施工難度，桿件 規(guī)格統(tǒng)一、節(jié)點(diǎn)簡潔，適用范圍廣。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述穹頂結(jié)構(gòu)為上柔下剛索穹頂，包括上、 下兩部分，上層為空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，包括徑向拉索和斜向拉索，下層是環(huán)向拉桿、豎向撐桿和 斜拉桿組成的支撐結(jié)構(gòu)體系，這兩部分在周邊與最外環(huán)受壓剛性環(huán)梁連接形成應(yīng)力回路； 上層結(jié)構(gòu)各個桿件為柔性的拉索，而下層支承結(jié)構(gòu)體系所有桿件為剛性拉桿；其中，徑向拉 索之間或徑向拉索和斜向拉索構(gòu)成上層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接，豎向撐桿為剛性構(gòu)件承擔(dān)壓 力，豎向撐桿上端與上層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接，下端與下層支撐結(jié)構(gòu)體系環(huán)向拉桿以及下 層斜拉桿的節(jié)點(diǎn)連接。所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，上層徑向拉索6與豎向撐桿2的交角為銳角。所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，上層空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)為肋環(huán)形網(wǎng)格或利維型網(wǎng)格或凱威 特型網(wǎng)格。所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，上層空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的平面形狀為圓形或橢圓形或多邊 形。[0013]所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，穹頂?shù)纳蠈佑辛缽较蚶?，將穹頂?shù)确譃榱糠帧Ｋ龅膭判灾务讽斀Y(jié)構(gòu)，其特征在于豎向撐桿的上端與上層索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接，上 層徑向索穿過該節(jié)點(diǎn)與豎向撐桿形成滑動連接。豎向撐桿的長度是影響下層斜拉桿中豎向和水平方向分力大小的主要構(gòu)件，如果 其他條件一樣，撐桿越長則豎向分力越大，反之則水平分力越大，所以在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng) 根據(jù)邊界條件的要求和結(jié)構(gòu)實(shí)際所受的豎向荷載來計(jì)算確定撐桿的長度，并保證撐桿2與 上層徑向拉索6夾角為銳角，這樣受力比較合理。由于下層支承結(jié)構(gòu)全部由剛性拉桿組成，在組裝時便于定位所有的節(jié)點(diǎn)，并且增 大了結(jié)構(gòu)的剛度。下層的斜向拉桿和上層的斜向拉索使整個結(jié)構(gòu)空間受力，從而提高了體 系的整體穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，可以通過張拉上層徑向索來施加預(yù)應(yīng)力。上層 為形狀多樣的索網(wǎng)，屋面可以鋪設(shè)膜等柔性材料或者輕質(zhì)的剛性板材，整個結(jié)構(gòu)網(wǎng)格較少， 通透性好，可以滿足建筑師對造型及通透性的要求。本實(shí)用新型的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)具有構(gòu)造簡單，傳力明確合理，材料新穎，規(guī)格統(tǒng) 一，各向穩(wěn)定性高，施工過程方便快捷等特點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，縮短工期。

圖1本實(shí)用新型的立體軸側(cè)圖；圖2本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)立面圖；圖3本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)平面圖；圖4本實(shí)用新型的下層支承體系軸側(cè)圖；圖5本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖中1_剛性環(huán)梁；2-豎向撐桿；3-斜拉桿；4-環(huán)向拉桿；5-斜向拉索；6_徑向拉索。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-5具體說明本實(shí)用新型勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)。實(shí)施例1 如圖1-5所示，本實(shí)用新型包括剛性環(huán)梁1、豎向撐桿2、下層斜拉桿3、下層環(huán)向拉 桿4、上層斜拉索5、上層徑向拉索6。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分形式為凱威特型，其平面形狀為圓形或 多邊形。豎向撐桿2為剛性受壓構(gòu)件，豎向撐桿2上端與上層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接，下端與環(huán) 向拉桿4以及下層斜拉桿3的節(jié)點(diǎn)連接。在所有的豎向撐桿當(dāng)中，與上層六道徑向索相連 的豎向撐桿2的上端與上層索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接，上層徑向索6穿過該節(jié)點(diǎn)形成滑動連接，這樣在 施工張拉徑向索施加預(yù)應(yīng)力時，索力能夠有效地傳遞到張拉的遠(yuǎn)端。豎向撐桿2的長度應(yīng) 保證徑向拉索6與豎向撐桿2的交角為銳角(最好在60°左右)。實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，只是結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分形式為利維型，其平面形狀 為橢圓形。實(shí)施例3 [0031] 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，只是結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分形式為肋環(huán)型，其平面形狀 為圓形。
權(quán)利要求一種勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于所述穹頂結(jié)構(gòu)為上柔下剛索穹頂，包括上、下兩部分，上層為空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，包括徑向拉索(6)和斜向拉索(5)，下層是環(huán)向拉桿(4)、豎向撐桿(2)和斜拉桿(3)組成的支撐結(jié)構(gòu)體系，這兩部分在周邊與最外環(huán)受壓剛性環(huán)梁(1)連接形成應(yīng)力回路；上層結(jié)構(gòu)各個桿件為柔性的拉索，而下層支承結(jié)構(gòu)體系所有桿件為剛性拉桿；其中，徑向拉索(6)之間或徑向拉索(6)和斜向拉索(5)構(gòu)成上層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接，豎向撐桿(2)為剛性構(gòu)件承擔(dān)壓力，豎向撐桿(2)上端與上層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接，下端與下層支撐結(jié)構(gòu)體系環(huán)向拉桿(4)以及下層斜拉桿(3)的節(jié)點(diǎn)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于上層徑向拉索(6)與豎向 撐桿(2)的交角為銳角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于上層空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)為肋環(huán) 形網(wǎng)格或利維型網(wǎng)格或凱威特型網(wǎng)格。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于上層空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的平面 形狀為圓形或橢圓形或多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于穹頂?shù)纳蠈佑辛缽较蚶?索(6)，將穹頂?shù)确譃榱糠帧?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于豎向撐桿(2)的上端與上 層索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接，上層徑向索(6)穿過該節(jié)點(diǎn)與豎向撐桿(2)形成滑動連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)，為上柔下剛索穹頂，包括上、下兩部分，上層為空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，包括徑向拉索(6)和斜向拉索(5)，下層是環(huán)向拉桿(4)、豎向撐桿(2)和斜拉桿(3)組成的支撐結(jié)構(gòu)體系，這兩部分在周邊與最外環(huán)受壓剛性環(huán)梁(1)連接形成應(yīng)力回路；上層結(jié)構(gòu)各個桿件為柔性的拉索，而下層支承結(jié)構(gòu)體系所有桿件為剛性拉桿；豎向撐桿(2)上端與上層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接，下端與下層支撐結(jié)構(gòu)體系環(huán)向拉桿(4)以及下層斜拉桿(3)的節(jié)點(diǎn)連接。本實(shí)用新型的勁性支撐穹頂結(jié)構(gòu)承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、跨度大、張拉過程簡單快捷，大大降低施工難度，桿件規(guī)格統(tǒng)一、節(jié)點(diǎn)簡潔，適用范圍廣。
文檔編號E04B1/342GK201753477SQ20102022296
公開日2011年3月2日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者劉偉, 薛素鐸 申請人:北京工業(yè)大學(xué)