本發(fā)明涉及一種平面徑向開合屋蓋結構，尤其是一種具有徑環(huán)向鏈形剪式機構的平面開合屋蓋結構。

背景技術：

開合屋蓋結構是近半個多世紀發(fā)展起來的一種新型結構，能夠根據(jù)大氣的變化和建筑的使用需求部分或全部開啟和關閉屋蓋。開合屋蓋結構的主要特征是具有兩種穩(wěn)定的構型：完全閉合狀態(tài)和完全展開工作狀態(tài)。屋蓋正常使用階段需要運動并且具備多個不同受力狀態(tài)，與常規(guī)建筑結構相比，設計和施工更加復雜。

可展剪式鉸結構是一種基于剪式鉸單元的空間結構，能夠設計出豐富多彩的幾何外形。這種結構完全折疊后成為緊密的捆狀，充分展開固定后達到初始工作狀態(tài)，能夠覆蓋較大的空間。同時整個結構可以在工廠成批生產(chǎn)，制作完成后折疊成捆狀運輸?shù)焦さ卣归_使用；此外，這類結構極其便于拆遷。利用此特點，這種結構可以廣泛應用于軍事建筑、體育場以及大劇院等大跨度空間結構中。

開合屋蓋是現(xiàn)代體育建筑的一個主要發(fā)展趨勢，它越來越受到人們的青睞。我國在最近十幾年興起了建筑開合結構的熱潮，小規(guī)模的開合式屋頂建筑已經(jīng)有數(shù)十座。但國內外現(xiàn)已建成的開合屋蓋建筑結構形式和開合機理較為簡單，而且開合屋蓋的研究滯后于工程實踐狀態(tài)。如何將可展剪式鉸結構和開合屋蓋結合起來更是急需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了建造出便于開合的環(huán)形屋蓋，并要求該開合屋蓋不僅能滿足建筑對屋蓋開合的各項功能要求，還具有設計和施工方便等優(yōu)點，能夠較好的滿足中小跨度建筑對屋蓋開合功能的要求。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種平面開合屋蓋結構，其特征在于，由兩個以上的環(huán)向鏈形剪式機構和兩個以上的徑向鏈形剪式機構組成，所述環(huán)向鏈形剪式機構同心布置，所述徑向鏈形剪式機構沿所述環(huán)向鏈形剪式機構形成的圓環(huán)的徑向布置；所述環(huán)向鏈形剪式機構由多個環(huán)向對稱剪式鉸單元頭尾相連成環(huán)形，所述環(huán)向對稱剪式鉸單元的折疊方向垂直所述圓環(huán)所在平面，每個環(huán)向對稱剪式鉸單元由兩個長度相等的第一連桿在第一連桿的中部鉸接而成，相鄰兩環(huán)向對稱剪式鉸單元的第一連桿之間在第一連桿的端部鉸接；所述徑向鏈形剪式機構由多個徑向對稱剪式鉸單元頭尾相連成線形，每個徑向對稱剪式鉸單元由兩個長度相等的第二連桿在第二連桿的中部鉸接而成，相鄰兩徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿之間在第二連桿的端部鉸接；所述徑向鏈形剪式機構與所述環(huán)向鏈形剪式機構通過所述徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿端部與所述環(huán)向對稱剪式鉸單元的第一連桿端部鉸接實現(xiàn)連接，并且徑向鏈形剪式機構伸出最外圈環(huán)向鏈形剪式機構的端部，并固定于只具有豎向轉動自由度的鉸支座。

所述徑向鏈形剪式機構在所述圓環(huán)上均勻布置，所述環(huán)向鏈形剪式機構在圓環(huán)的徑向上等距布置。

所述環(huán)向鏈形剪式機構的個數(shù)為3～10個，所述徑向鏈形剪式機構的個數(shù)為10～40個。

所述第一連桿為直桿。

所述第一連桿為平面直桿。

所述第二連桿為直桿。

所述第二連桿為平面直桿。

有益效果：本發(fā)明由徑環(huán)向鏈形剪式機構同步伸縮實現(xiàn)平面徑向開合屋蓋結構的開合功能，從而使得平面徑向開合屋蓋結構伸縮自由，伸縮率大，而且其構造合理、設計和施工簡單，剪式鉸單元的折疊方向為豎直面，使開合屋蓋結構具有較大的豎向剛度，特別適合中小跨度的建筑。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進一步詳細說明：

圖1是本發(fā)明平面徑向開合屋蓋結構示意圖。

圖2是平面徑向開合屋蓋結構環(huán)向鏈形剪式機構示意圖。

圖3是平面徑向開合屋蓋結構徑向鏈形剪式機構示意圖

圖4是平面徑向開合屋蓋結構的徑環(huán)向鏈形剪式機構鉸接示意圖。

圖5是組成徑環(huán)向鏈形剪式機構的對稱剪式鉸單元示意圖。

具體實施方式

下面參照說明書附圖，對本發(fā)明作出更為詳細的說明：

如圖1所示，一種平面徑向開合屋蓋結構1。平面徑向開合屋蓋結構1是由3個環(huán)向鏈形剪式機構2和16個徑向鏈形剪式機構4組成。其中，環(huán)向鏈形剪式機構2由48個環(huán)向對稱剪式鉸單元3組成，環(huán)向鏈形剪式機構2沿徑向均勻間隔布置；徑向鏈形剪式機構4由14個徑向對稱剪式鉸單元5組成，徑向鏈形剪式機構4沿環(huán)向均勻間隔布置。并且徑向鏈形剪式機構4伸出最外圈環(huán)向鏈形剪式機構一定的長度，并固定于只具有豎向轉動自由度的鉸支座7。

如圖2所示，環(huán)向鏈形剪式機構由48個環(huán)向對稱剪式鉸單元頭尾連接成環(huán)，相鄰兩環(huán)向對稱剪式鉸單元之間在第一連桿的端部鉸接；

如圖3所示，徑向鏈形剪式機構由14個徑向對稱剪式鉸單元連接而成，相鄰兩徑向對稱剪式鉸單元之間在第二連桿的端部鉸接；

如圖4所示，徑環(huán)向鏈形剪式機構的連接節(jié)點構成如下：環(huán)向鏈形機構2和徑向鏈形機構4通過剪式鉸單元連桿端部鉸節(jié)點6連接。由此，通過該鉸節(jié)點的作用，實現(xiàn)平面徑向開合屋蓋結構開合過程中徑向鏈形剪式機構和環(huán)向鏈形剪式機構的同步伸縮。

如圖5所示的組成徑環(huán)向鏈形剪式機構的對稱剪式鉸單元是目前應用最為廣泛的平行剪式鉸單元。對稱剪式鉸單元的連桿長度相等，且通過連桿中間的一個銷接節(jié)點相連，連桿僅能繞垂直與該對連桿所在平面的軸線作相對轉動，而其它自由度完全受到了限制；同時對稱剪式鉸單元間的連接是通過連桿端部鉸節(jié)點鉸接實現(xiàn)。該單元在運動過程中其端部鉸節(jié)點的連線保持平行。