索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]懸索結(jié)構(gòu)是一種歷史悠久的結(jié)構(gòu)形式，在古代已存在懸索橋。懸索結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用從20世紀(jì)初便開始，且50年代以后發(fā)展很快。1953年建成的美國雷里體育館屋蓋采用了以兩個斜放拋物線拱為邊緣構(gòu)件的馬鞍形正交索網(wǎng)，受力明確，充分發(fā)揮了拉索的材料強(qiáng)度，被認(rèn)為是世界上第一座優(yōu)秀的現(xiàn)代大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。隨后懸索結(jié)構(gòu)被應(yīng)用在體育館、機(jī)場等建筑中，有影響的工程包括1958年的美國耶魯大學(xué)冰球館、1962年的華盛頓杜勒斯機(jī)場候機(jī)樓、1964年的日本代代木體育館、1983年建成的加拿大卡爾加里體育館。2011年建成的倫敦奧運(yùn)會自行車館采用了馬鞍形兩向正交的索網(wǎng)，單位面積重量僅為30kg/m2，非常輕盈的實現(xiàn)了大跨度跨越，充分體現(xiàn)了懸索體系的高效。
[0003]但懸索結(jié)構(gòu)也存在其不足，首先懸索結(jié)構(gòu)需要強(qiáng)大的邊界來抵抗索的拉力，另外懸索結(jié)構(gòu)不便于吊掛其他臨時荷載，不利于建筑的多功能使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種在保持高受力效率的同時，可以克服懸索結(jié)構(gòu)不足的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括剛性網(wǎng)殼、拉索組成、單向布置的拉索組件以及邊界環(huán)梁，所述剛性網(wǎng)殼為雙向布置的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述剛性網(wǎng)殼的邊緣部與邊界環(huán)梁固定連接，所述拉索組成緊貼于剛性網(wǎng)殼，所述拉索組件中的拉索分別沿剛性網(wǎng)殼的各桿件方向布置并通過低摩阻拉索節(jié)點與剛性網(wǎng)殼連接，所述單向布置的拉索組件設(shè)置在剛性網(wǎng)殼上方并與剛性網(wǎng)殼相連，所有拉索兩端均與邊界環(huán)梁鉸接固定連接。
[0006]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其所述單向布置的拉索組件包括下凹形拉索以及豎向拉索，所述下凹形拉索沿剛性網(wǎng)殼的一個桿件方向單向布置，并通過豎向拉索與其下方的剛性網(wǎng)殼連接，所述下凹形拉索兩端鉸接錨固于邊界環(huán)梁，所述單向布置的拉索組件的多道下凹形拉索形成馬鞍面。
[0007]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其所述拉索組成為布置在剛性網(wǎng)殼上、下方的上、下層拉索組件，所述上層拉索組件由若干上層拉索組成且每個上層拉索沿剛性網(wǎng)殼桿件的一個方向平行布置，所述下層拉索組件由若干下層拉索組成且每個下層拉索沿剛性網(wǎng)殼桿件的另一個方向平行布置，所述上層拉索和下層拉索的兩端鉸接錨固于邊界環(huán)梁，所述上、下層拉索組件中的上層拉索和下層拉索通過分離式雙向低摩阻拉索節(jié)點與剛性網(wǎng)殼連接。
[0008]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其所述分離式雙向低摩阻拉索節(jié)點由設(shè)置在剛性網(wǎng)殼上、下方的分離式低摩阻拉索節(jié)點組成，所述分離式低摩阻拉索節(jié)點包括至少一個滑輪以及耳板，所述滑輪通過銷軸可轉(zhuǎn)動地連接在設(shè)置于其兩側(cè)的耳板上，所述耳板分別固定連接在剛性網(wǎng)殼的上、下方，所述位于剛性網(wǎng)殼上、下方的上層拉索和下層拉索分別緊貼在對應(yīng)的滑輪下方。
[0009]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其在對應(yīng)耳板的邊緣處固定連接有蓋板，所述滑輪置于對應(yīng)耳板與蓋板形成的腔體內(nèi)，在所述蓋板兩側(cè)設(shè)置有通孔，所述位于剛性網(wǎng)殼上、下方的上層拉索和下層拉索分別穿過對應(yīng)的通孔。
[0010]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其多個滑輪通過對應(yīng)的銷軸分別與耳板轉(zhuǎn)動連接，所述多個滑輪沿對應(yīng)的上層拉索或下層拉索的軸向布置。
[0011]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其所述拉索組成由同時布置在剛性網(wǎng)殼下方的兩個方向的拉索組成，所述兩個方向的拉索通過一體式雙向低摩阻拉索節(jié)點與剛性網(wǎng)殼連接，所述一體式雙向低摩阻拉索節(jié)點包括沿剛性網(wǎng)殼一個方向的剛性桿布置的A方向耳板和至少一個A方向滑輪以及沿剛性網(wǎng)殼另一個方向的剛性桿布置的B方向耳板和至少一個B方向滑輪，所述A方向滑輪通過A方向銷軸可轉(zhuǎn)動地連接在設(shè)置于其兩側(cè)的A方向耳板上，所述B方向滑輪通過B方向銷軸可轉(zhuǎn)動地連接在設(shè)置于其兩側(cè)的B方向耳板上，所述A方向耳板和B方向耳板同時固定連接在剛性網(wǎng)殼的下方，所述兩個方向的拉索分別緊貼在對應(yīng)的A方向滑輪或B方向滑輪下方。
[0012]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其所述B方向耳板置于A方向耳板下方，在所述B方向耳板上設(shè)置有與A方向耳板位置對應(yīng)的槽孔，所述A方向耳板由槽孔穿過。
[0013]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其在所述A方向耳板和B方向耳板的邊緣處分別固定連接有A方向蓋板和B方向蓋板，所述A方向滑輪置于A方向耳板和A方向蓋板形成的腔體內(nèi)，所述B方向滑輪置于B方向耳板和B方向蓋板形成的腔體內(nèi)，在所述A方向蓋板和B方向蓋板兩側(cè)分別設(shè)置有A方向通孔和B方向通孔，所述兩個方向的拉索分別穿過對應(yīng)的A方向通孔或B方向通孔。
[0014]本發(fā)明所述的索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其多個A方向滑輪和多個B方向滑輪通過對應(yīng)的A方向銷軸和B方向銷軸分別與A方向耳板和B方向耳板轉(zhuǎn)動連接，所述多個A方向滑輪和多個B方向滑輪分別沿對應(yīng)拉索的軸向布置。
[0015]本發(fā)明將單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與懸索結(jié)構(gòu)組合在一起構(gòu)成索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，通過對上、下拉索組件以及單向布置的拉索組件施加預(yù)應(yīng)力，可使剛性網(wǎng)殼受壓，對邊界環(huán)梁產(chǎn)生推力，此推力與拉索對邊界環(huán)梁的拉力可大部分相抵消，從而大大減小了邊界環(huán)梁的受力，在承受荷載的時候，拉索與單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，共同承擔(dān)外部作用。
[0016]本發(fā)明與傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)體系相比，如網(wǎng)架、桁架等，索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了拉索的高強(qiáng)特性，節(jié)約了材料用量，可實現(xiàn)大跨度的跨越，且視覺效果通透美觀；與單純的懸索結(jié)構(gòu)相比，索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)減少了邊界環(huán)梁的受力，降低了邊界環(huán)梁設(shè)計的難度與造價，且有利于吊掛臨時載荷，便于建筑的多功能使用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明中剛性網(wǎng)殼及邊界環(huán)梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明中上、下層拉索組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中單向布置的拉索組件與剛性網(wǎng)殼連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明中單向布置的拉索組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明實施例1的使用狀態(tài)示意圖。
[0022]圖6是圖5的主視圖。
[0023]圖7是圖5的側(cè)視圖。
[0024]圖8是本發(fā)明實施例1中分離式雙向低摩阻拉索節(jié)點的分解示意圖。
[0025]圖9和圖10是本發(fā)明實施例1中拉索與滑輪的配合關(guān)系圖。
[0026]圖11是本發(fā)明實施例2的使用狀態(tài)示意圖。
[0027]圖12是圖11的主視圖。
[0028]圖13是圖11的側(cè)視圖。
[0029]圖14是本發(fā)明實施例2中一體式雙向低摩阻拉索節(jié)點的分解示意圖。
[0030]圖15和圖16是本發(fā)明實施例2中拉索與滑輪的配合關(guān)系圖。
[0031]圖中標(biāo)記:1為剛性網(wǎng)殼，2為邊界環(huán)梁，3a為上層拉索，3b為下層拉索，4為分離式低摩阻拉索節(jié)點，4a為滑輪，4b為耳板，4c為銷軸，4d為蓋板，4e為通孔，5為下凹形拉索，6為豎向拉索，7為拉索，8a為A方向耳板，8b為A方向滑輪，8c為A方向銷軸，8d為A方向蓋板，8e為A方向通孔，9a為A方向耳板，9b為A方向滑輪，9c為A方向銷軸，9d為A方向蓋板，9e為A方向通孔，9f為槽孔，10為一體式雙向低摩阻拉索節(jié)點。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。
[0034]實施例1:如圖1-10所示，索托掛單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，包括剛性網(wǎng)殼1、布置在剛性網(wǎng)殼I上、下方的上、下層拉索組件、單向布置的拉索組件以及邊界環(huán)梁2，所述剛性網(wǎng)殼I為雙向正交布置的下凹形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述剛性網(wǎng)殼I的邊緣部與邊界環(huán)梁2固定連接，所述上、下層拉索組件緊貼于剛性網(wǎng)殼I，所述上層拉索組件由若干上層拉索3a組成且每個上層拉索3a沿剛性網(wǎng)殼I桿件的一個方向平行布置，所述下層拉索組件由若干下層拉索3b組成且每個下層拉索3b沿剛性網(wǎng)殼I桿件的另一個方向平行布置，所述上層拉索3a和下層拉索3b的兩端鉸接錨固于邊界環(huán)梁2，所述上、下層拉索組件中的上層拉索3a和下層拉索3b通過分離式雙向低摩阻拉索節(jié)點與剛性網(wǎng)殼I連接。
[0035]如圖3和4所示，所述單向布置的拉索組件設(shè)置在剛性網(wǎng)殼I上方并與剛性網(wǎng)殼I相連，所述單向布置的拉索組件包括下凹形拉索5以及豎向拉索6，所述下凹形拉索5沿剛性網(wǎng)殼I的一個桿件方向單向布置，并通過豎向拉索6與其下方的剛性網(wǎng)殼I連接，所述下凹形拉索5兩端鉸接錨固于邊界環(huán)梁2，多道下凹形拉索5形成馬鞍面，可解決建筑排水冋題。
[0036]通過對上、下拉索組件以及單向布置的拉索組件施加預(yù)應(yīng)力，可使剛性網(wǎng)殼受壓，對邊界環(huán)梁產(chǎn)生推力，此推力與拉索對邊界環(huán)梁的拉力可大部分相抵消，從而大大減小了邊界環(huán)梁的受力，在承受荷載的時候，拉索與單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，共同承擔(dān)外部作用。
[0037]如圖8所示，所述分離式雙向低摩阻拉索節(jié)點由設(shè)置在剛性網(wǎng)殼I上、下方的分離式低摩阻拉索節(jié)點4組成，所述分離式低摩阻拉索節(jié)點4包括滑輪4a以及耳板4b，所述滑輪4a通過銷軸4c可轉(zhuǎn)動地連接在設(shè)置于其兩側(cè)的耳板4b