大開口車輻式索承網格結構的製作方法
2023-05-29 08:29:36
大開口車輻式索承網格結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大開口車輻式索承網格結構，包括上弦剛性網格體系以及下弦張拉索杆體系，所述上弦剛性網格體系為中部有大開口結構，所述下弦張拉索杆體系包括設置在上弦剛性網格體系的開口處對應下方的環索以及沿環索徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索，所述徑向拉索端部與環索鉸接，在所述徑向拉索與上弦剛性網格體系之間、沿徑向拉索的布置方向設置有撐杆，在所述環索與上弦剛性網格體系之間、沿環索的環向設置有斜腹杆。本實用新型充分利用了拉索的高強度材料特性，將上弦剛性網格體系的懸挑受力狀態變成了彈性支撐連續梁的受力狀態，保證了整體結構的剛度，同時還節省了建築材料，獲得了美觀的建築效果。
【專利說明】大開口車輻式索承網格結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建築工程【技術領域】，特別涉及一種適用於體育場的大開口車輻式索承網格結構。
【背景技術】
[0002]張弦結構在歐洲、日本很早就有應用，由於最初上弦採用鋼梁，英文稱之為BeamString Structure。1986年日本大學Masao Saitoh教授將這種結構定義為「將弦進行張拉，與梁組合」，稱之為張弦梁，較早建成的張弦結構如日本某幼兒園健身房，採用了平行布置的張弦梁，平面尺寸為26mX36m，Masao Saitoh教授設計的日本大學體育館也採用了平行布置的張弦梁，平面尺寸58mX85m。
[0003]近年來，張弦梁的應用日益廣泛，上弦形式也從梁發展到拱、平面桁架、立體桁架、網殼，下弦形式也從索單向布置發展為雙向布置、空間布置等，跨度也從幾十米發展到120多米。隨著我國經濟實力的上升，目前全球大規模的張弦結構主要集中在我國，其中代表性的工程如上海浦東國際機場一期航站樓(張弦梁，最大跨度82.6m)、廣州國際會展中心(張弦立體桁架，跨度126.6m)、國家體育館(雙向張弦桁架，114mX 114m)、南沙體育館(空間張弦結構、直徑98m)。
[0004]目前已建成張弦結構的上弦均為連續曲面的剛性體系，如梁、桁架、網殼等，故張弦結構多運用於場館、站臺等建築。由於體育場中間常為露天的場地，故屋面為大開洞的曲面，若將張弦結構剛性上弦中部設置為大開口結構，會造成其上弦無法形成完整的殼體，要獲得滿足要求的剛度和承載力有很大的設計難度，因此，目前在全球還尚未見有張弦網格體系應用於露天場地體育場的相關報導。
實用新型內容
[0005]本實用新型的發明目的在於:針對上述存在的問題，提供一種運用於體育場的大開口車輻式索承網格結構。
[0006]本實用新型技術的技術方案是這樣實現的:大開口車輻式索承網格結構，包括上弦剛性網格體系以及下弦張拉索杆體系，其特徵在於:所述上弦剛性網格體系為中部有大開口結構，所述下弦張拉索杆體系包括設置在上弦剛性網格體系的開口處對應下方的環索以及沿環索徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索，所述徑向拉索端部與環索鉸接，在所述徑向拉索與上弦剛性網格體系之間、沿徑向拉索的布置方向設置有撐杆，所述撐杆兩端分別與徑向拉索和上弦剛性網格體系鉸接，在所述環索與上弦剛性網格體系之間、沿環索的環向設置有斜腹杆，所述斜腹杆兩端分別與環索和上弦剛性網格體系鉸接。
[0007]本實用新型所述的大開口車輻式索承網格結構，其所述斜腹杆沿環索的環向、在環索與上弦剛性網格體系之間形成連續的V形，形成環向桁架結構。
[0008]本實用新型所述的大開口車輻式索承網格結構，其所述上弦剛性網格體系為由上弦環向主杆和上弦徑向主杆組成的環形網格結構。
[0009]本實用新型所述的大開口車輻式索承網格結構，其所述上弦徑向主杆和徑向拉索端部分別與外圈環梁鉸接，所述外圈環梁與支撐體系固定連接，所述撐杆設置在徑向拉索與對應的上弦徑向主杆之間，所述斜腹杆設置在環索與對應的靠近開口處的上弦環向主杆之間。
[0010]本實用新型所述的大開口車輻式索承網格結構，其所述撐杆和斜腹杆的上端部與上弦剛性網格體系的鉸接點均位於上弦剛性網格體系中上弦環向主杆與上弦徑向主杆的結合處。
[0011]本實用新型充分利用了拉索的高強度材料特性，將上弦剛性網格體系的懸挑受力狀態變成了彈性支撐連續梁的受力狀態，利用上弦剛性網格體系大開口下方設置的環索以及斜腹杆的配合形成環向桁架，有效解決了因上弦剛性網格大開口後剛性結構的剛度和承載力下降的問題，保證了整體結構的剛度，同時還節省了建築材料，獲得了美觀的建築效果O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型中外圈環梁與支撐體系的結構示意圖。
[0014]圖3是本實用新型中上弦剛性網格體系的結構示意圖。
[0015]圖4是本實用新型中下弦張拉索杆體系的結構示意圖。
[0016]圖5是本實用新型的局部放大圖。
[0017]圖6是本實用新型中撐杆與上弦剛性網格體系鉸接點的結構示意圖。
[0018]圖7是本實用新型中徑向拉索、上弦徑向主杆與外圈環梁鉸接點的結構示意圖。
[0019]圖8是本實用新型中環索上鉸接點的的結構示意圖。
[0020]圖9是本實用新型中撐杆與徑向拉索鉸接點的結構示意圖。
[0021]圖中標記:1為環索，2為徑向拉索，3為撐杆，4為斜腹杆，5為上弦環向主杆，6為上弦徑向主杆，7為外圈環梁，8為支撐體系。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0023]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定實用新型。
[0024]如圖1和2所示，一種大開口車輻式索承網格結構，包括上弦剛性網格體系以及下弦張拉索杆體系，所述上弦剛性網格體系和下弦張拉索杆體系分別與外圈環梁鉸接，所述外圈環梁7與支撐體系8固定連接。
[0025]如圖3-9所示，所述上弦剛性網格體系為中部有大開口結構，所述上弦剛性網格體系為由上弦環向主杆5和上弦徑向主杆6組成的環形網格結構，所述下弦張拉索杆體系包括設置在上弦剛性網格體系的開口處對應下方的環索I以及沿環索I徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索2，其中，所述徑向拉索布置有42道且均勻分布，所述環索採用六根Φ 121拉索結構構成，所述徑向拉索2端部與環索I鉸接，在所述徑向拉索2與上弦剛性網格體系之間、沿徑向拉索2的布置方向設置有撐杆3，所述撐杆3兩端分別與徑向拉索2和上弦剛性網格體系鉸接，每根徑向拉索上設置三根撐杆，起到對上弦的支撐作用，實現通過拉索支撐剛性上弦的結構體系；由於上弦大開口的結構設計，嚴重削弱了上弦剛性網格結構的剛度和承載力，因此，在所述環索I與上弦剛性網格體系之間、沿環索I的環向設置有斜腹杆4，所述斜腹杆4兩端分別與環索I和上弦剛性網格體系鉸接，所述斜腹杆4沿環索I的環向、在環索I與上弦剛性網格體系之間形成連續的V形，形成環向桁架結構，從而進一步加強了上弦剛性網格結構的剛度，有效彌補了上弦剛性網格體系因大開口結構而造成的相應問題。
[0026]其中，所述上弦徑向主杆6和徑向拉索2端部分別與外圈環梁7鉸接，所述撐杆3設置在徑向拉索2與對應的上弦徑向主杆6之間，其中，所述徑向拉索與對應的上弦徑向主杆在同一豎直平面上，所述撐杆豎直布置，所述斜腹杆4設置在環索I與對應的靠近開口處的上弦環向主杆5之間，所述撐杆3和斜腹杆4的上端部與上弦剛性網格體系的鉸接點均位於上弦剛性網格體系中上弦環向主杆5與上弦徑向主杆6的結合處。
[0027]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.大開口車輻式索承網格結構，包括上弦剛性網格體系以及下弦張拉索杆體系，其特徵在於:所述上弦剛性網格體系為中部有大開口結構，所述下弦張拉索杆體系包括設置在上弦剛性網格體系的開口處對應下方的環索(I)以及沿環索(I)徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索(2)，所述徑向拉索(2)端部與環索(I)鉸接，在所述徑向拉索(2)與上弦剛性網格體系之間、沿徑向拉索(2)的布置方向設置有撐杆(3)，所述撐杆(3)兩端分別與徑向拉索(2)和上弦剛性網格體系鉸接，在所述環索(I)與上弦剛性網格體系之間、沿環索(I)的環向設置有斜腹杆(4)，所述斜腹杆(4)兩端分別與環索(I)和上弦剛性網格體系鉸接。
2.根據權利要求1所述的大開口車輻式索承網格結構，其特徵在於:所述斜腹杆(4)沿環索(I)的環向、在環索(I)與上弦剛性網格體系之間形成連續的V形，形成環向桁架結構。
3.根據權利要求1或2所述的大開口車輻式索承網格結構，其特徵在於:所述上弦剛性網格體系為由上弦環向主杆(5)和上弦徑向主杆(6)組成的環形網格結構。
4.根據權利要求3所述的大開口車輻式索承網格結構，其特徵在於:所述上弦徑向主杆(6 )和徑向拉索(2 )端部分別與外圈環梁(7 )鉸接，所述外圈環梁(7 )與支撐體系(8 )固定連接，所述撐杆(3 )設置在徑向拉索(2 )與對應的上弦徑向主杆(6 )之間，所述斜腹杆(4 )設置在環索(I)與對應的靠近開口處的上弦環向主杆(5 )之間。
5.根據權利要求4所述的大開口車輻式索承網格結構，其特徵在於:所述撐杆(3)和斜腹杆(4)的上端部與上弦剛性網格體系的鉸接點均位於上弦剛性網格體系中上弦環向主杆(5)與上弦徑向主杆(6)的結合處。
【文檔編號】E04B1/19GK203834656SQ201420262257
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】馮遠, 向新岸, 陳文明, 劉宜豐 申請人:中國建筑西南設計研究院有限公司