環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)，由多榀單向自平衡索桁架相互交叉組合而成中間開口、周邊布置屋面的形式。所述單向自平衡索桁架由中部梁或桁架、上弦拉索、下弦拉索和撐桿組成，撐桿上下端部分別連接中部梁或桁架和上弦拉索或下弦拉索；所述的撐桿為圓管、矩形管或多肢格構(gòu)式撐桿，和中部梁或桁架及上弦拉索或下弦拉索的連接均為鉸接；本發(fā)明提出的環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)具有建筑造型美觀、結(jié)構(gòu)受力合理、抗風(fēng)吸能力強(qiáng)、支座反力較小、抗連續(xù)倒塌能力強(qiáng)以及加工制作安裝易行等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]大跨空間結(jié)構(gòu)在體育場(chǎng)館中得到了廣泛的應(yīng)用，絕大多數(shù)體育場(chǎng)館的屋頂采用空間鋼結(jié)構(gòu)作為其結(jié)構(gòu)受力體系。對(duì)于體育館，屋頂往往為封閉形式，其主要結(jié)構(gòu)體系有網(wǎng)架、網(wǎng)殼、管桁架、張弦梁、弦支網(wǎng)殼、索穹頂?shù)取?duì)于體育場(chǎng)，屋頂往往為中間開口、周邊布置屋面的形式，因此相對(duì)于中間沒有開口的體育館屋頂，體育場(chǎng)屋頂?shù)恼w性相對(duì)較差，其主要結(jié)構(gòu)體系有管桁架、索桁架、斜拉結(jié)構(gòu)體系等，其中，管桁架體系主要包括兩端落于體育場(chǎng)邊緣的拱桁架體系及多榀懸挑管桁架體系，其主要缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)用鋼量較大;索桁架體系主要由受拉的拉索和受壓的撐桿組成，結(jié)構(gòu)效率較高，其主要缺點(diǎn)在于通常需要截面較大的外環(huán)梁(桁架)以平衡內(nèi)部的拉索拉力;斜拉結(jié)構(gòu)體系通常采用高于屋頂?shù)木拗瓦B接柱頂和屋頂?shù)睦鹘M成主要受力體系，主要缺點(diǎn)為柱子截面較大。
【背景技術(shù)】
[0002]大跨空間結(jié)構(gòu)在體育場(chǎng)館中得到了廣泛的應(yīng)用，絕大多數(shù)體育場(chǎng)館的屋頂采用空間鋼結(jié)構(gòu)作為其結(jié)構(gòu)受力體系。對(duì)于體育館，屋頂往往為封閉形式，其主要結(jié)構(gòu)體系有網(wǎng)架、網(wǎng)殼、管桁架、張弦梁、弦支網(wǎng)殼、索穹頂?shù)取?duì)于體育場(chǎng)，屋頂往往為中間開口、周邊布置屋面的形式，因此相對(duì)于中間沒有開口的體育館屋頂，體育場(chǎng)屋頂?shù)恼w性相對(duì)較差，其主要結(jié)構(gòu)體系有管桁架、索桁架、斜拉結(jié)構(gòu)體系等，其中，管桁架體系主要包括兩端落于體育場(chǎng)邊緣的拱桁架體系及多榀懸挑管桁架體系，其主要缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)用鋼量較大;索桁架體系主要由受拉的拉索和受壓的撐桿組成，結(jié)構(gòu)效率較高，現(xiàn)有應(yīng)用于體育場(chǎng)的索桁架體系主要缺點(diǎn)在于通常需要截面較大的外環(huán)梁(桁架)以平衡內(nèi)部的拉索拉力;斜拉結(jié)構(gòu)體系通常采用高于屋頂?shù)木拗瓦B接柱頂和屋頂?shù)睦鹘M成主要受力體系，主要缺點(diǎn)為柱子截面較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種適用于體育場(chǎng)中間開口、周邊布置屋面建筑功能的高效結(jié)構(gòu)形式。該結(jié)構(gòu)由多榀單向自平衡索桁架環(huán)形交叉布置而成。從單榀索桁架來看，索桁架由中部梁或桁架、上弦拉索、下弦拉索和撐桿組成，撐桿上下端部分別連接中部梁或桁架和上弦拉索或下弦拉索，索的預(yù)拉力通過兩端由中部梁或桁架來承擔(dān)，從而使索桁架成為一個(gè)獨(dú)立的力自平衡體系，當(dāng)橫向荷載方向?yàn)橛缮贤聲r(shí)，下弦拉索進(jìn)一步受拉，有效限制結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的發(fā)展；當(dāng)橫向荷載方向?yàn)橛上峦蠒r(shí)，上弦拉索進(jìn)一步受拉，也有效限制了結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的發(fā)展。因此自平衡索桁架結(jié)構(gòu)尤其適合于兩個(gè)方向橫向荷載大小相當(dāng)?shù)那闆r。從結(jié)構(gòu)整體來看，每榀單向索桁架可獨(dú)立于其他榀索桁架單獨(dú)承受荷載，因此即使某一榀或幾榀索桁架發(fā)生破壞退出工作，結(jié)構(gòu)剩余部分仍可承擔(dān)荷載，結(jié)構(gòu)發(fā)生整體連續(xù)性倒塌的概率較小。對(duì)于中間開口、周邊布置屋面的體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)屋面采用輕質(zhì)材料同時(shí)風(fēng)荷載較大時(shí)，自重作用下向下方向的荷載和風(fēng)荷載及自重同時(shí)作用時(shí)向上的荷載有可能大小相當(dāng)，因此該自平衡索桁架結(jié)構(gòu)尤其適合于該種情況。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)，由多榀單向自平衡索桁架相互交叉組合而成中間開口、周邊布置屋面的形式。所述單向自平衡索桁架由中部梁或桁架、上弦拉索、下弦拉索和撐桿組成，撐桿上下端部分別連接中部梁或桁架和上弦拉索或下弦拉索。
[0005]所述的中部桁架為平面桁架或空間桁架。
[0006]所述的撐桿為圓管、矩形管或多肢格構(gòu)式撐桿，和中部梁或桁架及上弦拉索或下弦拉索的連接均為鉸接。
[0007]有益效果:本發(fā)明提出的環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)具有建筑造型美觀、結(jié)構(gòu)受力合理、抗風(fēng)吸能力強(qiáng)、支座反力較小、抗連續(xù)倒塌能力強(qiáng)以及加工制作安裝易行等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖1是環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖。
[0009]圖2是環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0010]圖3是單榀自平衡索桁架立面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施方式一:
如圖1?3所示，一種環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)，由多榀單向自平衡索桁架相互交叉組合而成中間開口、周邊布置屋面的形式。所述單向自平衡索桁架由中部梁1、上弦拉索2、下弦拉索3和撐桿4組成，撐桿4上下端部分別連接中部梁I和上弦拉索2或下弦拉索3。本實(shí)施例中撐桿4為圓管，和中部梁I及上弦拉索2或下弦拉索3的連接均為鉸接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)形交叉自平衡索桁架結(jié)構(gòu)，由多榀單向自平衡索桁架相互交叉組合而成中間開口、周邊布置屋面的形式;所述單向自平衡索桁架由中部梁或桁架、上弦拉索、下弦拉索和撐桿組成，撐桿上下端部分別連接中部梁或桁架和上弦拉索或下弦拉索。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形交叉張弦結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的中部桁架為平面桁架或空間桁架。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形交叉張弦結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的撐桿為圓管、矩形管或多肢格構(gòu)式撐桿，和中部梁或桁架及上弦拉索或下弦拉索的連接均為鉸接。
【文檔編號(hào)】E04B7/14GK106088440SQ201610509818
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月3日
【發(fā)明人】楊大彬, 云超光, 劉春陽(yáng), 胡明娜
【申請(qǐng)人】山東建筑大學(xué)