一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]拱形結(jié)構(gòu)由于具有截面尺寸小、造型美觀、結(jié)構(gòu)輕巧、造價(jià)節(jié)省等優(yōu)點(diǎn)，因而備受設(shè)計(jì)師們青睞。傳統(tǒng)的鋼拱結(jié)構(gòu)主要分為三類:實(shí)腹式鋼拱、格構(gòu)式鋼拱以及索拱結(jié)構(gòu)。而承受豎向荷載的鋼拱結(jié)構(gòu)，可能發(fā)生平面內(nèi)失穩(wěn)和平面外失穩(wěn)。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的鋼拱在側(cè)向方向上沒有檁條等橫向支撐構(gòu)件提供有效的面外支撐，當(dāng)受到一定的外力荷載時(shí)，易發(fā)生對(duì)稱失穩(wěn)、反對(duì)稱失穩(wěn)和躍越失穩(wěn)。另外，傳統(tǒng)的拱結(jié)構(gòu)大都為平面拱結(jié)構(gòu)，造型單一，不符合建筑藝術(shù)的審美要求。為了解決拱結(jié)構(gòu)在建筑運(yùn)用中存在的各種問題，以及結(jié)合索拱結(jié)構(gòu)能有效減小拱支座產(chǎn)生的水平推力的優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出了一種拱結(jié)構(gòu)一一通過六條大跨度索拱在空間的交錯(cuò)組合而形成的組合索拱結(jié)構(gòu)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)拱結(jié)構(gòu)在外力荷載的作用下易發(fā)生失穩(wěn)的現(xiàn)象，以及追求拱結(jié)構(gòu)建筑物外形新穎美觀，創(chuàng)新性地提出了一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)，從而有效地平衡了結(jié)構(gòu)安全和建筑造型兩者之間的關(guān)系。該組合索拱結(jié)構(gòu)既具有索拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，也同時(shí)滿足了組合拱力學(xué)上分析上的優(yōu)點(diǎn)。該結(jié)構(gòu)體系適用于一些諸如體育館等的大跨度建筑物或構(gòu)筑物中，不僅可以滿足整體美觀要求，還可以進(jìn)一步減少工程造價(jià)。
[0004]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:
[0005]一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)，由數(shù)個(gè)拱結(jié)構(gòu)組合而成整體的拱體系，各個(gè)拱結(jié)構(gòu)之間互相形成橫向支撐作用，并且每個(gè)拱結(jié)構(gòu)的兩端之間均拉有索，使每個(gè)拱結(jié)構(gòu)均形成索拱，所述索對(duì)拱結(jié)構(gòu)起到牽拉作用；所述的拱體系由六個(gè)拱結(jié)構(gòu)組成，六個(gè)拱結(jié)構(gòu)的大跨度截面拱的矢跨比均為1/5 ;六個(gè)拱結(jié)構(gòu)的大跨度截面拱之間采用高強(qiáng)度的大六角頭螺栓交錯(cuò)連接。
[0006]所述的大六角頭螺栓自由穿入螺栓孔內(nèi)，在截面拱上的一個(gè)接頭上的多個(gè)高強(qiáng)度大六角頭螺栓的穿入方向一致。
[0007]所述的大六角頭螺栓在終擰以后，螺栓絲扣外露2-3扣。
[0008]所述的大六角頭螺栓在終擰以后，外露1扣或者4扣的螺絲扣的比例小于10%。
[0009]有益效果:
[0010]本實(shí)用新型為了解決拱結(jié)構(gòu)在受到外力荷載易發(fā)生失穩(wěn)的問題，以及追求拱結(jié)構(gòu)建筑物外形的美觀，創(chuàng)新性地提出了一種新型的拱結(jié)構(gòu)一一通過六條大跨度索拱在空間的交錯(cuò)組合而形成的組合索拱結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。其特征在于，該組合拱體系由六條大跨度截面鋼拱通過交錯(cuò)緊密搭接而成，既具有索拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，也同時(shí)滿足了組合拱在力學(xué)分析上的優(yōu)點(diǎn)，從而確保了整體的穩(wěn)定性。相比于傳統(tǒng)的實(shí)腹式鋼拱結(jié)構(gòu)和格構(gòu)式剛拱結(jié)構(gòu)在外力荷載作用下易發(fā)生失穩(wěn)的現(xiàn)象，該體系中的各條單拱在側(cè)向方向上都存在有效的橫向支撐，從而確保了該組合拱體系的穩(wěn)定承載能力。同時(shí)，該組合拱體系將傳統(tǒng)意義上的平面拱結(jié)構(gòu)拉伸至立體拱結(jié)構(gòu)，造型新穎，空間立體感強(qiáng)，具有極高的審美價(jià)值。
[0011]本實(shí)用新型的組合拱的優(yōu)點(diǎn)有:
[0012]1)結(jié)構(gòu)承載率高，穩(wěn)定性好。在傳統(tǒng)的單拱結(jié)構(gòu)和格構(gòu)式拱結(jié)構(gòu)中，當(dāng)面內(nèi)荷載增加到一定值時(shí)，拱在面外方向上會(huì)產(chǎn)生撓曲伴隨扭轉(zhuǎn)的空間彎扭失穩(wěn)。當(dāng)拱結(jié)構(gòu)受到外力荷載時(shí)，由于其側(cè)向往往沒有檁條等橫向支撐構(gòu)件提供面外約束，僅僅靠拱支座提供的水平推力不足以平衡其所受到的外力荷載，因此拱結(jié)構(gòu)往往還會(huì)發(fā)生平面外失穩(wěn)。而在組合索拱結(jié)構(gòu)中，其整體結(jié)構(gòu)承載效率高，通過合理地布拱，使得各單個(gè)拱在空間上互為約束，起到了一個(gè)橫向支撐的作用，從而將各單個(gè)拱受到的外力荷載轉(zhuǎn)化為對(duì)于其他各拱支座的水平推力，克服了單個(gè)拱結(jié)構(gòu)的外力荷載僅有其拱支座來承擔(dān)的弊端，使得整個(gè)組合拱結(jié)構(gòu)成為一個(gè)有機(jī)的整體，有效控制了該組合索拱結(jié)構(gòu)在非對(duì)稱荷載下產(chǎn)生的變形，極大地改善了組合索拱整體的剛度和極限承載力，提高了整體結(jié)構(gòu)的面內(nèi)穩(wěn)定承載能力和面外穩(wěn)定承載能力。
[0013]2)符合建筑藝術(shù)審美要求。本發(fā)明將傳統(tǒng)意義上的平面拱結(jié)構(gòu)拉伸至立體拱結(jié)構(gòu)，該組合拱結(jié)構(gòu)構(gòu)造新穎，空間立體感強(qiáng)，具有極高的審美價(jià)值。
[0014]3)滿足網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力優(yōu)點(diǎn)。因組合拱在空間結(jié)構(gòu)上與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)相似，其受力特點(diǎn)相近，所以組合拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較均勻，應(yīng)力峰值較小，可以充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度作用。
【附圖說明】
[0015]圖1:單個(gè)索拱結(jié)構(gòu)平面圖。
[0016]圖2:各拱之間連接處的平面圖。
[0017]圖3:新型組合索拱結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖4:新型組合索拱結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)，由數(shù)個(gè)拱結(jié)構(gòu)1 (如圖1所示)組合，而成整體的拱體系2(如圖3、圖4所示)，各個(gè)拱結(jié)構(gòu)1之間互相形成橫向支撐作用，并且每個(gè)拱結(jié)構(gòu)1的兩端之間均拉有索3，使每個(gè)拱結(jié)構(gòu)1均形成索拱，所述索3對(duì)拱結(jié)構(gòu)起到牽拉作用；所述的拱體系2由六個(gè)拱結(jié)構(gòu)1組成，六個(gè)拱結(jié)構(gòu)1的大跨度截面拱的矢跨比均為1/5 ;六個(gè)拱結(jié)構(gòu)1的大跨度截面拱之間采用高強(qiáng)度的大六角頭螺栓4交錯(cuò)連接(如圖2所示)。
[0021]所述的大六角頭螺栓4自由穿入螺栓孔內(nèi)，在截面拱上的一個(gè)接頭上的多個(gè)高強(qiáng)度大六角頭螺栓4的穿入方向一致。
[0022]所述的大六角頭螺栓4在終擰以后，螺栓絲扣外露二至三扣。
[0023]所述的大六角頭螺栓4在終擰以后，外露一扣或者四扣的螺絲扣的比例小于10%。
[0024]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)，其特征在于:由數(shù)個(gè)拱結(jié)構(gòu)組合而成整體的拱體系，各個(gè)拱結(jié)構(gòu)之間互相形成橫向支撐作用，并且每個(gè)拱結(jié)構(gòu)的兩端之間均拉有索，使每個(gè)拱結(jié)構(gòu)均形成索拱，所述索對(duì)拱結(jié)構(gòu)起到牽拉作用；所述的拱體系由六個(gè)拱結(jié)構(gòu)組成，六個(gè)拱結(jié)構(gòu)的大跨度截面拱的矢跨比均為1/5 ;六個(gè)拱結(jié)構(gòu)的大跨度截面拱之間采用高強(qiáng)度的大六角頭螺栓交錯(cuò)連接。2.如權(quán)利要求1所述的新型組合索拱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的大六角頭螺栓自由穿入螺栓孔內(nèi)，在截面拱上的一個(gè)接頭上的多個(gè)高強(qiáng)度大六角頭螺栓的穿入方向一致。3.如權(quán)利要求1所述的新型組合索拱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的大六角頭螺栓在終擰以后，螺栓絲扣外露2-3扣。4.如權(quán)利要求1所述的新型組合索拱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的大六角頭螺栓在終擰以后，外露1扣或者4扣的螺絲扣的比例小于10%。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型組合索拱結(jié)構(gòu)，由數(shù)個(gè)拱結(jié)構(gòu)組合而成整體的拱體系，各個(gè)拱結(jié)構(gòu)之間互相形成橫向支撐作用，并且每個(gè)拱結(jié)構(gòu)的兩端之間均拉有索，使每個(gè)拱結(jié)構(gòu)均形成索拱，所述索對(duì)拱結(jié)構(gòu)起到牽拉作用；所述的拱體系由六個(gè)拱結(jié)構(gòu)組成，六個(gè)拱結(jié)構(gòu)的大跨度截面拱的矢跨比均為1/5；六個(gè)拱結(jié)構(gòu)的大跨度截面拱之間采用高強(qiáng)度的大六角頭螺栓交錯(cuò)連接。本實(shí)用新型體的拱體系中的各條單拱在側(cè)向方向上都存在有效的橫向支撐，從而確保了該組合拱體系的穩(wěn)定承載能力，同時(shí)，將平面拱結(jié)構(gòu)拉伸至立體拱結(jié)構(gòu)，造型新穎，空間立體感強(qiáng)，具有較高的審美價(jià)值。
【IPC分類】E04B1/342, E04B1/32
【公開號(hào)】CN205046672
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520644800
【發(fā)明人】徐碩, 王潘繡, 袁維華, 李志堂
【申請(qǐng)人】金陵科技學(xué)院
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日