[實(shí)用新型]具有緩和功能的葵花型索穹頂體系

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820085727.4
• 申請(qǐng)日: 2008-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201172904Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王昌洪;馬洪步;高博青;付智強(qiáng);應(yīng)金良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晟元集團(tuán)有限公司;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B7/08
• 分類號(hào): E04B7/08;E04B1/342;E04B1/32;E04B7/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及建筑領(lǐng)域一種具有緩和功能的葵花型索穹頂體系。具體是由邊環(huán)梁，中心內(nèi)拉環(huán)，豎直撐桿，葵花形布置的脊索，斜索，環(huán)索以及緩和裝置組成的一種張力結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

索穹頂結(jié)構(gòu)是美國(guó)工程師Gerger發(fā)展和推廣Fuller張拉整體結(jié)構(gòu)思想后實(shí)現(xiàn)的一種新型預(yù)應(yīng)力大跨結(jié)構(gòu)，它體現(xiàn)了Fuller關(guān)于“壓力的孤島存在于拉力的海洋中”的思想，是一種結(jié)構(gòu)效率極高的全張力體系。面對(duì)目前日益廣泛的張力結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合其自身的特點(diǎn)，研究一種能夠隨著外部作用變化而對(duì)結(jié)構(gòu)自身進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終達(dá)到自適應(yīng)和自調(diào)節(jié)功能的結(jié)構(gòu)一直是人們的一個(gè)美好夢(mèng)想。上世紀(jì)80年代英國(guó)學(xué)者提出了荷載緩和體系(Load?Relieving?System)的概念，并將其運(yùn)用于一個(gè)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的垃圾場(chǎng)中，引起了人們的關(guān)注。發(fā)明一種構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確，剛度合適的荷載緩和裝置，以實(shí)現(xiàn)葵花型索穹頂?shù)暮奢d緩和功能是極有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有緩和功能的葵花型索穹頂體系。

它具有邊環(huán)梁、中心內(nèi)拉環(huán)、豎直撐桿、脊索、斜索、環(huán)索以及緩和裝置；由4根脊索鉸接成菱形狀單元，由多個(gè)菱形狀單元對(duì)接成葵花形網(wǎng)格，最內(nèi)層菱形狀單元對(duì)角點(diǎn)與中心內(nèi)拉環(huán)鉸接，最外層菱形狀單元的對(duì)角點(diǎn)與邊環(huán)梁錨接，豎直撐桿上端與脊索一端鉸接，豎直撐桿下端與斜索的一端鉸接，斜索的另一端與脊索另一端鉸接，最外側(cè)斜索與邊環(huán)梁錨接，在豎直撐桿與斜索的連接處還連接有環(huán)索，環(huán)索沿環(huán)向閉合布置，最外側(cè)斜索與邊環(huán)梁錨接處設(shè)置荷載緩和裝置。

所述的中心內(nèi)拉環(huán)標(biāo)高最高，豎直撐桿頂部標(biāo)高環(huán)向相同，沿徑向由內(nèi)向外遞減。脊索、斜索和環(huán)索為預(yù)應(yīng)力拉索。邊環(huán)梁為承壓邊環(huán)梁。荷載緩和裝置由彈性鋼板、錨固件和預(yù)埋光滑鋼板組成。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有的有益效果是：

1)結(jié)構(gòu)形式美觀，呈葵花形；

2)自重輕，結(jié)構(gòu)構(gòu)件較少；

3)本結(jié)構(gòu)可采用受拉性能優(yōu)越的高強(qiáng)度拉索和受壓性能優(yōu)越的混凝土環(huán)梁，充分發(fā)揮這兩種材料各自的特性；

4)受力性能優(yōu)越，結(jié)構(gòu)由預(yù)應(yīng)力提供剛度，拉索始終處于受拉狀態(tài)，受壓桿件數(shù)量少，充分發(fā)揮材料了的強(qiáng)度；

5)荷載緩和裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確，可以通過(guò)不同厚度不同長(zhǎng)度的規(guī)格化彈性鋼板的組合獲得所需的任意較大的彈性剛度；

6)在緩和裝置調(diào)節(jié)下，結(jié)構(gòu)體系能夠產(chǎn)生一種荷載自適應(yīng)效果，相同荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力較沒(méi)有緩和裝置時(shí)下降了約20％；

7)對(duì)于突發(fā)的大荷載，緩和裝置可以吸收一部分能量，減少荷載的沖擊作用，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，在一定程度上可避免結(jié)構(gòu)倒塌。

附圖說(shuō)明

圖1為具有緩和功能的葵花型索穹頂體系三維軸測(cè)圖；

圖2為具有緩和功能的葵花型索穹頂體系上層葵花形脊索等軸測(cè)圖；

圖3為具有緩和功能的葵花型索穹頂體系下層斜索、豎直撐桿、環(huán)索等軸測(cè)圖；

圖4為具有緩和功能的葵花型索穹頂體系平面示意圖；

圖5為具有緩和功能的葵花型索穹頂體系剖面示意圖；

圖6為荷載緩和裝置平面示意圖；

圖7為荷載緩和裝置立面示意圖；

圖8算例1中斜索(XS4)內(nèi)力變化曲線；

圖9算例1中環(huán)索(HS3)內(nèi)力變化曲線。

具體實(shí)施方式

具有緩和功能的葵花型索穹頂體系具有邊環(huán)梁1、中心內(nèi)拉環(huán)2、豎直撐桿3，脊索4、斜索5、環(huán)索6以及緩和裝置7；由4根脊索4鉸接成菱形狀單元，由多個(gè)菱形狀單元對(duì)接成葵花形網(wǎng)格，最內(nèi)層菱形狀單元對(duì)角點(diǎn)與中心內(nèi)拉環(huán)2鉸接，最外層菱形狀單元的對(duì)角點(diǎn)與邊環(huán)梁1錨接，豎直撐桿3上端與脊索4一端鉸接，豎直撐桿3下端與斜索5的一端鉸接，斜索5的另一端與脊索4另一端鉸接，最外側(cè)斜索5與邊環(huán)梁1錨接，在豎直撐桿3與斜索5的連接處還連接有環(huán)索6，環(huán)索6沿環(huán)向閉合布置，最外側(cè)斜索5與邊環(huán)梁1錨接處設(shè)置荷載緩和裝置7。

所述的中心內(nèi)拉環(huán)2標(biāo)高最高，豎直撐桿3頂部標(biāo)高環(huán)向相同，徑向由內(nèi)向外遞減。脊索4、斜索5和環(huán)索6為預(yù)應(yīng)力拉索。邊環(huán)梁1為承壓邊環(huán)梁。荷載緩和裝置7由彈性鋼板8、錨固件9和預(yù)埋光滑鋼板10組成。