[實用新型]一種正方形平面肋環形索穹頂結構

有效

• 申請號: 200820167624.2
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN201321674Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 王昌洪;高博青;汪毅俊;張瑞
• 申請（專利權）人: 晟元集團有限公司;浙江大學
• 主分類號: E04B7/08
• 分類號: E04B7/08;E04B1/342;E04B1/32;E04B7/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型涉及建筑領域，尤其涉及一種正方形平面肋環形索穹頂結構。

背景技術

索穹頂(Cable?Dome)結構是美國工程師Geiger發展和推廣Fuller張拉整體思想后實現的一種新型預張力大跨結構，它體現了Fuller關于“壓力的孤島存在于拉力的海洋中”的思想，是一種結構效率極高的全張力體系。其中以俄羅斯圣彼得堡的太陽海岸穹頂(直徑210m)，韓國漢城的奧運會體育館(直徑為119.8m)和美國亞特蘭大奧運會主館——喬治亞穹頂(橢圓面積：240.79m×193.02m)最為矚目?，F有的索穹頂結構平面形狀為圓形或橢圓形，限制了這一效率極高的結構廣泛應用。本實用新型提出了一種可應用于正方形平面的索穹頂，使這一結構的應用范圍得到擴大。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種正方形平面肋環形索穹頂結構。

正方形平面肋環形索穹頂結構是：在二個垂直于正方形對邊的對稱軸與地面垂直的平面內設有上弦索、豎壓桿、斜向索、中心豎壓桿，在二個正方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內布有上弦索、豎壓桿、斜向索、中心豎壓桿、獨立下弦節點、徑向索，同時還設有多道下弦環向索，邊梁，上弦索向上形成弧形狀，上弦索的端部、斜向索與邊梁錨接，上弦索與下弦環向索之間連有豎壓桿，豎壓桿與地面垂直，同一平面內兩相鄰豎壓桿與環向索、上弦索的交點之間連有斜向索，斜向索靠近正方形中心一端標高底，另一端標高高，中心豎壓桿一端與上弦索相連，另一端與斜向索相連，獨立下弦節點與上弦索之間連有豎壓桿，獨立下弦節點與正方形的角部連有斜向索，獨立下弦節點與環向索之間連有徑向索。

所述的上弦索、斜向索、徑向索或下弦環向索為預應力拉索。豎壓桿、中心豎壓桿或邊梁為剛性構件。正方形平面肋環形索穹頂結構的構件之間的連接均采用鉸接節點。

本實用新型具有下列優點：(1)可適用于正方形平面；(2)繼承了索穹頂的長處。

附圖說明

圖1垂直于正方形對邊的對稱軸與地面垂直的平面內構件布置示意圖；

圖2正方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內構件布置示意圖；

圖3正方形平面肋環形索穹頂結構立體圖。

圖中：上弦索1、豎壓桿2、斜向索3、中心豎壓桿4、獨立下弦節點5、徑向索6，下弦環向索7，邊梁8。

具體實施方式

正方形平面肋環形索穹頂結構是：在二個垂直于正方形對邊的對稱軸與地面垂直的平面內設有上弦索1、豎壓桿2、斜向索3、中心豎壓桿4，在二個正方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內布有上弦索1、豎壓桿2、斜向索3、中心豎壓桿4、獨立下弦節點5、徑向索6，同時還設有多道下弦環向索7，邊梁8，上弦索1向上形成弧形狀，上弦索1的端部、斜向索3與邊梁8錨接，上弦索1與下弦環向索7之間連有豎壓桿2，豎壓桿2與地面垂直，同一平面內兩相鄰豎壓桿2與環向索7、上弦索1的交點之間連有斜向索3，斜向索3靠近正方形中心一端標高底，另一端標高高，中心豎壓桿4一端與上弦索1相連，另一端與斜向索3相連，獨立下弦節點5與上弦索1之間連有豎壓桿2，獨立下弦節點5與正方形的角部連有斜向索3，獨立下弦節點5與環向索7之間連有徑向索6。

所述的上弦索1、斜向索3、徑向索6或下弦環向索7為預應力拉索。豎壓桿2、中心豎壓桿4或邊梁8為剛性構件。正方形平面肋環形索穹頂結構的構件之間的連接均采用鉸接節點。

實施例。設有一正方形平面索穹頂結構，平面尺寸為20m×20m，矢高為2.0m。采用鋼材，豎壓桿和中心豎壓桿為ф114×4，彈性模量2.1×10⁵MPa，拉索截面面積均為1.0×10^-3m²，索的彈性模量為1.8×10⁵MPa，周邊采用剛性梁約束。靜荷載0.35kN/m²，活荷載0.5kN/m²，風荷載0.7kN/m²(向上)。計算結果表明，在1.2靜荷載+1.4活荷載下，最大豎直向下變位27mm，構件最大應力43MPa，在1.0靜荷載+1.4風荷載下，最大豎直向上變位24mm，構件最大應力41MPa。由此可見，本結構是成立的，同時滿足強度、剛度的要求。