[發(fā)明專利]平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)圓柱面交叉立體桁架系巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910043747.4
• 申請(qǐng)日: 2009-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN101597930A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀擁軍;周緒紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B7/10
• 分類號(hào): E04B7/10;E04B1/342
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所
• 代理人: 趙靜華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑業(yè)空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體地說是一種適用于超大跨度屋蓋的平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)圓柱面交叉立體桁架系巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，大跨空間結(jié)構(gòu)必然要向超大跨度發(fā)展。雙層圓柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是目前大跨度空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，而這種雙層圓柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)隨著跨度的進(jìn)一步增大會(huì)出現(xiàn)一些不可避免的問題，如采用5m以內(nèi)的通常長度桿件時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)因厚跨比太小而易導(dǎo)致整體失穩(wěn)；而桿件過長時(shí)，因內(nèi)力過大而易導(dǎo)致壓桿失穩(wěn)，以及由此而引起的用鋼量增大等。有文獻(xiàn)分析表明，增加層數(shù)對(duì)提高結(jié)構(gòu)整體工作性能的作用并不明顯，更重要的是采用多層形式以突破內(nèi)力的限制來增加結(jié)構(gòu)跨度是不可行的，反而使桿件與節(jié)點(diǎn)急劇增加，節(jié)點(diǎn)因連接的桿件過多而使得加工構(gòu)造更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種超大跨度的平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)圓柱面交叉立體桁架系巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。以實(shí)現(xiàn)有效突破桿件大內(nèi)力及壓桿穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的限制，又能減少用鋼量、降低工程造價(jià)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：包括主體結(jié)構(gòu)和布置于主體結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)兩級(jí)，其特征在于，所述主體結(jié)構(gòu)是由橫向與縱向立體桁架相互交叉構(gòu)成網(wǎng)格尺寸為10～30m的圓柱面型大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述子結(jié)構(gòu)為普通雙層平板網(wǎng)架，子結(jié)構(gòu)以四角點(diǎn)支承或周邊多點(diǎn)支承的方式內(nèi)嵌于大網(wǎng)格中，形成一種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式。

所述立體桁架由兩根平行上弦桿、一根下弦桿構(gòu)成三角形斷面，在兩上弦桿之間設(shè)有若干根橫桿與斜撐桿，在上弦桿與下弦桿之間設(shè)有腹桿。

所述橫向與縱向立體桁架通過焊接空心球節(jié)點(diǎn)連接，每個(gè)交叉區(qū)包括四個(gè)上弦節(jié)點(diǎn)和一個(gè)下弦節(jié)點(diǎn)。

所述橫桿與相鄰橫桿的間距與兩平行上弦桿的間距相等，構(gòu)成正方形上弦網(wǎng)格，所述斜撐桿設(shè)在每兩根橫桿之間的上弦正方形網(wǎng)格內(nèi)。以保持上弦網(wǎng)格的穩(wěn)定性。

所述立體桁架的上、下弦桿、腹桿、橫桿與斜撐桿均為圓鋼管，各桿件之間通過相貫節(jié)點(diǎn)焊接連接。

本發(fā)明這種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式，能有效地克服壓桿失穩(wěn)的問題，可大幅度提高結(jié)構(gòu)的整體剛度與穩(wěn)定性、避免壓桿失穩(wěn)。立體桁架內(nèi)部各桿件之間通過相貫節(jié)點(diǎn)焊接連接，可避免采用任何連接件。整個(gè)結(jié)構(gòu)的載荷由相對(duì)比較稀疏而宏大的主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)，每個(gè)子結(jié)構(gòu)只承擔(dān)相應(yīng)大網(wǎng)格范圍內(nèi)的荷載，因而子結(jié)構(gòu)內(nèi)部桿件基本可按最小構(gòu)造要求配置，節(jié)省了用鋼量，降低了工程造價(jià)。另外，立體桁架與平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)均可在工廠制作加工而成為數(shù)量很少的基本部件，然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)組裝而成整體結(jié)構(gòu)，將大大減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量、縮短施工工期。可適用于150～200m的超大跨度空間網(wǎng)殼屋蓋結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為三角形截面立體桁架梁示意圖；

圖4為圖3的A-A剖視圖；

圖5為立體桁架交叉區(qū)構(gòu)造示意圖；

圖6為實(shí)施例1子結(jié)構(gòu)以四角點(diǎn)支承方式內(nèi)嵌于大網(wǎng)格示意圖；

圖7為圖6的A-A剖視圖；

圖8為實(shí)施例2子結(jié)構(gòu)以周邊多點(diǎn)支承方式內(nèi)嵌于大網(wǎng)格示意圖；

圖9為圖8的B-B剖視圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

結(jié)合圖1和圖2：

整個(gè)結(jié)構(gòu)由主體結(jié)構(gòu)I和布置于主體結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)II兩級(jí)構(gòu)成，所述主體結(jié)構(gòu)I是一種由橫向立體桁架1與縱向立體桁架2交叉構(gòu)成的圓柱面大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其大網(wǎng)格尺寸為10～30m，所述子結(jié)構(gòu)為普通雙層平板網(wǎng)架，內(nèi)嵌于大網(wǎng)格中，形成一種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式，整個(gè)結(jié)構(gòu)的載荷由相對(duì)比較稀疏而宏大的主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)。

結(jié)合圖3和圖4：橫向立體桁架1與縱向立體桁架2均由兩根平行上弦桿3、一根下弦桿4構(gòu)成三角形斷面，在上弦桿與下弦桿之間設(shè)有腹桿5，在兩上弦桿之間設(shè)有若干根橫桿6，相鄰兩根橫桿的間距與兩平行上弦桿3的間距相等，構(gòu)成正方形上弦網(wǎng)格，所述斜撐桿7設(shè)在每兩根橫桿之間的上弦正方形網(wǎng)格內(nèi)。以上所述上弦桿3、下弦桿4、腹桿5、橫桿6與斜撐桿7均為圓鋼管；腹桿、橫桿與斜撐桿均采用相貫節(jié)點(diǎn)直接焊在上下弦桿上。

結(jié)合圖5：橫向立體桁架1與縱向立體桁架2通過焊接空心球節(jié)點(diǎn)連接，每個(gè)交叉區(qū)包括四個(gè)上弦節(jié)點(diǎn)8和一個(gè)下弦節(jié)點(diǎn)9。

結(jié)合圖6和圖7：本實(shí)施例的子結(jié)構(gòu)II以四角點(diǎn)10支承方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)I的大網(wǎng)格中。

實(shí)施例2：

結(jié)合圖8和圖9：本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例的子結(jié)構(gòu)II以周邊多點(diǎn)11支承方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)I的大網(wǎng)格中。