[發(fā)明專(zhuān)利]弦支拱殼結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010229425.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101906815A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅波;陳志華;王小盾;周婷;閆翔宇;孫國(guó)軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/32
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/32;E04B1/342
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)中的新型空間鋼結(jié)構(gòu)，更具體地說(shuō)，涉及一種建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的由網(wǎng)殼、拱、拉索和撐桿組成的弦支拱殼結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

網(wǎng)殼和拱結(jié)構(gòu)是工程中常用的一種空間結(jié)構(gòu)體系，網(wǎng)殼具有建筑造型優(yōu)美、結(jié)構(gòu)受力合理、計(jì)算設(shè)計(jì)軟件成熟、加工機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)；拱結(jié)構(gòu)具有受力合理，能跨越較大的跨度。但是當(dāng)分別采用網(wǎng)殼和拱作為建筑的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，存在以下幾方面不足：

(1)單層網(wǎng)殼或厚度較小的雙層網(wǎng)殼由于自身平面外穩(wěn)定性差，因而難以實(shí)現(xiàn)較大的跨度；

(2)采用厚度較大的雙層或多層網(wǎng)殼時(shí)，由于網(wǎng)殼厚度較大，從而使得結(jié)構(gòu)用鋼量增加，結(jié)構(gòu)造價(jià)提高

(3)網(wǎng)殼、拱結(jié)構(gòu)矢高較小時(shí)，支座水平推力大，給下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成負(fù)擔(dān)；

(4)由于結(jié)構(gòu)形式本身的特點(diǎn)，拱結(jié)構(gòu)不適合應(yīng)用于球形結(jié)構(gòu)；

(5)拱結(jié)構(gòu)存在平面外穩(wěn)定問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種弦支拱殼結(jié)構(gòu)，它以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，按照一定的原則將網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中的一些桿件替換為拱結(jié)構(gòu)桿件，并在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的下部設(shè)置拉索和撐桿形成弦支拱殼結(jié)構(gòu)體系。一方面由于在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)置了跨越能力較強(qiáng)的拱結(jié)構(gòu)，因使得整體結(jié)構(gòu)的剛度、跨越能力得到提高；另一方面由于在由拱與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)下部設(shè)置了拉索和撐桿，不僅提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度，而且有效的降低了結(jié)構(gòu)支座的水平推力，給下部支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了便利。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種弦支拱殼結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)殼、拱、撐桿、徑向拉桿、環(huán)向拉索。

將所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的部分桿件替換為拱，并在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的下部設(shè)置豎向撐桿、徑向拉桿、環(huán)向拉索，形成弦支拱殼結(jié)構(gòu)。

所述撐桿上端點(diǎn)與網(wǎng)殼或拱相連，撐桿下端點(diǎn)與徑向拉桿的下端點(diǎn)和環(huán)向拉索的端點(diǎn)相連；所述徑向拉桿的上端點(diǎn)與網(wǎng)殼或拱相連，徑向拉桿的下端點(diǎn)與撐桿下端點(diǎn)和環(huán)向拉索端點(diǎn)相連；環(huán)向拉索的端點(diǎn)與撐桿下端點(diǎn)、徑向拉桿的下端點(diǎn)相連；

所述網(wǎng)殼可采用單層球面網(wǎng)殼、單層橢圓球殼，也可采用厚度較小雙層球面網(wǎng)殼、雙層橢圓球殼。

所述撐桿、徑向拉桿、環(huán)向拉索可設(shè)置一圈，也可設(shè)置多圈。

所述撐桿可單排豎直布置，或呈V型布置。

所述拱為實(shí)腹拱或桁架拱。

本發(fā)明的有益效果是，充分利用網(wǎng)殼安裝技術(shù)成熟、拱結(jié)構(gòu)跨越能力強(qiáng)和索體材料的高強(qiáng)受拉性能，克服單層網(wǎng)殼或厚度較薄的雙層網(wǎng)殼穩(wěn)定性差，跨越能力不大的缺點(diǎn)以及克服了拱結(jié)構(gòu)拱腳支座水平推力處理困難的缺點(diǎn)，形成一種跨越能力大、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)性合理、施工方便的結(jié)構(gòu)體系，可普遍適用于一般的工業(yè)與民用建筑，特別適用于會(huì)展中心、體育場(chǎng)館等大跨度空間結(jié)構(gòu)體系。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的弦支拱殼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的測(cè)視圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖4為圖2的A-A剖示意面；

圖5為圖2的B-B剖示意面；

圖6豎向撐桿V型布置示意圖。

圖中，1：網(wǎng)殼，2：拱，3：撐桿，4：徑向拉桿，5：環(huán)向拉索

具體實(shí)施方式

如圖1所示，弦支拱殼結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)殼1，拱2，撐桿3，徑向拉桿4，環(huán)向拉索5，將所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的部分桿件替換拱，并在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的下部設(shè)置豎向撐桿、徑向拉桿、環(huán)向拉索，形成弦支拱殼結(jié)構(gòu)。

徑向拉桿的上端點(diǎn)、豎向撐桿的上端點(diǎn)與網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)連接在一起，徑向拉桿的下端點(diǎn)、豎向撐桿的下端點(diǎn)與環(huán)向拉索的端點(diǎn)連接在一起，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中的部分桿件被拱代替。

網(wǎng)殼可采用單層球面網(wǎng)殼、單層橢圓球殼，也可采用厚度較小雙層球面網(wǎng)殼、雙層橢圓球殼，其跨度尺寸、橫截面形狀尺寸可根據(jù)建筑確定。本實(shí)施例采用單層球面網(wǎng)殼，如圖1～圖6所示。

拱結(jié)構(gòu)的布置位置和榀數(shù)經(jīng)計(jì)算優(yōu)化確定，本實(shí)施例設(shè)置了8榀。

徑向拉桿、環(huán)向拉索和豎向撐桿的圈數(shù)，經(jīng)計(jì)算優(yōu)化確定，本實(shí)施例設(shè)置了中圖1～圖5設(shè)置了兩圈，圖6設(shè)置了1圈。

撐桿沿環(huán)向可單排布置，如圖1所示，也可呈V型布置，如圖6所示。

拱可以為實(shí)腹拱或桁架拱。