[實用新型]一種膜型網殼子結構圓柱面巨型網格結構

無效

• 申請號: 201020199535.3
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN201924495U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 賀擁軍;周緒紅
• 申請（專利權）人: 賀擁軍
• 主分類號: E04B7/10
• 分類號: E04B7/10;E04B1/342
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及建筑業空間結構領域的膜型網殼子結構圓柱面巨型網格結構。

背景技術

雙層圓柱面網殼結構是目前大跨度空間結構中應用比較廣泛的一種結構形式，但這種結構隨著跨度的進一步增大會出現一些不可避免的問題，如網格較小、桿件較短時，結構會因厚跨比太小而易導致整體失穩；而網格較大、桿件過長時，因內力過大而易導致壓桿失穩，以及由此而引起的用鋼量增大等。本人發明的平板網架子結構圓柱面交叉立體桁架系巨型網格結構突破了桿件大內力及壓桿穩定與結構整體穩定的限制，能有效地實現向超大跨度的發展，但這種結構采用雙層平板網架子結構，子結構網格尺寸較小，桿件與節點相對比較多，加工制作工作量較大，而且子結構邊界網格尺寸與主體結構立體桁架上弦網格尺寸不相等，使得子結構與主體結構兩者間的連接構造較為復雜。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種超大跨度的單層膜型網殼子結構圓柱面交叉立體桁架系巨型網格結構。以實現有效突破桿件大內力及壓桿穩定與結構整體穩定的限制，同時簡化構造，進一步減少用鋼量、降低工程造價。

本實用新型的技術方案是：包括主體結構和布置于主體結構中的子結構兩級，所述主體結構是一種由橫向與縱向立體桁架交叉構成的圓柱面型大網格結構，其特征在于，所述子結構為單層膜型網殼，所述單層膜型網殼子結構的曲面是按照殼中只存在相互正交的兩個主壓應力、且各處的主壓應力均相同、由薄膜理論求得曲面方程而成型的。所述膜型網殼子結構由一組相互正交的桿件與布置于正交桿之間的斜桿構成，所述正交桿件承受殼內主壓應力，正交桿件之間的斜桿主要提高正交桿件的剛度與穩定性，各桿件之間通過焊接空心球節點連接。所述子結構下口邊界為一閉合的四邊形平面，以周邊點支承的方式內嵌于主體結構大網格中，形成一種大網格套小網格的結構形式。

所述單層膜型網殼子結構邊界網格尺寸與所述立體桁架上弦小網格尺寸相等，使得子結構邊界與主體結構立體桁架上弦交界處沒有桿件重疊，大大簡化了子結構與主體結構兩者之間的連接構造，子結構以周邊點支承的方式內嵌于主體結構大網格中，保證了子結構的邊界約束及其承載力。

所述立體桁架由兩根平行上弦桿、一根下弦桿、上下弦桿之間的腹桿及兩上弦桿之間的橫桿與斜撐桿組成，所述立體桁架斷面為三角形，上弦為四邊形小網格，所述斜撐桿位于上弦四邊形小網格內，以保持上弦四邊形小網格的穩定性。所述立體桁架內腹桿、橫桿與斜撐桿均采用相貫節點直接焊在上下弦桿上。

所述縱、橫兩向立體桁架通過焊接空心球節點連接，每個交叉區包括四個上弦節點和一個下弦節點。

本實用新型的優點：本實用新型的單層膜型網殼子結構外形光滑，構造比較簡單，子結構下口邊界為一閉合的四邊形平面，能很好地封閉主體結構的四邊形大網格，其子結構邊界網格尺寸與立體桁架上弦小網格尺寸相等，使得子結構與主體結構能很好地配合，也大大簡化了兩者之間的連接構造，減少了加工制作工作量；子結構內部桿件主要承受軸向壓力，能充分發揮材料的性能，和平板網架子結構相比，子結構采用單層形式，使得桿件和節點的數量大幅度減少，進一步減少了結構用鋼量，降低了工程造價；整個結構的載荷由相對比較稀疏而宏大的主體結構承擔，每個子結構基本只承擔相應大網格范圍內的荷載，因而子結構內部桿件基本可按構造要求配置。可適用于150～200m的超大跨度空間網殼屋蓋結構。這種大網格套小網格的結構形式，能有效地克服壓桿失穩的問題，可大幅度提高結構的整體剛度與穩定性、避免壓桿失穩。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為單層膜型網殼子結構構成示意圖；

圖4為三角形截面立體桁架梁示意圖；

圖5為圖4的A-A剖視圖；

圖6為子結構以周邊點支承方式內嵌于大網格示意圖；

圖7為圖6的A-A剖視圖；

圖8為立體桁架交叉區構造示意圖。

具體實施方式

結合附圖：

整個結構由主體結構I和布置于主體結構中的子結構II兩級構成，結構內部各桿均為圓鋼管，所述主體結構是一種由橫向立體桁架1與縱向立體桁架2交叉構成的圓柱面大網格結構，其四邊形大網格3的尺寸為10～30m，所述子結構為普通單層膜型網殼，內嵌于四邊形大網格3中，形成一種大網格套小網格的結構形式，整個結構的載荷由相對比較稀疏而宏大的主體結構承擔，子結構基本只承擔相應大網格范圍內的荷載。