[發明專利]徑向開合屋蓋結構

有效

• 申請號: 201210059541.2
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102704608A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 蔡建國;馮健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B7/16
• 分類號: E04B7/16
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種屋蓋結構,尤其是一種開合屋蓋結構。?

??

背景技術

在過去的幾十年中，各國學者們提出了許多大跨度開合屋蓋結構體系的概念，其中一些已經在網球場館、游泳場館和田徑場館等大型體育場館的開合屋蓋中得到應用^[1]。美國工程師Hoberman從上世紀80年代后期開始致力于開合結構的研究與設計，主要偏重于開合結構的應用，他的代表作品是Iris?Dome^[2-4]。Iris?Dome是基于Hoberman單元構成的，它是由相等的兩段彎折的角梁單元通過剪式鉸在中部連接而成，當兩個角梁單元繞著中間的剪式鉸轉動的時候，梁端的夾角始終保持不變。利用這個性質可以將n個相同的Hoberman單元連接起來組成閉合環形連桿機構。?

然而，這種基于Hoberman剪式單元的徑向可開合式屋蓋體系的所有節點，在體系的運動過程中會有較大的徑向位移，從而給屋蓋結構下部支承體系的設計帶來了很大的困難。?

1.?????????Ishii?K.?Structural?design?of?retractable?roof?structures?[M].?WIT?Press,?Southampton,?Boston,?2000.?

2.?????????Hoberman?C.?Reversibly?expandable?doubly-curved?truss?structures?[P].?US?Patent?4,942,700,?1990.

3.?????????Hoberman?C.?Radial?expansion/retraction?truss?structure?[P].?US?Patent?5,024,031,?1991.

4.?????????Hoberman?C.?Art?and?science?of?folding?structures?[J].?Sites,?1992,?24:?61-69.

發明內容

為了克服現有開合屋蓋結構技術的缺陷,本發明提供了一種徑向開合屋蓋結構,該開合屋蓋不僅能滿足建筑對屋蓋開合的各項功能要求,還具有設計和施工方便等優點,能較好地滿足中小跨度建筑對屋蓋開合功能的要求。?

為了達到上述目的,本發明采用了如下技術方案:?

一種徑向開合屋蓋結構，包括：徑向伸縮網架，在徑向伸縮網架的外部設有單自由度環形連桿機構，所述的單自由度環形連桿機構包括由首尾連接的n根直桿構成的正n邊形桿，n不小于3且不大于720，在每根直桿上分別設有連桿機構單元，所述的連桿機構單元由內置平行四邊形機構和外置平行四邊形機構組成，

所述的內置平行四邊形機構由第一固定桿、第一邊桿、第一連桿及第一末桿組成，且第一固定桿為二分之一直桿，第一固定桿的一端與第一邊桿的一端轉動連接，第一邊桿的另一端與第一連桿的一端轉動連接，第一連桿的另一端與第一末桿的一端轉動連接，第一末桿的另一端與第一固定桿的另一端轉動連接，

所述外置平行四邊形機構由第二固定桿、第二邊桿、第二連桿及第二末桿組成，且第二固定桿為剩余二分之一直桿，第二固定桿的一端與第二邊桿的一端轉動連接，第二邊桿的另一端與第二連桿的一端轉動連接，第二連桿的另一端與第二末桿的一端轉動連接，第二末桿的另一端與第二固定桿的另一端轉動連接，

并且，所述第一末桿的另一端與與第二末桿的另一端連接并形成折桿，第一邊桿的延長線與第二邊桿的延長線在屋蓋完全閉合狀態時相交于正n邊形桿的中心，一對相鄰連桿機構單元中一個連桿機構單元的第一邊桿與相鄰連桿機構單元中另一個連桿機構單元的第二邊桿連接并形成一根直線型桿件，

在單自由度環形連桿機構中，至少有3個均勻分布的連桿機構單元中的第一連桿的任意一端分別與徑向伸縮網架最外圈上的節點對應轉動連接，且至少有1個連桿機構單元為驅動單元。

本發明的有益效果是，本發明由徑向伸縮網架進行伸縮，實現屋蓋的開合，而在屋蓋的開合過程中，位于徑向伸縮網架外的正n邊形桿始終處于靜止狀態，因此，開合屋蓋結構的正n邊形桿上的支撐點在徑向開啟屋蓋結構運動過程中沒有徑向運動，從而使得支承條件簡單；本發明設置在正n邊形桿上的單自由度環形連桿機構增加了和支座連接處結構的剛度，克服了傳統折疊網架結構受力性能較差和剛度較弱的缺點；由于本發明利用單自由度環形連桿機構驅動屋蓋的開合，減小了驅動裝置的數量；而且其構造合理、設計和施工簡單，特別適合中小跨度的建筑。?

附圖說明