[實用新型]一種用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型

有效

• 申請號: 201220332081.1
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN202711583U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 陳聯盟;董石麟
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G09B25/04
• 分類號: G09B25/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于索穹頂結構模擬實驗技術領域，尤其涉及一種用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型。

背景技術

索穹頂結構是一種由拉索和壓桿組成、依靠施加預應力提供剛度的柔性體系，其預應力的生成及結構的成形是伴隨著施工過程完成的。實際工程的施工一般是按階段分批張拉的，存在明顯的階段性，對于每一個施工階段，結構的不完整性使體系處于松弛態，且一般屬于不穩定機構，剛度矩陣奇異，無法采用一般的有限元方法計算。事實上，松弛態體系在自重作用下都會通過形狀和內力的調整達到一個平衡態，所以實際設計分析中可以忽略桿系在各階段張拉過程中的移動和變位，只需關注在各階段施工完成后體系所處的平衡態，即此時各桿件內力和節點坐標，由此索穹頂結構的施工成形分析轉化為求解結構在各施工階段平衡態的問題。由于技術保密等原因，國外在索穹頂結構施工成形方案及理論計算分析方面的報導很少；國內學者在這方面作了一定的研究，主要是采用不同的索單元、不同的平衡態找形方法對索桿結構的施工過程進行了模擬。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型，旨在解決目前缺乏用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型，使得索穹頂結構施工成形理論分析及試驗研究受到了限制的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型，該模型包括：脊索、斜索、環索、壓桿、環梁和立柱；

所述環梁與所述立柱相連接，所述脊索與所述環梁及壓桿相連接，所述斜索與所述環梁及壓桿相連接，所述環索與所述斜索及壓桿相連接。

進一步，所述環梁和立柱構成一個基本組裝單元，24件基本組裝單元拼裝成支承平臺，支承平臺模擬索穹頂結構周邊的剛性支座。

進一步，該模型設置有內、外兩圈環索，所述環索采用φ5高強鋼絲。

進一步，所述脊索及斜索采用φ3高強鋼絲，索頭設計成U字形，中間開槽7mm以用來連接桅桿端部節點葉片，并通過φ6銷釘銷住。

進一步，中心位置的壓桿采用φ20×3無縫鋼管，其余壓桿采用φ15×3無縫鋼管，所有壓桿長度都是可調的，即中間采用有正、反螺紋的套筒連接。

本實用新型提供的用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型，由脊索、斜索、環索、壓桿、環梁和立柱連接構成；實驗時，首先按照成形后的初始預應力分布求得體系各構件原長，根據體系的拓撲關系組裝各構件，其中所有脊索、斜索和環索都是按照原長組裝，壓桿則調節正反螺紋套筒縮短到一定長度，此時體系處于松弛態；在此基礎上依次逐步分批調節外圈壓桿到原長、中圈壓桿到原長、最后中心壓桿到原長，此時模型的張拉成形，各構件獲取設計初始預應力，結構簡單，實用性強，具有較強的推廣與應用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型的結構示意圖。

圖中：1、脊索；2、斜索；3、環索；4、壓桿；5、環梁；6、立柱。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

圖1示出了本實用新型實施例提供的用于施工成形理論分析及試驗研究的索穹頂結構模型的結構。為了便于說明，僅僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。

該模型包括：圖中：1、脊索；2、斜索；3、環索；4、壓桿；5、環梁；6、立柱。

環梁5與立柱6相連接，壓桿4與拉索(包括脊索1、斜索2和環索3)相連接，環索3與斜索2及壓桿4相連接，脊索1與環梁5及壓桿4相連接，斜索2與環梁5及壓桿4相連接。

在本實用新型實施例中，環梁5和立柱6構成一個基本組裝單元，24件基本組裝單元拼裝成支承平臺，支承平臺模擬索穹頂結構周邊的剛性支座。

在本實用新型實施例中，該模型設置有內、外兩圈環索3，環索3采用φ5高強鋼絲。

在本實用新型實施例中，脊索1及斜索2采用φ3高強鋼絲，索頭設計成U字形，中間開槽7mm以用來連接桅桿端部節點葉片，并通過φ6銷釘銷住。

在本實用新型實施例中，中心位置的壓桿4采用φ20×3無縫鋼管，其余壓桿4采用φ15×3無縫鋼管，所有壓桿4長度都是可調的，即中間采用有正、反螺紋的套筒連接。

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型的應用原理作進一步描述。