[實(shí)用新型]一種索穹頂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320758054.5
• 申請(qǐng)日: 2013-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN203626105U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)杰;洪國(guó)松;孫鋒;陳水祥;陳紅梅;董蘇洲;胡洪明;王欣;陳雅能;丁向榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E04B7/14
• 分類號(hào): E04B7/14
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別與一種索穹頂及其安裝方法有關(guān)。

背景技術(shù)

索穹頂技術(shù)是近現(xiàn)代世界空間結(jié)構(gòu)技術(shù)的最高成就，基于美國(guó)著名建筑師富勒先生的張拉整體（TENSEGRITY）概念。這種結(jié)構(gòu)的剛度由受拉和受壓?jiǎn)卧g的平衡預(yù)張力提供，在施加預(yù)張力之前，體系幾乎沒有剛度，并且初始預(yù)張力的大小對(duì)體系的外形和結(jié)構(gòu)的剛度起著決定性作用。由于張拉整體結(jié)構(gòu)體系固有的符合大自然規(guī)律的特點(diǎn)，并最大限度地利用了材料和截面的特性，因此可以利用少量的材料建造超大跨度建筑。目前國(guó)外發(fā)達(dá)地區(qū)已成功地運(yùn)用于大型高難度空間結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目，如美國(guó)喬治亞穹頂、美國(guó)太陽(yáng)海岸穹頂?shù)龋瑒?chuàng)造了索穹頂?shù)妮x煌時(shí)代。

在國(guó)內(nèi)索穹頂結(jié)構(gòu)的施工領(lǐng)域中，尚無如此大直徑結(jié)構(gòu)的施工先例。國(guó)內(nèi)外施工經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)內(nèi)張弦穹頂結(jié)構(gòu)安裝主要方式是中央豎立塔架，先安裝內(nèi)拉環(huán)，再連接索系。這樣的安裝方法，高空操作的勞動(dòng)強(qiáng)度大，整體結(jié)構(gòu)受力的平衡度差，因此本申請(qǐng)人針對(duì)國(guó)內(nèi)大型索穹頂安裝技術(shù)中的空白，全新設(shè)計(jì)開發(fā)出一種索穹頂及其安裝方法，本案由此產(chǎn)生。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所提供的索穹頂結(jié)構(gòu)以及安裝方法，采用地面整體組裝，整體同步提升不需借助吊車、塔架等輔助設(shè)備，減少施工成本和工期。最主要的是沒有高空作業(yè)，保證了工人在施工中的安全。沒有了大量的高空作業(yè)，工人在施工過程中處于安全位置，同時(shí)張拉作業(yè)量減小了2/3，降低了施工的成本。索穹頂結(jié)構(gòu)分批分級(jí)張拉技術(shù)的應(yīng)用更是改變了結(jié)構(gòu)的成型狀態(tài)，使得結(jié)構(gòu)在張拉過程中受力的平衡、對(duì)稱，保證了整個(gè)結(jié)構(gòu)的成型圓度，通過合理的張拉順序控制使結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)給定的位形。

為了達(dá)到上述效果，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種索穹頂，包括中央壓力環(huán)、外環(huán)桁架、沿中央壓力環(huán)等角度圓周分布的若干徑向脊索、與脊索連接的斜索和撐桿、與撐桿和斜索連接的環(huán)索；中央壓力環(huán)包括上環(huán)和下環(huán)，之間通過鋼材支撐固定；脊索的一端連接中央壓力環(huán)的上環(huán)，另一端連接在外環(huán)桁架上，每條脊索的由多條獨(dú)立的脊索單元連接而成，每個(gè)連接的節(jié)點(diǎn)下方連接獨(dú)立的斜索和撐桿；最內(nèi)側(cè)的斜索與中央壓力環(huán)的下環(huán)連接固定，相鄰兩個(gè)脊索單元連接節(jié)點(diǎn)的斜索和撐桿連接，所有斜索和撐桿的連接節(jié)點(diǎn)處通過環(huán)索連接。

所述的脊索由內(nèi)而外分成內(nèi)脊索、中脊索、外脊索三道。

所述的內(nèi)脊索、中脊索的連接節(jié)點(diǎn)處同時(shí)連接內(nèi)斜索和內(nèi)撐桿，中脊索、外脊索的連接節(jié)點(diǎn)處同時(shí)連接中斜索和外撐桿；內(nèi)斜索的另一端與中央壓力環(huán)的下環(huán)連接，內(nèi)撐桿與中斜索連接，外撐桿和外斜索連接，外斜索的另一端與外環(huán)桁架連接。

所述的脊索一共有20條。

一種索穹頂?shù)陌惭b方法，包括以下步驟：

一、搭設(shè)中央壓力環(huán)拼裝胎架，并設(shè)置兩道內(nèi)外兩道放索平臺(tái)，進(jìn)行內(nèi)外環(huán)索的放索；內(nèi)脊索、中脊索、外脊索連接完成，進(jìn)行脊索、斜索的鋪設(shè)；?

二、將中央壓力環(huán)上環(huán)與內(nèi)脊索連接，內(nèi)脊索、中脊索的連接節(jié)點(diǎn)上連接內(nèi)撐桿和內(nèi)斜索，同時(shí)中央壓力環(huán)下環(huán)與內(nèi)斜索連接，內(nèi)撐桿與中斜索連接，在內(nèi)撐桿和中斜索的連接節(jié)點(diǎn)上通過內(nèi)環(huán)索連接；

三、每個(gè)脊索通過施加牽引力使結(jié)構(gòu)上升，上升至一定高度后，安裝外撐桿，同時(shí)外撐桿的與外斜索連接；所有外撐桿和外斜索的連接點(diǎn)上通過外環(huán)索連接；

四、繼續(xù)上升，直至索穹頂牽引張拉完成。

其中在所述索穹頂結(jié)構(gòu)的各個(gè)組件完成前，所有的工裝均為牽引工裝，牽引工裝為每一脊索一個(gè)，張拉工裝為每一脊索兩個(gè)，當(dāng)完成索穹頂?shù)慕M裝后，外脊索上的牽引工裝轉(zhuǎn)變成張拉工裝，同時(shí)外斜索仍然為牽引工裝，外脊索張拉至中心鋼壓力環(huán)距離樓面約完成脊索體系的張拉，并固定脊索。

上述的脊索固定后，外斜索的牽引工裝轉(zhuǎn)換成張拉工裝，張拉外斜索直至索穹頂形成結(jié)構(gòu)體系，此狀態(tài)下外斜索、外脊索與環(huán)桁架耳板之間連接。

采用上述方案后，本實(shí)用新型具有諸多積極效果，實(shí)現(xiàn)了索穹頂中央壓力環(huán)的地面的拼裝，免去了原有高空原位安裝需要搭設(shè)支撐架或者滿堂腳手架的施工成本，減少高空作業(yè)量，安裝精度控制方便。

整個(gè)索穹頂結(jié)構(gòu)共有132道鋼索組成，最終從一個(gè)柔性的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成一個(gè)剛性的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型精確控制張拉方式以及張拉操作，符合提升過程中的應(yīng)力，確保順利安裝。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的整體示意圖；

圖2是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的立體狀態(tài)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中安裝過程狀態(tài)圖一；

圖4是本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中安裝過程狀態(tài)圖二；