[發(fā)明專利]一種新型的結(jié)構(gòu)形式網(wǎng)殼-張弦梁組合結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410378363.9
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN104264783A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷志祥;鞠英杰;康翠嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 殷志祥;鞠英杰;康翠嬌
• 主分類號(hào): E04B1/342
• 分類號(hào): E04B1/342;E04B7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大跨度建筑技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種能夠提高體育館、展覽館、候機(jī)廳、車站、會(huì)展中心等公共建筑跨度的新型結(jié)構(gòu)形式。

背景技術(shù)

在空間結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的一種空間結(jié)構(gòu)形式。但是隨著跨度的增加，雙層網(wǎng)殼越靠近中心節(jié)點(diǎn)桿件越密集，用鋼量越大，撓度也越大，自重限制了雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。由拱梁，弦及撐桿組成的張弦梁結(jié)構(gòu)由于自重輕、材料性能被充分利用而更多的應(yīng)用在大跨度結(jié)構(gòu)中。但張弦梁結(jié)構(gòu)也存在缺點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)荷載較大且用輕屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在風(fēng)吸力作用下可能出現(xiàn)下弦拉索受壓退出工作的情況。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種網(wǎng)殼-張弦梁新型的組合結(jié)構(gòu)型式。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：根據(jù)網(wǎng)殼和張弦梁這兩種結(jié)構(gòu)各自特點(diǎn)把雙層網(wǎng)殼中間用鋼量較大的部分用張弦梁這種上弦剛性結(jié)構(gòu)和拉索協(xié)同工作而達(dá)到自平衡的結(jié)構(gòu)體系來代替，組成網(wǎng)殼-張弦梁組合結(jié)構(gòu)。這種組合結(jié)構(gòu)由兩部分組成，中間為張弦梁部分，四周為雙層網(wǎng)殼部分，它既能夠發(fā)揮張弦梁跨越跨度大和用鋼量小的優(yōu)點(diǎn)，又能發(fā)揮雙層網(wǎng)殼剛度大的性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明所述設(shè)計(jì)方案，可以達(dá)到以下技術(shù)效果：

1.組合結(jié)構(gòu)的中間部分由張弦梁代替雙層網(wǎng)殼，它的自重更小，故組合結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力相比單純雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)更小。

2.組合結(jié)構(gòu)中張弦梁的靜力性能方面，張弦梁預(yù)應(yīng)力的改變對(duì)組合結(jié)構(gòu)剛度的影響不大；但是張弦梁跨度的改變對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度影響明顯。

3.用鋼量小。雙層網(wǎng)殼-張弦梁組合結(jié)構(gòu)中間部分由張弦梁代替雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，因此組合結(jié)構(gòu)的用鋼量更小，伴隨著用鋼量的減少，結(jié)構(gòu)的總造價(jià)也在減少，組合結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟(jì)合理。

4.當(dāng)張弦梁跨度占整體跨度的3/10時(shí)，結(jié)構(gòu)的桿件最能充分發(fā)揮材料的特性，即最優(yōu)跨度。

5.抗震性能好。組合結(jié)構(gòu)在地震作用下，結(jié)構(gòu)的整體剛度比雙層網(wǎng)殼的剛度小，并且隨著下弦索的預(yù)應(yīng)力的增大，節(jié)點(diǎn)位移振動(dòng)響應(yīng)減小，桿件的振動(dòng)幅值也在減小，隨著張弦梁桁架的桿件截面的增加，結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)變小，即結(jié)構(gòu)的剛度變大；隨著張弦梁跨度的增加，節(jié)點(diǎn)位移振動(dòng)幅度增加，桿件的內(nèi)力振幅也越大，結(jié)構(gòu)的剛度減小。

具體實(shí)施方式

按照本發(fā)明提出的組合結(jié)構(gòu)型式，對(duì)大跨度建筑(如150m以上)可以按照上述技術(shù)效果的要求進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)和施工。關(guān)鍵是減輕結(jié)構(gòu)自重，增加結(jié)構(gòu)跨度，發(fā)揮材料性能，發(fā)揮兩種結(jié)構(gòu)型式的各自優(yōu)點(diǎn)，使其達(dá)到結(jié)構(gòu)的性價(jià)比最優(yōu)的目。