[實(shí)用新型]一種預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420733689.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204282532U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周一一;潘暑賢;沈煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇筑森建筑設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): E04B1/342
• 分類號(hào): E04B1/342
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種張拉結(jié)構(gòu)，特別是一種預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

張拉結(jié)構(gòu)是一組不連續(xù)的受壓構(gòu)件與一套連續(xù)的受拉單元組成的自支承、自應(yīng)力的空間網(wǎng)格體系，由Snelson和Fullar在上世紀(jì)60年代提出。張拉整體結(jié)構(gòu)固有的符合自然規(guī)律的特點(diǎn)，最大限度地利用了材料和截面的特性，具有外形美觀且非連續(xù)，質(zhì)量輕盈且材料效率高的優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上，張拉在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不確定性導(dǎo)致了它是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡體系，具有整體結(jié)構(gòu)自身內(nèi)力平衡，剛度隨預(yù)應(yīng)力變化，自由度較大等特征。

現(xiàn)有的張拉結(jié)構(gòu)主要是桿索結(jié)構(gòu)。對(duì)傳統(tǒng)張拉結(jié)構(gòu)的研究主要關(guān)注結(jié)構(gòu)的單元布局、力學(xué)特性與預(yù)應(yīng)力的分析，包括幾何學(xué)、拓?fù)浜蛨D形分析、力學(xué)分析及試驗(yàn)研究，代表性的例子包括Snelson的T棱柱模型、四面體模型和寶石模型。

由于張拉結(jié)構(gòu)屬于動(dòng)不定結(jié)構(gòu)，受力分析與計(jì)算較復(fù)雜，早期的張拉結(jié)構(gòu)工程運(yùn)用一直較少。上世紀(jì)80年代開(kāi)始，科學(xué)家開(kāi)始探索包含張拉原理的大跨度空間結(jié)構(gòu)，比較成功的利用張拉原理形成的大跨度結(jié)構(gòu)有索穹頂和張弦梁。美國(guó)工程師Geiger提出了支承于周邊受壓環(huán)梁上的一種索桿預(yù)應(yīng)力張拉整體穹頂體系，即索穹頂，成為單純包含桿索的張拉結(jié)構(gòu)在大跨結(jié)構(gòu)中最成功的運(yùn)用。但是它依賴外部預(yù)應(yīng)力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自平衡，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。日本大學(xué)的齊藤(Saitoh)教授提出了用撐桿連接抗彎構(gòu)件而形成的自平衡體系，即張弦梁體系。這種體系利用了梁的抗彎性能施加預(yù)應(yīng)力，本質(zhì)上不是一種傳統(tǒng)的張拉結(jié)構(gòu)，而是作為類似梁的構(gòu)件來(lái)使用，因此在兩端也需要支撐。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)件簡(jiǎn)單，控制方便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且可以自身平衡，預(yù)應(yīng)力控制簡(jiǎn)單的預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種預(yù)應(yīng)力空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)正方體連接構(gòu)件、受壓桿和預(yù)應(yīng)力繩索，其特征在于所述的正方體連接構(gòu)件的頂點(diǎn)處設(shè)有定位孔，所述的正方體連接構(gòu)件的任意一面為連接面，所述連接面的兩個(gè)對(duì)角線上設(shè)有構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力繩索，所述的兩條對(duì)角線相較于O點(diǎn)，另一個(gè)正方體連接構(gòu)件連接面的兩條對(duì)角線相交于O’點(diǎn)，所述的O點(diǎn)與O’點(diǎn)之間設(shè)有與兩個(gè)連接面相互垂直的受壓桿，所述的受壓桿兩端與構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力繩索鉸接，所述的正方體連接構(gòu)件連接面的四個(gè)頂點(diǎn)與另一個(gè)正方體連接構(gòu)件連接面的相應(yīng)的四個(gè)頂點(diǎn)之間設(shè)有構(gòu)件間預(yù)應(yīng)力繩索，所述的構(gòu)件間預(yù)應(yīng)力繩索用于施加預(yù)應(yīng)力，所述的構(gòu)件間預(yù)應(yīng)力繩索與兩個(gè)連接面相互垂直，所述的構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力繩索與構(gòu)件間預(yù)應(yīng)力繩索通過(guò)定位孔固定。

所述的正方體連接構(gòu)件的邊長(zhǎng)為2a，所述的受壓桿的長(zhǎng)度為10a-16a之間，所述的受壓桿的長(zhǎng)度與直徑的比小于1/15。

所述的構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力繩索的長(zhǎng)度為所述的構(gòu)件間預(yù)應(yīng)力繩索的長(zhǎng)度與受壓桿相等。