[實用新型]一種預應力空間網格結構

有效

• 申請號: 201420733689.4
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN204282532U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 周一一;潘暑賢;沈煒
• 申請（專利權）人: 江蘇筑森建筑設計有限公司
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種張拉結構，特別是一種預應力空間網格結構。

背景技術

張拉結構是一組不連續的受壓構件與一套連續的受拉單元組成的自支承、自應力的空間網格體系，由Snelson和Fullar在上世紀60年代提出。張拉整體結構固有的符合自然規律的特點，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，質量輕盈且材料效率高的優點。在結構上，張拉在運動學上的不確定性導致了它是一個動態平衡體系，具有整體結構自身內力平衡，剛度隨預應力變化，自由度較大等特征。

現有的張拉結構主要是桿索結構。對傳統張拉結構的研究主要關注結構的單元布局、力學特性與預應力的分析，包括幾何學、拓撲和圖形分析、力學分析及試驗研究，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。

由于張拉結構屬于動不定結構，受力分析與計算較復雜，早期的張拉結構工程運用一直較少。上世紀80年代開始，科學家開始探索包含張拉原理的大跨度空間結構，比較成功的利用張拉原理形成的大跨度結構有索穹頂和張弦梁。美國工程師Geiger提出了支承于周邊受壓環梁上的一種索桿預應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構在大跨結構中最成功的運用。但是它依賴外部預應力，無法實現自平衡，并且結構復雜。日本大學的齊藤(Saitoh)教授提出了用撐桿連接抗彎構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應力，本質上不是一種傳統的張拉結構，而是作為類似梁的構件來使用，因此在兩端也需要支撐。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種構件簡單，控制方便，結構穩定且可以自身平衡，預應力控制簡單的預應力空間網格結構。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種預應力空間網格結構，包括至少兩個正方體連接構件、受壓桿和預應力繩索，其特征在于所述的正方體連接構件的頂點處設有定位孔，所述的正方體連接構件的任意一面為連接面，所述連接面的兩個對角線上設有構件內預應力繩索，所述的兩條對角線相較于O點，另一個正方體連接構件連接面的兩條對角線相交于O’點，所述的O點與O’點之間設有與兩個連接面相互垂直的受壓桿，所述的受壓桿兩端與構件內預應力繩索鉸接，所述的正方體連接構件連接面的四個頂點與另一個正方體連接構件連接面的相應的四個頂點之間設有構件間預應力繩索，所述的構件間預應力繩索用于施加預應力，所述的構件間預應力繩索與兩個連接面相互垂直，所述的構件內預應力繩索與構件間預應力繩索通過定位孔固定。

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

所述的構件內預應力繩索的長度為所述的構件間預應力繩索的長度與受壓桿相等。