[發明專利]鋼筋混凝土腔室壁板格構旋轉曲面穹頂結構

有效

• 申請號: 201610013871.6
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105484410B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 劉珺;初志娜;李野
• 申請（專利權）人: 李曉平
• 主分類號: E04B7/10
• 分類號: E04B7/10
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司21101
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及建筑物構造中的穹頂結構，特別是一種鋼筋混凝土腔室壁板格構旋轉曲面穹頂結構。

背景技術

建筑形體是由兩條以上平行曲線（含二曲線）在空間沿一軸旋轉而成的三維空間穹頂體，母線可為圓弧線、雙曲線、橢圓線或拋物線等，將上述穹頂體截切可以形成各種截面，多為圓弧形，在公告號為101864806A，發明名稱為“勁性支撐穹頂結構”的發明專利中，已經設計出適合建筑物的穹頂結構，但隨著社會發展，現有的鋼筋混凝土穹頂建筑結構只能滿足直徑略大的大棚建設，卻不能滿足超大跨度如體育場館、大跨度機庫、機場航站樓、候車廳、博物館、展覽館及若干有特殊要求的建筑，比如秦始皇陵考古所需用中間不設柱子直徑500米以上超大跨度大棚；為此提供了這種鋼筋混凝土腔室壁板旋轉曲面穹頂結構，以適用于各種跨度及超大跨度公共建筑應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以實現超大跨度建筑的結構，以適用于中間不設柱子超大跨度建筑的應用，例如用此種設計可以建造秦始皇陵考古所需用中間不設柱子跨徑500米以上超大跨度大棚。

本發明的技術方案為：一種鋼筋混凝土腔室壁板格構旋轉曲面穹頂結構，包括外環梁、內環梁，其技術要點是：外環梁的相對兩端連接有嵌固外環梁的豎向拱形壁板，設有內環梁時，豎向拱形壁板的中部與內環梁連接嵌固，豎向拱形壁板采用對稱設置方式，與豎向拱形壁板相交叉的位置設置有法向環形壁板，法向環形壁板與豎向拱形壁板交叉分割嵌固形成似楔形的板式格構空間，曲面殼板按上中下層分別與法向環形壁板、豎向拱形壁板連接嵌固，形成板式格構封閉腔室，曲面殼板與法向環形壁板、豎向拱形壁板相交處設有暗梁，曲面殼板在法向環形壁板內設暗梁中通過，法向環形壁板暗梁在豎向拱形壁板內設暗梁中通過，所有殼板、暗梁均通過暗柱連成一個整體，外環梁邊界處設置有加強結構。

本發明的優點及技術效果是該空間旋轉曲面穹頂抗力體系的剛度、整體性、穩定性極好，抗震能力強，適用于各種中間不設柱子各種跨度及超大跨度建筑，在荷載作用下具有三維受力特性的結構可滿足鋼筋混凝土結構超大跨度空間強度、剛度、穩定協調統一要求。旋轉曲面穹頂結構由于采用兩層以上（含兩層）現澆高性能鋼筋混凝土曲面殼板結構設計，高性能高強度混凝土可以減輕結構自重的荷載效應，可模性好、耐火性好并具有極好的氣密性、耐久性，可滿足不同需求，例如可滿足對于氣密性、耐久性有特殊要求的秦始皇陵考古需密閉汞氣、其建筑大棚需長壽命的要求。旋轉曲面穹頂特點是具有三維受力特性的空間結構，這種結構具有良好的空間力學性能，這種板式格構封閉腔室旋轉曲面穹頂結構體其曲面殼板內力以薄膜內力或軸力為主，具有明確的立體力學特點，其主要內力是沿著中曲面方向傳遞的拉力、壓力、順剪力，豎向拱形壁板、法向環形壁板的存在極大增強了穹頂體抗彎剛度和整體定性及安全冗余度，增強了抗過載荷能力并具有較好的抗連續坍塌能力。此種空間結構僅在外環梁附近小范圍內存在中曲面外彎矩、豎向剪力，需要按設計要求加強。旋轉曲面穹頂是以整個結構形體來抵抗外部荷載的，其結構由于傳力結構與承重結構合二為一體，內力傳遞途徑簡潔明確，整體性好、剛度大，可覆蓋大跨度空間而中間不用設支柱，具有極好的結構整體性能、良好的力學性能和可觀的經濟效益。每一種旋轉曲面穹頂造型均具有特有曲面、弧線特點，因此每棟建筑設計均可形成獨特的建筑風格。

附圖說明

圖1是本發明總體結構俯視示意圖；

圖2是圖1的剖視圖；

圖3是本發明中曲面殼板斷面圖；

圖4是圖2中B-B處的剖面圖；

圖5是本發明中法向環形壁板單件平面圖；

圖6是圖2中D-D處的斷面圖；

圖7是本發明中豎向拱形壁板單件圖；

圖8是本發明中法向環形壁板單件斷面圖；

附圖標記如下：1、外環梁 2、法向環形壁板 3、豎向拱形壁板 4、暗柱 5、曲面殼板（1） 6、內環梁 7、曲面殼板（2） 8、加強結構 9、曲面殼板（3） 10、腔室 11、豎向拱形壁板內設暗梁。 12、法向環形壁板內設暗梁。

具體實施方式