[發明專利]一種具有剛性壓桿的可折疊柱面索膜結構

有效

• 申請號: 201610237054.9
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105863061B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 蔡建國;王馨玉;馮健;周宇航
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/343
• 分類號: E04B1/343;E04B1/342
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種可折疊柱面索膜結構，特別是一種具有剛性壓桿的可折疊柱面索膜結構。

背景技術

折疊結構頂符合當代建筑理念，是大跨空間結構的一個主要發展趨勢，它越來越受到人們的青睞。折疊結構因其具有工期短、易搬遷和可重復利用等優點，已引起了現代建筑師的極大興趣。但其在大跨結構中使用較少，主要原因有：（1）折疊網格結構的節點設計一般比較復雜，目前尚缺乏構造簡單且實用、造價低廉的適合工程應用的節點設計；（2）折疊網格結構的構件除受軸力外，還受一定彎矩，受力性能不佳，造價較高；（3）折疊網格結構的剛度很差，位移較難滿足使用要求。

只有可折疊柱面網殼而則會結構剛度不足，若采用平面膜，則無法提供來自幾何形狀的剛度，而且平面膜還容易發生褶皺和撕裂，既影響美觀又影響使用，空間膜有效地避免了平面膜的這些缺點。

發明內容

本發明所要解決得技術問題是針對上述現有技術存在的不足，而提供一種結構簡單、施工方便、成本低且受力性好的可折疊柱面索膜結構，能較好地滿足臨時性建筑方便搭建和移動及大跨度建筑對折疊功能的要求，更加可以滿足膜結構的剛度需求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種具有剛性壓桿的可折疊柱面索膜結構，包括網殼結構以及設置在所述網殼結構上的膜結構，所述網殼結構由多榀折疊拱單元連接構成，其特征在于：所述每榀折疊拱單元由n個四棱錐基本單元沿著結構跨度方向相連組成，n為≥2的自然數，所述四棱錐基本單元由四個正向折桿剪式單元組成，所述正向折桿剪式單元由兩根折桿組成，所述正向折桿剪式單元的兩根折桿之間上端的夾角大于下端的夾角，四個正向折桿剪式單元依次首尾通過端部節點連接成環狀，四個折桿剪式單元的中間節點位于同一平面內，相鄰兩榀折疊拱單元之間采用反向折疊剪式單元連接，所述反向折桿剪式單元也由兩根折桿組成，所述反向折桿剪式單元的兩根折桿之間上端的夾角小于下端的夾角，反向折疊剪式單元的端部節點連接在所述每榀折疊拱單元沿結構長度方向上的正向折疊剪式單元的端部節點上；所述膜結構由設置在每個四棱錐單元上的一個開合膜單元組成，該開合膜單元包括一根剛性壓桿、附著在所述剛性壓桿上的膜材以及四根拉索，所述的剛性壓桿沿四棱錐高線布置，所述剛性壓桿的上部與膜材上部連接，所述剛性壓桿的下部與四根拉索一端鉸接，所述膜材下部分別固定在四棱錐單元的四個節點上，所述四根拉索的另一端鉸接在四棱錐單元的四個環向連接點上。

所述折桿在中間節點兩側的長度相等。

所述折桿為平面桿或空間結構的桿件。

所述的剛性壓桿均為直桿且長度均相同。

所述的剛性壓桿長度應大于折桿中間節點一側的長度。

本發明的機構為單自由度體系，減小了驅動裝置的數量；另外，由于本發明構成的構件數遠少于一般的折疊網格結構，因此給人們一種簡潔明快的效果，克服了網格結構感觀上桿件繁多凌亂的缺點；并通過其上具有剛性壓桿的開合膜結構使得結構自重較輕，開合靈活，增加了結構的剛度，結構構造簡單，設計和施工方便，特別適合中小跨度的建筑。

附圖說明

圖1為折桿剪式單示意圖；

圖2為基本四棱錐單元上設置的單個膜在展開時側視圖；

圖3為基本四棱錐單元上設置的單個膜在展開時俯視圖；

圖4為基本折疊拱單元上設置膜示意圖；

圖5為折桿剪式單元正反相連示意圖；

圖6整體結構示意圖；

圖7為四棱錐單元的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1所示，本發明的基本單元是折桿剪式單元1。每個折桿剪式單元1由兩根折桿2的組成，彎折處在折桿2中點，折桿剪式單元1的兩根折桿2在彎折處銷接連接，虛線是折疊展開過程中折桿剪式單元的運動軌跡。