[實用新型]一種索穹頂與空間鋼桁架組合的圓形罩棚

有效

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• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN205382608U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 葛家琪;高向前;劉鑫剛;王樹;張國軍;王明珠
• 申請（專利權）人: 中國航空規(guī)劃設計研究總院有限公司;大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: E04B7/14
• 分類號: E04B7/14;E04B1/342
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 朱麗巖;唐曉麗

技術領域

本實用新型涉及一種拉索和鋼結構組合的新型結構體系，特別是一種索穹頂與空間鋼桁架的組合結構。

背景技術

現(xiàn)有的拱型空間鋼桁架結構受力清晰，因此被廣泛的應用于大跨度廠房、倉庫等工業(yè)建筑。拱型空間鋼桁架結構由于受力的需要，跨度越大，拱高越高，易造成不必要的空間浪費。同時在自重和豎向荷載的作用下，現(xiàn)有的拱型空間鋼桁架結構用鋼量相對較高，并且在落地支座處產(chǎn)生較大的水平推力，造成上部鋼結構及下部結構、支座造價較高，桿件較多也會造成后期防腐維護費用較高。

目前索穹頂結構在國內(nèi)外已經(jīng)建成多座。索穹頂結構作為一種柔性的大跨空間結構，它主要由預應力提供剛度。已有的索穹頂結構作為一種張拉結構，為了平衡內(nèi)部拉力，必須設置專門的約束構件，該約束構件一般是采用受壓環(huán)梁或環(huán)桁架的方式承受內(nèi)部索穹頂?shù)膹较蛳騼?nèi)拉力，使外圍的脊索和斜索外端連接在固定端，與周邊的受壓環(huán)梁組成一個閉合回路。這種受壓環(huán)梁或環(huán)桁架做為約束構件往往自重較大，造成受壓環(huán)梁或環(huán)桁架的用鋼量較大，而且受壓環(huán)梁或環(huán)桁架和使用目的僅僅是為了承受索穹頂外部拉力，造成了材料浪費。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種索穹頂與空間鋼桁架組合的圓形罩棚，要解決現(xiàn)有拱型空間鋼桁架結構用鋼量較高造價較高，落地支座水平推力較大，桿件維護費較高的技術問題，還要解決現(xiàn)有的索穹頂結構的約束構件自重較大，用鋼量較大材料浪費的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種索穹頂與空間鋼桁架組合的圓形罩棚，包括棚頂和主體，所述圓形罩棚為近似球缺面，棚頂為索穹頂結構，主體為空間鋼桁架結構，索穹頂結構的底端和空間鋼桁架結構的頂端固定連接。

所述空間鋼桁架結構包括至少一層的緯向曲梁，所述緯向曲梁為多邊形空間鋼桁架。

所述空間鋼桁架結構包括至少二層的緯向曲梁和徑向曲柱，所述徑向曲柱連接各層緯向曲梁，相鄰的徑向曲柱之間均通過按固定緯度間隔設置的緯向拉桿連接。

所述緯向曲梁為多邊形空間鋼桁架，所述徑向曲柱為三角形空間鋼桁架，所述緯向曲梁的第一上弦桿與徑向曲柱的第二上弦桿連接，所述緯向曲梁的第一下弦桿與徑向曲柱的第二下弦桿連接。

所述索穹頂結構包括呈階梯狀逐層連接的三層索，由下至上分別為外索、中索和內(nèi)索，每層索都至少包括徑向的脊索、緯向的環(huán)索和斜索，相鄰兩層索之間還連接有豎向的撐桿，所述撐桿的頂端與上一層的脊索和斜索的交點連接，撐桿的底端與下一層的環(huán)索和斜索的交點連接，脊索的最外圈脊索和斜索的最外圈斜索連接。

所述外索是由外圈脊索、外圈環(huán)索和外圈斜索組成，所述中索是由中圈脊索、中圈環(huán)索和中圈斜索，所述內(nèi)索是由內(nèi)圈脊索、內(nèi)圈環(huán)索和內(nèi)圈斜索組成，其中內(nèi)圈環(huán)索為上下雙層環(huán)索，分別為上層環(huán)索和下層環(huán)索，內(nèi)圈脊索連接至上層環(huán)索上，內(nèi)圈斜索連接至下層環(huán)索上，外索與中索之間連接有第一撐桿，中索與內(nèi)索之間連接有第二撐桿，上下雙層環(huán)索之間連接有第三撐桿。

頂層的緯向曲梁的上弦桿上連接有耳板，外圈脊索和外圈斜索的外端均通過固定在該耳板上與該緯向曲梁連接。

所述緯向曲梁和徑向曲柱通過弦桿間相貫焊接。

與現(xiàn)有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果：

本實用新型提出了一種新的圓形罩棚結構，結合了張拉結構和剛性結構的優(yōu)勢，將索穹頂結構等張拉結構向內(nèi)拉力、空間鋼桁架結構向外推力結合起來，實現(xiàn)內(nèi)外受力自平衡，減小拱型鋼結構受力，結構整體穩(wěn)定性更好，同時降低鋼桁架結構下部結構及支座的水平推力，減少后期防腐維護費用。

本實用新型中，空間鋼桁架結構產(chǎn)生徑向向外的推力作用，索穹頂結構預應力張拉和承載后，徑向脊索和斜索產(chǎn)生徑向向內(nèi)的拉力作用。因此，通過索穹頂結構產(chǎn)生徑向向內(nèi)的拉力，平衡空間鋼桁架結構產(chǎn)生徑向向外的推力，減小空間鋼桁架結構受力及對下部結構產(chǎn)生的推力作用，實現(xiàn)降低結構用鋼量及下部結構用量。

本實用新型中，索穹頂結構拱高比現(xiàn)有的拱型空間鋼桁架結構拱高小，可以避免造成建筑空間的浪費。同時索穹頂結構桿件數(shù)量很少，且鋼拉索一般在建筑設計使用年限不需要進行防腐維護，減少后期防腐維護費用。索穹頂結構可采用整體張拉施工，中部無施工腳手架，施工速度快。索穹頂結構上部圍護結構采用膜材自重較輕，可實現(xiàn)更大跨度拱型結構，同時可減小拱型空間鋼桁架結構產(chǎn)生的水平推力。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型的三維結構示意圖。

圖2是圖1的剖視結構示意圖。