[發明專利]一種帶上弦剛性環桿的肋環型索穹頂結構及施工成形方法

有效

• 申請號: 201710421890.7
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107034992B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 楊大彬;韓慶華;呂明英;魏曄;周學軍;魏強;周觀根
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: E04B1/32
• 分類號: E04B1/32;E04G21/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種帶上弦剛性環桿的肋環型索穹頂結構，包括中心撐桿、脊索和斜索首尾相連構成共用一個中心撐桿的若干中心索桿單元，外圍撐桿、脊索和斜索首尾相連構成若干外圍索桿單元，中心索桿單元的脊索和斜索節點處連接于外圍索桿單元的外圍撐桿頂端，內圈的外圍索桿單元的脊索和斜索節點處連接于與其相鄰的外圍索桿單元的外圍撐桿頂端，同圈兩相鄰外圍索桿單元的外圍撐桿頂部之間連接有上弦剛性環桿，還公開了該索穹頂結構的施工方法。本發明的帶上弦剛性環桿的肋環型索穹頂結構及施工方法，由于設有上弦剛性環桿，有效降低環梁壓力、拉索拉力和結構造價，大部分施工步均在地面或地面附近完成，降低了施工難度，易于保證施工質量。

技術領域

本發明涉及一種索穹頂結構及施工方法，具體涉及肋環型索穹頂結構及施工成形方法。

背景技術

現有的肋環型索穹頂結構由脊索、斜索、環索和撐桿組成，依靠拉索施加預應力提供剛度，為了保證必要的結構剛度，拉索尤其是外圈環索的預應力往往較大，在支座處一般需要截面較大的環向受壓的混凝土或鋼結構梁來平衡索拉力，就索穹頂的施工成形來說，由于現有的索穹頂結構僅由柔性拉索和兩端鉸接的撐桿組成，結構形狀對構件的內力具有較高的敏感性，施加預拉力的拉索和撐桿需要和最外圈環梁形成平衡體系才能具有結構剛度，其內部的部分拉索和撐桿無法單獨形成具有剛度的自平衡體系，通過對現有索穹頂結構的組成和力學特點進行研究得知，穹頂構件的制作誤差與拉索預應力誤差對其施工成形有很大影響，這也是制約索穹頂結構大面積推廣的主要瓶頸問題之一。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種帶上弦剛性環桿的肋環型索穹頂結構和該索穹頂結構的施工成形方法，通過對現有肋環型索穹頂結構體系及其施工成形方法的改造，能夠減小拉索截面和預應力，降低最外圈環梁的壓力和截面，減小構件制作誤差與拉索預應力誤差對其施工成形的影響，使其施工成形更加簡單、施工質量更好、施工成本更低。

技術方案：本發明所述的一種帶上弦剛性環桿的肋環型索穹頂結構，包括中心撐桿、外圍撐桿、脊索、斜索和環索，所述中心撐桿、脊索和斜索首尾相連構成共用一個中心撐桿的若干中心索桿單元，所述脊索和斜索分別呈發散狀的連接于中心撐桿頂部和底部，所述外圍撐桿、脊索和斜索首尾相連構成若干外圍索桿單元，每個中心索桿單元的脊索和斜索節點處連接于外圍索桿單元的外圍撐桿頂端，位于內圈的外圍索桿單元的脊索和斜索節點處連接于與其相鄰的外圍索桿單元的外圍撐桿頂端，所述同圈兩相鄰外圍索桿單元的外圍撐桿頂部之間連接有上弦剛性環桿，其底部之間連接有環索。

所述中心撐桿設有用于調節長度的調節套筒。

所述環索設有用于調節長度的調節套筒。

所述上弦剛性環桿表面向外延伸有凸耳和連接夾板，所述外圍撐桿和斜索與凸耳鉸接，所述連接夾板套入脊索，通過調節連接夾板上的螺栓夾緊脊索，進而固定脊索與上弦剛性環桿。

帶上弦剛性環桿的肋環型索穹頂結構的施工成形方法，包括以下步驟：

1)在地面上將脊索、斜索、中心撐桿和最內圈上弦剛性環桿進行組裝得到共用一個中心撐桿的若干互相連接的中心索桿單元，再將脊索、斜索、環索、外圍撐桿和上弦剛性環桿組裝得到若干互相連接的外圍索桿單元，連接中心撐桿頂端和支座的每根脊索為一整根拉索，調節連接夾板上的螺栓使得連接夾板夾緊脊索，進而固定脊索與上弦剛性環桿，組裝時調節中心撐桿的調節套筒，使中心撐桿的長度小于其零狀態設計長度，調節每圈環索的調節套筒使每圈環索的長度大于其零狀態設計長度，外圍撐桿、脊索、斜索和上弦剛性環桿的長度為零狀態設計長度；

2)在地面上設置胎架，每個胎架帶有相同高度的支撐點，將步驟1)中組裝好的最內圈上弦剛性環桿水平放置于胎架上，調節中心撐桿的調節套筒，使得中心撐桿伸長，與中心撐桿相連的脊索和斜索進而被張拉，脊索和斜索受拉，中心撐桿和上弦剛性環桿受壓，脊索、斜索、中心撐桿和最內圈上弦剛性環桿共同形成自平衡體系；