[實(shí)用新型]一種圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元及圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721376469.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208168092U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊保新;楊媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B7/00
• 分類號(hào): E04B7/00;E04D13/00;E04D13/158
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

一種圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元及圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元包括固定裝置、由豎向支承結(jié)構(gòu)和屋面承重結(jié)構(gòu)共同組成的空間單元一和空間單元二，空間單元一和空間單元二的頂端相互鉸接，并在底端分別與固定裝置相鉸接形成空間三鉸拱單元;圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括以上的圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元。兩相鄰圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元之間間隔一定距離，圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)有把兩相鄰圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元連接為一個(gè)整體的連接裝置。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)體系的單根桿件的截面彎矩很小，桿件主要承受軸向力，而圓竹桿件受彎性能較差，受軸向力較好，所以本實(shí)用新型十分適合于圓竹結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元及圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

桁架式屋架是由直桿組成的一般具有三角形單元的平面結(jié)構(gòu)，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強(qiáng)度，在生活和工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。但是因?yàn)橄孪覘U件的設(shè)置，桁架式屋架所占用的“三角形”空間不能通行，建筑物的有效通行和使用高度為下弦桿到地面的高度，大大影響了建筑物的通行高度。

2010年上海世博會(huì)的“德中同行之家”圓竹結(jié)構(gòu)建筑，圓竹結(jié)構(gòu)柱傾斜設(shè)置，并在屋面檐口和地面交于一點(diǎn)，進(jìn)入建筑物的通行通道為圓竹結(jié)構(gòu)柱間的夾角空間，供人使用的有效通行通道小，不能實(shí)現(xiàn)人流的快速疏散，為了增大進(jìn)入建筑物的通行通道，可增大圓竹結(jié)構(gòu)柱之間的夾角或加高建筑物的高度，但均會(huì)帶來(lái)圓竹柱長(zhǎng)度上的增加，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差，所以此結(jié)構(gòu)不適用于人流量大的建筑。該結(jié)構(gòu)利用鋼構(gòu)件承受屋面荷載，鋼構(gòu)件以節(jié)點(diǎn)荷載的形式將屋面荷載傳給圓竹的連接節(jié)點(diǎn)，屋面的圓竹橫桿只起連接作用，并沒(méi)有承受屋面豎向荷載，比較浪費(fèi)。屋面結(jié)構(gòu)單元之間的聯(lián)系構(gòu)件只有橫向和縱向兩個(gè)方向的桿件，沒(méi)有形成三角形，屋面的整體穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對(duì)上面提到的問(wèn)題，提供一種圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元及圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供了一種圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元，包括固定裝置、由豎向支承結(jié)構(gòu)和屋面承重結(jié)構(gòu)共同組成的空間單元一和空間單元二，空間單元一和空間單元二的頂端相互鉸接，并在底端分別與固定裝置相鉸接形成空間三鉸拱單元。

本實(shí)用新型采用豎向支承結(jié)構(gòu)承受屋面承重結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的力，墻面不受力，在墻面材料的選擇上，就能更多的考慮美觀和經(jīng)濟(jì)等多方面需求，選擇范圍更廣；拱結(jié)構(gòu)體系與梁結(jié)構(gòu)體系相比，拱結(jié)構(gòu)體系的單根桿件的截面彎矩很小，桿件主要承受軸向力，而圓竹桿件受彎性能較差，受軸向力較好，所以拱結(jié)構(gòu)體系更適合于圓竹結(jié)構(gòu)；空間三鉸拱體單元比平面三鉸拱單元抗左右側(cè)推力更好，有更好的穩(wěn)定性，空間三鉸拱結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以在左右方向拼接更多的圓竹空間三鉸拱結(jié)構(gòu)單元，從而滿足較大面積建筑物的使用需要。

更進(jìn)一步，豎向支承結(jié)構(gòu)包括立柱一、立柱二和立柱三，立柱一、立柱二和立柱三的一端鉸接于固定裝置，另一端鉸接于屋面承重結(jié)構(gòu),立柱一向右傾斜0～45度，立柱二向左傾斜0～45度，立柱一和立柱二向外傾斜0～60度，立柱三向內(nèi)傾斜0～45度。

立柱一向右傾斜0～45度，立柱二向左傾斜0～45度，立柱一和立柱二組成類似三角形，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，更不易變形；立柱一和立柱二向外傾斜0～60度，可以將所受的水平力傳遞給固定裝置并抵消一部分水平力，與垂直設(shè)置相比，減少了為連接立柱一和立柱二的桿件和固定裝置的數(shù)量。

更進(jìn)一步，立柱三包括左立柱三和右立柱三，左立柱三和右立柱三之間通過(guò)短連梁鉸接，左立柱三向左傾斜0～45度，右立柱三向右傾斜0～45度。

可用左立柱三和右立柱三組成的組合立柱代替整體立柱，能方便選材，減小對(duì)單根材料受力要求。