[實(shí)用新型]一種類橢圓內(nèi)開口的大跨度外四切邊雙屋面疊合網(wǎng)殼體系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020504553.1
• 申請日: 2020-04-08
• 公開（公告）號: CN214219966U
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王震;程俊婷;趙陽;楊學(xué)林;陳成;瞿浩川;袁升
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省建筑設(shè)計研究院
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04B1/19;E04B1/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實(shí)用新型公開了一種類橢圓內(nèi)開口的大跨度外四切邊雙屋面疊合網(wǎng)殼體系及應(yīng)用，包括高網(wǎng)殼、低網(wǎng)殼、網(wǎng)殼間連接腹桿、封閉桁架、鋼支撐筒。高、低網(wǎng)殼相對疊合組成中心支撐構(gòu)架，均為由徑向落地弧形管桁架經(jīng)旋轉(zhuǎn)陣列、徑向平移、環(huán)向管桁架連接后外四切邊而成的四角落地網(wǎng)殼，中心設(shè)有類橢圓形開口；網(wǎng)殼間連接腹桿位于高、低網(wǎng)殼的平面重合區(qū)域；封閉桁架位于高、低網(wǎng)殼外四切邊交匯處；鋼支撐筒為雙層疊合網(wǎng)殼的豎向支撐。本實(shí)用新型基于高、低網(wǎng)殼的疊合整體受力模式，并通過封閉桁架的圍合和鋼支撐筒的豎向支撐，構(gòu)件組成模塊明確，傳力清晰，具有高整體剛度、高承載力特點(diǎn)，應(yīng)用范圍較廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種類橢圓內(nèi)開口的大跨度外四切邊雙屋面疊合網(wǎng)殼體系。大跨度指跨度不小于60米。

背景技術(shù)

管桁架體系是一種新型的空間大跨度桁架結(jié)構(gòu)體系，屬于剛性結(jié)構(gòu)范疇，一般是由貫通的較大截面主管和多根與其相貫焊接連接并規(guī)則性布置的較小截面支管所構(gòu)成。由于其體系輕盈、受力合理、剛度較大、外觀優(yōu)美，主要應(yīng)用于體育場館、機(jī)場候機(jī)樓、展覽館等大跨度空間建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)體系中。

落地弧形管桁架體系是其中一類較為重要的空間大跨度結(jié)構(gòu)形式。實(shí)際工程中，由于建筑和幕墻外觀造型的需要，建筑屋蓋和側(cè)墻往往會連為一體且呈現(xiàn)較多的曲面形式。對于此類建筑，該類結(jié)構(gòu)體系通過將屋蓋管桁架進(jìn)行弧形延伸至地面并進(jìn)行固定，構(gòu)成屋蓋和側(cè)墻為一體的整體管桁架結(jié)構(gòu)形式；基于整體體系受力模式，使其能在較小自重的前提下跨越極大的空間跨度，同時給建筑內(nèi)部空間功能的設(shè)置帶來更好的發(fā)揮余地。

多榀弧形管桁架構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)體系一般有單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼和多層網(wǎng)殼形式。當(dāng)空間跨度較大時，單層網(wǎng)殼體系的層高和構(gòu)件尺寸對應(yīng)也會很大，造成結(jié)構(gòu)體系剛度、變形撓度難以滿足規(guī)范要求，同時也為施工吊裝和焊接操作帶來巨大的困難。多層網(wǎng)殼體系由于構(gòu)件密集、重量大，引起結(jié)構(gòu)占用空間大、節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、建筑透光性差等問題，其應(yīng)用也受到很大的限制。因而合理有效的網(wǎng)殼體系設(shè)計方案是保證其承載性能和實(shí)施可行性的一個重要因素。

雙層疊合網(wǎng)殼體系設(shè)計方案可較好地解決上述由多榀落地弧形管桁架構(gòu)成的單層網(wǎng)殼體系、多層網(wǎng)殼體系所存在的諸多缺陷。該體系通過兩個單層網(wǎng)殼體系在重合區(qū)域的腹桿連接而形成整體受力體系，在非重合區(qū)域仍各自呈現(xiàn)為單層網(wǎng)殼形式，具有重量輕、跨度大、剛度大的優(yōu)點(diǎn)。

此外，當(dāng)雙層疊合網(wǎng)殼體系同時涉及大跨度、大懸挑、大開洞等復(fù)雜建筑功能時，結(jié)構(gòu)體系將存在匯交構(gòu)件較多、部件拼裝復(fù)雜、體系受力復(fù)雜以及節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)處理等問題，合理有效的疊合網(wǎng)殼體系形式設(shè)計及拼裝方案也是保證其承載性能的一個重要因素。

綜上所述，研究一種類橢圓內(nèi)開口的大跨度外四切邊雙屋面疊合網(wǎng)殼體系的形式及設(shè)計方法，以適用于內(nèi)部橢圓形露天開口的大跨度復(fù)雜空間建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)體系及承載是十分必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種類橢圓內(nèi)開口的大跨度外四切邊雙屋面疊合網(wǎng)殼體系，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部類橢圓形露天開口的大跨度復(fù)雜空間建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)體系設(shè)計及承載。

該結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件組成模塊明確，構(gòu)造合理，有效符合整體受力模式的設(shè)計原則，在充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)體系較大整體剛度和較輕自重的同時，基于由落地弧形管桁架旋轉(zhuǎn)陣列生成并經(jīng)外切邊、類橢圓內(nèi)開口邊界處理的高低雙層網(wǎng)殼疊合構(gòu)成方案實(shí)現(xiàn)大跨度(跨度不小于60米)、大懸挑(懸挑不小于20米)、大開洞(開洞不小于20米)的大跨空間建筑造型及功能。

本實(shí)用新型的設(shè)計思路基于經(jīng)類橢圓內(nèi)開口、外四切邊處理的高低雙層疊合網(wǎng)殼的有效結(jié)合和整體受力模式：