[發(fā)明專(zhuān)利]一種由半新月形V柱桁架和受壓環(huán)桁架構(gòu)成的碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110037774.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112796417A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱忠義;鄧旭洋;張琳;陳一;王毅;崔建華;白光波;王哲;梁宸宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/32
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/32;E04H3/14
• 代理公司: 北京邦創(chuàng)至誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張宇鋒

本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種由半新月形V柱桁架和受壓環(huán)桁架構(gòu)成的碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系。該碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系包括：頂部設(shè)置的受壓環(huán)桁架、下部連續(xù)設(shè)置的半新月形V柱桁架、鑲嵌在半新月形V柱桁架之間的三向網(wǎng)格次桁架和環(huán)向支撐；所述半新月形V柱桁架由一系列半新月形桁架沿環(huán)向呈V字形布置成環(huán)，作為碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系的支承系統(tǒng)；所述三向網(wǎng)格次桁架設(shè)置于半新月形V柱桁架與受壓環(huán)桁架之間；所述環(huán)向支撐設(shè)置于半新月形V柱桁架之間。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體系剛度大、承載力高，可以減小建筑輪廓尺寸，避免空間浪費(fèi)，適用于立面為碗狀的體育建筑的大跨度索網(wǎng)屋蓋支承結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種由半新月形V柱桁架和受壓環(huán)桁架構(gòu)成的碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系。

背景技術(shù)

大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有簡(jiǎn)潔輕巧的建筑外觀和出色的跨越能力，適用于大型體育場(chǎng)館的屋蓋。目前，索網(wǎng)屋蓋的支承結(jié)構(gòu)通常由外圈鋼結(jié)構(gòu)壓環(huán)和支承壓環(huán)的直線(xiàn)型柱子組成。常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了保證結(jié)構(gòu)的效率，會(huì)盡可能采用直線(xiàn)或者豎直布置的豎向構(gòu)件，因此需要完全避開(kāi)看臺(tái)結(jié)構(gòu)，可能會(huì)進(jìn)一步增加屋蓋結(jié)構(gòu)的跨度，增加屋面維護(hù)系統(tǒng)的面積，對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生不利影響，如圖1a、圖1b、圖1c所示三種垂直柱形式的鋼結(jié)構(gòu)體系100和圖2a、圖2b、圖2c所示三種傾斜直柱形式的鋼結(jié)構(gòu)體系200。

基于以上現(xiàn)狀，申請(qǐng)人提出了一種由半新月形V柱桁架和受壓環(huán)構(gòu)成的碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系，該體系通過(guò)半新月形的V柱桁架，提高結(jié)構(gòu)承載力和剛度，同時(shí)減小建筑輪廓尺寸，避免空間浪費(fèi)，降低項(xiàng)目綜合造價(jià)。

公開(kāi)于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種由半新月形V柱桁架和受壓環(huán)桁架構(gòu)成的碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系，具有可顯著提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載力，縮小建筑體量的特點(diǎn)。同時(shí)，得益于碗狀的造型，結(jié)構(gòu)重力可平衡屋頂索網(wǎng)在壓環(huán)產(chǎn)生的部分內(nèi)力，降低鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)力峰值，從而減小構(gòu)件截面，降低工程造價(jià)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種由半新月形V柱桁架和受壓環(huán)桁架構(gòu)成的碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系，其包括：頂部設(shè)置的受壓環(huán)桁架、下部連續(xù)設(shè)置的半新月形V柱桁架、鑲嵌在半新月形V柱桁架之間的三向網(wǎng)格次桁架和環(huán)向支撐；所述半新月形V柱桁架由一系列半新月形桁架沿環(huán)向呈V字形布置成環(huán)，作為碗狀鋼結(jié)構(gòu)體系的支承系統(tǒng)；所述三向網(wǎng)格次桁架設(shè)置于半新月形V柱桁架與受壓環(huán)桁架之間；所述環(huán)向支撐設(shè)置于半新月形V柱桁架之間。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述受壓環(huán)桁架標(biāo)高位于一個(gè)馬鞍面或平面上；所述受壓環(huán)桁架的平面投影為圓形；所述受壓環(huán)桁架的剖面為四邊形或三角形的立體桁架。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述四邊形的立體桁架包括：內(nèi)側(cè)立面桁架、外側(cè)立面桁架、上層水平桁架和下層水平桁架；所述內(nèi)側(cè)立面桁架、上層水平桁架、外側(cè)立面桁架、下層水平桁架構(gòu)成四邊形立體桁架的四個(gè)表面。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述三角形的立體桁架包括：下層水平桁架、內(nèi)側(cè)立面桁架和外側(cè)立面桁架；所述下層水平桁架、內(nèi)側(cè)立面桁架和外側(cè)立面桁架構(gòu)成三角形立體桁架的三個(gè)表面。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述內(nèi)側(cè)立面桁架、外側(cè)立面桁架均包括：立面桁架上弦弦桿、立面桁架下弦弦桿以及立面桁架腹桿；所述立面桁架腹桿設(shè)置于所述立面桁架上弦弦桿和立面桁架下弦弦桿之間，所述立面桁架腹桿包括依次連接的豎腹桿和斜腹桿。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述上層水平桁架和下層水平桁架均布置有水平腹桿和斜腹桿。

作為一種進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述內(nèi)側(cè)立面桁架、外側(cè)立面桁架、上層水平桁架和下層水平桁架的內(nèi)部布置有內(nèi)部腹桿。