[發明專利]一種雙拱立體桁架四角落地支承的組合大跨度正交桁架屋蓋結構、構成方法及應用

在審

• 申請號: 202111162742.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113931366A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 王震;趙陽;丁智;季澤華;楊學林;瞿浩川;程俊婷
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院
• 主分類號: E04B7/00
• 分類號: E04B7/00;E04C3/02;E04G21/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.雙拱立體桁架四角落地支承的組合大跨度正交桁架屋蓋結構，其特征在于，包括落地雙拱立體桁架、正交平面弧形桁架、屋蓋連接鋼梁、大開口邊界弧形拱梁、兩側單層網殼和小開口邊界結構；所述落地雙拱立體桁架位于橫向兩側，由2榀超大跨度的斜立面弧形倒三角立體拱桁架所組成，四角落地固定支承且沿縱向對稱兩側布置；所述正交平面弧形桁架位于中部，由沿橫向間隔一定距離布置的多榀正交向平面弧形桁架所組成，平面弧形桁架兩側連接2榀落地雙拱立體桁架，共同構成核心支撐構架；所述屋蓋連接鋼梁位于中部，包括小間隔布置的屋蓋連接上弦鋼梁和大間隔布置的屋蓋連接下弦鋼梁，作為正交平面弧形桁架的側向支撐構件，同時起到屋面承載作用；所述大開口邊界弧形拱梁位于落地雙拱立體桁架的外側，由2榀超大跨度的斜立面弧形拱梁所組成，兩端匯交于落地雙拱立體桁架的四角落地固定端進行支承，構成大開口空間結構，作為橫向大跨度空間范圍的擴展和中部弧形建筑造型曲面的連續；所述兩側單層網殼位于落地雙拱立體桁架和大開口邊界弧形拱梁之間，由徑向連接主斜桿和環向連接次桿剛接連接組成，構成單層網殼結構；所述小開口邊界結構位于縱向兩側，由落地弧形主拱、縱連接桿和斜連接桿所組成，構成小開口空間結構。

2.根據權利要求1所述的雙拱立體桁架四角落地支承的組合大跨度正交桁架屋蓋結構，其特征在于，所述落地雙拱立體桁架位于橫向兩側，由沿縱向布置的2榀超大跨度斜立面弧形倒三角立體拱桁架通過端部落地進行固定支承，構成落地雙拱立體桁架主體結構；單榀弧形倒三角立體拱桁架由落地立體拱桁架的上弦拱(1)、落地立體拱桁架的下弦拱(2)、落地立體拱桁架的水平桿(3)、落地立體拱桁架的豎腹桿(4)、落地立體拱桁架的斜腹桿(5)所組成；在落地立體拱桁架的落地端(6)處，相連桿件匯交于一點，并固定支承于地面結構上。

3.根據權利要求1所述的雙拱立體桁架四角落地支承的組合大跨度正交桁架屋蓋結構，其特征在于，單榀弧形倒三角立體拱桁架的斜立面傾斜角為50-80°，立體拱桁架的兩落地端水平間距為100-150m，立體拱桁架的中部最高處立面高度為20-30m；立體桁架的高度根據跨度的1/25～1/20確定；單榀弧形倒三角立體拱桁架在平面上呈外凸弧形形式；單榀弧形倒三角立體拱桁架的截面為圓鋼管截面，直徑為1000～1500mm，自立體桁架中部向兩側為變截面逐漸減小的形式，在落地端部2根落地立體拱桁架的上弦拱和1根落地立體拱桁架的下弦拱匯交于一點，并剛性固定支承于地面結構。

4.根據權利要求1所述的雙拱立體桁架四角落地支承的組合大跨度正交桁架屋蓋結構，其特征在于，所述正交平面弧形桁架位于落地雙拱立體桁架的中部，由沿橫向間隔一定距離布置的多榀平面弧形桁架組成，兩端剛性連接落地雙拱立體桁架，共同構成核心支撐構架；單榀平面弧形桁架由正交平面弧形桁架的上弦梁7、正交平面弧形桁架的下弦梁(8)、正交平面弧形桁架的豎腹桿(9)、正交平面弧形桁架的斜腹桿(10)所組成；每榀平面弧形桁架在兩側端部分別通過正交平面弧形桁架的上弦連接端(11)、正交平面弧形桁架的下弦連接端(12)連接至立體拱桁架的上弦拱和下弦拱；平面弧形桁架的高度根據跨度的1/25～1/20、對應連接處立體拱桁架高度的較大者進行確定；單榀平面弧形桁架的最大跨度為60-100m，截面為圓鋼管截面或H型鋼截面，圓鋼管直徑或H型截面高度為300-600mm，桁架高度為3-6m。

5.根據權利要求1所述的雙拱立體桁架四角落地支承的組合大跨度正交桁架屋蓋結構，其特征在于，所述屋蓋連接鋼梁位于平面弧形桁架之間設置，由小間隔布置的屋蓋連接上弦鋼梁(13)、大間隔布置的屋蓋連接下弦鋼梁(14)所組成；屋蓋連接鋼梁兩端為鉸接相貫連接；在正交平面弧形桁架上弦層，屋蓋連接鋼梁按每軸網跨度布置一根；在平面弧形桁架下弦層，屋蓋連接鋼梁按每2-3個軸網跨度布置一根；每軸網跨度一般為8-12m；屋蓋連接鋼梁的截面為圓鋼管或H型截面鋼，圓鋼管的直徑或H型截面鋼的高度為400-600mm。