專利名稱：一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
索穹頂(Cable Dome)結(jié)構(gòu)是美國工程師Geiger發(fā)展和推廣Fuller張拉整 體思想后實(shí)現(xiàn)的一種新型預(yù)張力大跨結(jié)構(gòu)，它體現(xiàn)了 Fuller關(guān)于"壓力的孤島存 在于拉力的海洋中"的思想，是一種結(jié)構(gòu)效率極高的全張力體系。其中以俄羅斯 圣彼得堡的太陽海岸穹頂(直徑210m)，韓國漢城的奧運(yùn)會體育館(直徑為 119.8m)和美國亞特蘭大奧運(yùn)會主館——喬治亞穹頂(橢圓面積 240.79mx 193.02m)最為矚目。現(xiàn)有的索穹頂結(jié)構(gòu)平面形狀為圓形或橢圓形，限 制了這一效率極高的結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用。本實(shí)用新型提出了一種可應(yīng)用于正方形平 面的索穹頂，使這一結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種正方形平面肋環(huán)形索 穹頂結(jié)構(gòu)。
正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)是在二個垂直于正方形對邊的對稱軸與地 面垂直的平面內(nèi)設(shè)有上弦索、豎壓桿、斜向索、中心豎壓桿，在二個正方形對 角線上的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)布有上弦索、豎壓桿、斜向索、中心豎壓 桿、獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)、徑向索，同時還設(shè)有多道下弦環(huán)向索，邊梁，上弦索向上 形成弧形狀，上弦索的端部、斜向索與邊梁錨接，上弦索與下弦環(huán)向索之間連 有豎壓桿，豎壓桿與地面垂直，同一平面內(nèi)兩相鄰豎壓桿與環(huán)向索、上弦索的 交點(diǎn)之間連有斜向索，斜向索靠近正方形中心一端標(biāo)高底，另一端標(biāo)高高，中 心豎壓桿一端與上弦索相連，另一端與斜向索相連，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)與上弦索之 間連有豎壓桿，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)與正方形的角部連有斜向索，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)與環(huán) 向索之間連有徑向索。
所述的上弦索、斜向索、徑向索或下弦環(huán)向索為預(yù)應(yīng)力拉索。豎壓桿、中 心豎壓桿或邊梁為剛性構(gòu)件。正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)件之間的連接 均采用鉸接節(jié)點(diǎn)。
本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)(l)可適用于正方形平面；(2)繼承了索穹頂?shù)拈L處。


3圖1垂直于正方形對邊的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)構(gòu)件布置示意圖； 圖2正方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)構(gòu)件布置示意圖； 圖3正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)立體圖。
圖中上弦索l、豎壓桿2、斜向索3、中心豎壓桿4、獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)5、徑 向索6，下弦環(huán)向索7，邊梁8。
具體實(shí)施方式

正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)是在二個垂直于正方形對邊的對稱軸與地
面垂直的平面內(nèi)設(shè)有上弦索1、豎壓桿2、斜向索3、中心豎壓桿4，在二個正 方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)布有上弦索1、豎壓桿2、斜向索3、 中心豎壓桿4、獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)5、徑向索6，同時還設(shè)有多道下弦環(huán)向索7，邊 梁8，上弦索1向上形成弧形狀，上弦索1的端部、斜向索3與邊梁8錨接，上 弦索1與下弦環(huán)向索7之間連有豎壓桿2，豎壓桿2與地面垂直，同一平面內(nèi)兩 相鄰豎壓桿2與環(huán)向索7、上弦索1的交點(diǎn)之間連有斜向索3，斜向索3靠近正 方形中心一端標(biāo)高底，另一端標(biāo)高高，中心豎壓桿4 一端與上弦索1相連，另 一端與斜向索3相連，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)5與上弦索1之間連有豎壓桿2，獨(dú)立下弦 節(jié)點(diǎn)5與正方形的角部連有斜向索3，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)5與環(huán)向索7之間連有徑向 索6。
所述的上弦索l、斜向索3、徑向索6或下弦環(huán)向索7為預(yù)應(yīng)力拉索。豎壓 桿2、中心豎壓桿4或邊梁8為剛性構(gòu)件。正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)件 之間的連接均采用鉸接節(jié)點(diǎn)。
實(shí)施例。設(shè)有一正方形平面索穹頂結(jié)構(gòu)，平面尺寸為20mx20m，矢高為2.0m。 采用鋼材，豎壓桿和中心豎壓桿為4)114x4，彈性模量2.1xl()SMPa，拉索截面面 積均為1.0><10-31112，索的彈性模量為1.8xl05MPa，周邊采用剛性梁約束。靜荷載 0.35kN/m 活荷載0.5kN/m2，風(fēng)荷載0.7kN/m2 (向上)。計算結(jié)果表明，在1.2 靜荷載+1.4活荷載下，最大豎直向下變位27mm,構(gòu)件最大應(yīng)力43 MPa，在1.0 靜荷載+1.4風(fēng)荷載下，最大豎直向上變位24mm,構(gòu)件最大應(yīng)力41MPa。由此可 見，本結(jié)構(gòu)是成立的，同時滿足強(qiáng)度、剛度的要求。
權(quán)利要求1、一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于在二個垂直于正方形對邊的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)設(shè)有上弦索(1)、豎壓桿(2)、斜向索(3)、中心豎壓桿(4)，在二個正方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)布有上弦索(1)、豎壓桿(2)、斜向索(3)、中心豎壓桿(4)、獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)(5)、徑向索(6)，同時還設(shè)有多道下弦環(huán)向索(7)，邊梁(8)，上弦索(1)向上形成弧形狀，上弦索(1)的端部、斜向索(3)與邊梁(8)錨接，上弦索(1)與下弦環(huán)向索(7)之間連有豎壓桿(2)，豎壓桿(2)與地面垂直，同一平面內(nèi)兩相鄰豎壓桿(2)與環(huán)向索(7)、上弦索(1)的交點(diǎn)之間連有斜向索(3)，斜向索(3)靠近正方形中心一端標(biāo)高底，另一端標(biāo)高高，中心豎壓桿(4)一端與上弦索(1)相連，另一端與斜向索(3)相連，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)(5)與上弦索(1)之間連有豎壓桿(2)，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)(5)與正方形的角部連有斜向索(3)，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)(5)與環(huán)向索(7)之間連有徑向索(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述的上弦索(1)、斜向索(3)、徑向索(6)或下弦環(huán)向索(7)為預(yù)應(yīng)力拉 索。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述的豎壓桿(2)、中心豎壓桿(4)或邊梁(8)為剛性構(gòu)件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)件之間的連接均采用鉸接節(jié)點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種正方形平面肋環(huán)形索穹頂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在二個垂直于正方形對邊的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)設(shè)有上弦索1、豎壓桿2、斜向索3、中心豎壓桿4，在二個正方形對角線上的對稱軸與地面垂直的平面內(nèi)布有獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)5、徑向索6，平面外設(shè)有下弦環(huán)向索7，邊梁8，上弦索1向上形成弧形狀，上弦索1的端部、斜向索3與邊梁8錨接，上弦索1與下弦環(huán)向索7之間連有豎壓桿2，同一平面內(nèi)兩相鄰豎壓桿2與環(huán)向索7、上弦索1的交點(diǎn)之間連有斜向索3，斜向索3靠近結(jié)構(gòu)中心一端標(biāo)高底于另一端，中心豎壓桿4一端連于上弦索1，另一端連于斜向索3，獨(dú)立下弦節(jié)點(diǎn)5與上弦索1之間連有豎壓桿2，與正方形角部連有斜向索3，與環(huán)向索7之間連有徑向索6。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)可將索穹頂結(jié)構(gòu)用于正方形平面。
文檔編號E04B1/342GK201321674SQ20082016762
公開日2009年10月7日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者瑞 張, 汪毅俊, 王昌洪, 高博青 申請人:晟元集團(tuán)有限公司;浙江大學(xué)