大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括上弦剛性網(wǎng)格體系以及下弦張拉索桿體系，所述上弦剛性網(wǎng)格體系為中部有大開口結(jié)構(gòu)，所述下弦張拉索桿體系包括設(shè)置在上弦剛性網(wǎng)格體系的開口處對(duì)應(yīng)下方的環(huán)索以及沿環(huán)索徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索，所述徑向拉索端部與環(huán)索鉸接，在所述徑向拉索與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿徑向拉索的布置方向設(shè)置有撐桿，在所述環(huán)索與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿環(huán)索的環(huán)向設(shè)置有斜腹桿。本發(fā)明充分利用了拉索的高強(qiáng)度材料特性，將上弦剛性網(wǎng)格體系的懸挑受力狀態(tài)變成了彈性支撐連續(xù)梁的受力狀態(tài)，保證了整體結(jié)構(gòu)的剛度，同時(shí)還節(jié)省了建筑材料，獲得了美觀的建筑效果。
【專利說明】大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種適用于體育場的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]張弦結(jié)構(gòu)在歐洲、日本很早就有應(yīng)用，由于最初上弦采用鋼梁，英文稱之為BeamString Structure。1986年日本大學(xué)Masao Saitoh教授將這種結(jié)構(gòu)定義為“將弦進(jìn)行張拉，與梁組合”，稱之為張弦梁，較早建成的張弦結(jié)構(gòu)如日本某幼兒園健身房，采用了平行布置的張弦梁，平面尺寸為26mX36m，Masao Saitoh教授設(shè)計(jì)的日本大學(xué)體育館也采用了平行布置的張弦梁，平面尺寸58mX85m。
[0003]近年來，張弦梁的應(yīng)用日益廣泛，上弦形式也從梁發(fā)展到拱、平面桁架、立體桁架、網(wǎng)殼，下弦形式也從索單向布置發(fā)展為雙向布置、空間布置等，跨度也從幾十米發(fā)展到120多米。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的上升，目前全球大規(guī)模的張弦結(jié)構(gòu)主要集中在我國，其中代表性的工程如上海浦東國際機(jī)場一期航站樓(張弦梁，最大跨度82.6m)、廣州國際會(huì)展中心(張弦立體桁架，跨度126.6m)、國家體育館(雙向張弦桁架，114mX 114m)、南沙體育館(空間張弦結(jié)構(gòu)、直徑98m)。
[0004]目前已建成張弦結(jié)構(gòu)的上弦均為連續(xù)曲面的剛性體系，如梁、桁架、網(wǎng)殼等，故張弦結(jié)構(gòu)多運(yùn)用于場館、站臺(tái)等建筑。由于體育場中間常為露天的場地，故屋面為大開洞的曲面，若將張弦結(jié)構(gòu)剛性上弦中部設(shè)置為大開口結(jié)構(gòu)，會(huì)造成其上弦無法形成完整的殼體，要獲得滿足要求的剛度和承載力有很大的設(shè)計(jì)難度，因此，目前在全球還尚未見有張弦網(wǎng)格體系應(yīng)用于露天場地體育場的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種運(yùn)用于體育場的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括上弦剛性網(wǎng)格體系以及下弦張拉索桿體系，其特征在于:所述上弦剛性網(wǎng)格體系為中部有大開口結(jié)構(gòu)，所述下弦張拉索桿體系包括設(shè)置在上弦剛性網(wǎng)格體系的開口處對(duì)應(yīng)下方的環(huán)索以及沿環(huán)索徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索，所述徑向拉索端部與環(huán)索鉸接，在所述徑向拉索與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿徑向拉索的布置方向設(shè)置有撐桿，所述撐桿兩端分別與徑向拉索和上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接，在所述環(huán)索與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿環(huán)索的環(huán)向設(shè)置有斜腹桿，所述斜腹桿兩端分別與環(huán)索和上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接。
[0007]本發(fā)明所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其所述斜腹桿沿環(huán)索的環(huán)向、在環(huán)索與上弦剛性網(wǎng)格體系之間形成連續(xù)的V形，形成環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其所述上弦剛性網(wǎng)格體系為由上弦環(huán)向主桿和上弦徑向主桿組成的環(huán)形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。[0009]本發(fā)明所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其所述上弦徑向主桿和徑向拉索端部分別與外圈環(huán)梁鉸接，所述外圈環(huán)梁與支撐體系固定連接，所述撐桿設(shè)置在徑向拉索與對(duì)應(yīng)的上弦徑向主桿之間，所述斜腹桿設(shè)置在環(huán)索與對(duì)應(yīng)的靠近開口處的上弦環(huán)向主桿之間。
[0010]本發(fā)明所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其所述撐桿和斜腹桿的上端部與上弦剛性網(wǎng)格體系的鉸接點(diǎn)均位于上弦剛性網(wǎng)格體系中上弦環(huán)向主桿與上弦徑向主桿的結(jié)合處。
[0011]本發(fā)明充分利用了拉索的高強(qiáng)度材料特性，將上弦剛性網(wǎng)格體系的懸挑受力狀態(tài)變成了彈性支撐連續(xù)梁的受力狀態(tài)，利用上弦剛性網(wǎng)格體系大開口下方設(shè)置的環(huán)索以及斜腹桿的配合形成環(huán)向桁架，有效解決了因上弦剛性網(wǎng)格大開口后剛性結(jié)構(gòu)的剛度和承載力下降的問題，保證了整體結(jié)構(gòu)的剛度，同時(shí)還節(jié)省了建筑材料，獲得了美觀的建筑效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明中外圈環(huán)梁與支撐體系的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中上弦剛性網(wǎng)格體系的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明中下弦張拉索桿體系的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明的局部放大圖。
[0017]圖6是本發(fā)明中撐桿與上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖7是本發(fā)明中徑向拉索、上弦徑向主桿與外圈環(huán)梁鉸接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖8是本發(fā)明中環(huán)索上鉸接點(diǎn)的的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖9是本發(fā)明中撐桿與徑向拉索鉸接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中標(biāo)記:1為環(huán)索，2為徑向拉索，3為撐桿，4為斜腹桿，5為上弦環(huán)向主桿，6為上弦徑向主桿，7為外圈環(huán)梁，8為支撐體系。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。
[0024]如圖1和2所示，一種大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括上弦剛性網(wǎng)格體系以及下弦張拉索桿體系，所述上弦剛性網(wǎng)格體系和下弦張拉索桿體系分別與外圈環(huán)梁鉸接，所述外圈環(huán)梁7與支撐體系8固定連接。
[0025]如圖3-9所示，所述上弦剛性網(wǎng)格體系為中部有大開口結(jié)構(gòu)，所述上弦剛性網(wǎng)格體系為由上弦環(huán)向主桿5和上弦徑向主桿6組成的環(huán)形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述下弦張拉索桿體系包括設(shè)置在上弦剛性網(wǎng)格體系的開口處對(duì)應(yīng)下方的環(huán)索I以及沿環(huán)索I徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索2，其中，所述徑向拉索布置有42道且均勻分布，所述環(huán)索采用六根Φ 121拉索結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述徑向拉索2端部與環(huán)索I鉸接，在所述徑向拉索2與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿徑向拉索2的布置方向設(shè)置有撐桿3，所述撐桿3兩端分別與徑向拉索2和上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接，每根徑向拉索上設(shè)置三根撐桿，起到對(duì)上弦的支撐作用，實(shí)現(xiàn)通過拉索支撐剛性上弦的結(jié)構(gòu)體系；由于上弦大開口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，嚴(yán)重削弱了上弦剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的剛度和承載力，因此，在所述環(huán)索I與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿環(huán)索I的環(huán)向設(shè)置有斜腹桿4，所述斜腹桿4兩端分別與環(huán)索I和上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接，所述斜腹桿4沿環(huán)索I的環(huán)向、在環(huán)索I與上弦剛性網(wǎng)格體系之間形成連續(xù)的V形，形成環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步加強(qiáng)了上弦剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的剛度，有效彌補(bǔ)了上弦剛性網(wǎng)格體系因大開口結(jié)構(gòu)而造成的相應(yīng)問題。
[0026]其中，所述上弦徑向主桿6和徑向拉索2端部分別與外圈環(huán)梁7鉸接，所述撐桿3設(shè)置在徑向拉索2與對(duì)應(yīng)的上弦徑向主桿6之間，其中，所述徑向拉索與對(duì)應(yīng)的上弦徑向主桿在同一豎直平面上，所述撐桿豎直布置，所述斜腹桿4設(shè)置在環(huán)索I與對(duì)應(yīng)的靠近開口處的上弦環(huán)向主桿5之間，所述撐桿3和斜腹桿4的上端部與上弦剛性網(wǎng)格體系的鉸接點(diǎn)均位于上弦剛性網(wǎng)格體系中上弦環(huán)向主桿5與上弦徑向主桿6的結(jié)合處。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括上弦剛性網(wǎng)格體系以及下弦張拉索桿體系，其特征在于:所述上弦剛性網(wǎng)格體系為中部有大開口結(jié)構(gòu)，所述下弦張拉索桿體系包括設(shè)置在上弦剛性網(wǎng)格體系的開口處對(duì)應(yīng)下方的環(huán)索(I)以及沿環(huán)索(I)徑向呈車輻式布置的若干徑向拉索(2)，所述徑向拉索(2)端部與環(huán)索(I)鉸接，在所述徑向拉索(2)與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿徑向拉索(2)的布置方向設(shè)置有撐桿(3)，所述撐桿(3)兩端分別與徑向拉索(2)和上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接，在所述環(huán)索(I)與上弦剛性網(wǎng)格體系之間、沿環(huán)索(I)的環(huán)向設(shè)置有斜腹桿(4)，所述斜腹桿(4)兩端分別與環(huán)索(I)和上弦剛性網(wǎng)格體系鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述斜腹桿(4)沿環(huán)索(I)的環(huán)向、在環(huán)索(I)與上弦剛性網(wǎng)格體系之間形成連續(xù)的V形，形成環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上弦剛性網(wǎng)格體系為由上弦環(huán)向主桿(5)和上弦徑向主桿(6)組成的環(huán)形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上弦徑向主桿(6 )和徑向拉索(2 )端部分別與外圈環(huán)梁(7 )鉸接，所述外圈環(huán)梁(7 )與支撐體系(8 )固定連接，所述撐桿(3 )設(shè)置在徑向拉索(2 )與對(duì)應(yīng)的上弦徑向主桿(6 )之間，所述斜腹桿(4 )設(shè)置在環(huán)索(I)與對(duì)應(yīng)的靠近開口處的上弦環(huán)向主桿(5 )之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大開口車輻式索承網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述撐桿(3)和斜腹桿(4)的上端部與上弦剛性網(wǎng)格體系的鉸接點(diǎn)均位于上弦剛性網(wǎng)格體系中上弦環(huán)向主桿(5)與上弦徑向主桿(6)的結(jié)合處。
【文檔編號(hào)】E04B1/19GK103967125SQ201410216557
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】馮遠(yuǎn), 向新岸, 陳文明, 劉宜豐 申請人:中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司