一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法技术

一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法，其中网壳为波浪形编织状框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆以及与纵向主杆相互交叉连接的斜向主杆和次斜向主杆，以及纵向龙骨、斜向龙骨和次斜向龙骨；所述网壳的波谷位置下方连接有树状柱，且网壳在波谷位置与树状柱内部连通；所述网壳整体呈环形，其内圈和外圈对应设有外封边梁和内封边梁；施工时将网壳分单元制作拼装，网壳和树状柱间也可分别独立制作，而后再将网壳和树状柱吊装成完整的网壳结构。本发明专利技术波浪状结构设计，增加了网壳结构整体的美感性和观赏性，加之，网壳波谷和波峰的变化可以有效增加室内的局部净空高度；网壳结构内部杆件以及约束的设置增加了结构的整体性。

A wavy braided reticulated shell structure and its construction method

A wavy braided reticulated shell structure and its construction method, in which the reticulated shell is a wavy braided frame structure, comprising parallel and spaced wavy longitudinal main rods and oblique and sub-oblique main rods intersecting with the longitudinal main rods, as well as longitudinal, oblique and sub-oblique keels; the reticulated shell is connected with a tree-shaped column under the wave valley position, and the reticulated shell is connected with a tree-shaped column under the wave valley position. The reticulated shell is connected with the tree-shaped column at the trough position; the whole reticulated shell is circular, and the inner and outer rings correspond to each other with outer and inner side beams; during construction, the reticulated shell is divided into units, and the latticed shell and the tree-shaped column can be made separately, and then the reticulated shell and the tree-shaped column can be hoisted into a complete reticulated shell structure. The wavy structure design of the invention increases the aesthetic sensibility and ornamentality of the reticulated shell structure as a whole, additionally, the variation of the wave valley and peak of the reticulated shell can effectively increase the local clearance height of the room, and the arrangement of the internal rods and constraints of the reticulated shell structure increases the integrality of the structure.

【技术实现步骤摘要】
一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法
本专利技术属于空间结构建造领域，特别涉及一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法。
技术介绍
由于空间网壳结构具有杆件结构和薄壳结构的双重特性，在建筑领域具有较为广泛的应用，又因其在各杆件间的受力分配合理，可以适应较大的空间跨度。传统形式的网壳结构，多为平面结构或为圆管截面组成，结构样式较为单一，缺乏建筑韵律与美感；在网壳下方的支撑杆多为单根竖向杆，由于受力较大，易产生失稳的问题；还有如互承式网壳结构，其主要通传力形式为弯矩传力，对材料利用效率不高，产生的结构冗余度偏低；加之，通长的网壳结构采用焊接球节点进行现场的定位安装，安装过程中测量工作量大，对于焊接工人的技术要求较高，对网壳质量的较难控制。因此，需要提供一种富有建筑美感、受力合理且易于施工的网壳结构。
技术实现思路
本专利技术提出一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法用以解决上述问题，具体技术方案如下：一种波浪形编织状网壳结构，包括网壳，所述网壳为波浪形框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆以及与纵向主杆相互交叉连接的斜向主杆和次斜向主杆；所述网壳的波谷位置下方连接有树状柱，且网壳在波谷位置与树状柱内部连通。所述斜向主杆和次斜向主杆分别平行间隔设置，且两者相互交叉呈菱形网格；纵向主杆穿过菱形网格的邻边中点、并将菱形网格分割成中部的正六边形网格以及两端部的三角形网格。一种波浪形编织状网壳结构还包括纵向龙骨、斜向龙骨和次斜向龙骨；其中纵向龙骨与纵向主杆平行、且间隔设置，斜向龙骨与斜向主杆平行、且间隔设置，次斜向龙骨与次斜向主杆平行、且间隔设置；纵向龙骨、斜向龙骨和次斜向龙骨对应从正六边形网格的对角穿过。所述网壳呈环形，其内圈和外圈对应设有外封边梁和内封边梁；其中外封边梁和内封边梁对应纵向主杆在竖直方向和水平方向呈波浪状或直线状。所述树状柱为下小上大的柱状体，包括一组环向间隔设置的立柱，所述立柱的上部由内向外呈放射状、且与对应的纵向主杆、斜向主杆、次斜向主杆连接。所述立柱的数量为2N根，其中N为大于2的整数，间隔数为2的两根立柱在端部相交呈X形树杈状结构。所述立柱的树杈状结构向上呈放射状，树杈状结构曲率适应连接纵向主杆、斜向主杆和次斜向主杆。所述立柱上还连接有约束杆件，所述约束杆件至少有三组、分别是对应设置在立柱的下部、中部和上部的下约束杆件、中约束杆件和上约束杆件，所述中约束杆件和下约束杆件均连接在相邻立柱之间、且在平面上围合形成2N边形约束结构，所述上约束杆件连接在立柱相交的交点之间、且在平面上围合形成N边形约束结构。所述立柱间还连接有加劲板；所述加劲板为方形板，连接在相邻立柱柱底端的空隙间。一种波浪形编织状网壳结构的施工方法，具体实施步骤为：步骤一、基于波谷位置对称分割网壳，形成的分割单元；依据波谷位置测量定位确定树状柱位置，并搭设树状柱操作胎架；步骤二、将立柱安装在树状柱操作胎架上并加设立柱中加劲板、下约束杆件、中约束杆件和上约束杆件，完成后拆除树状柱操作胎架；步骤三、分单元制作网壳，分割单元先从中间向两边依次就位安装纵向主杆，然后依次安装斜向主杆和次斜向主杆，再安装内封边梁和外封边梁，最后依次安装斜向龙骨、次斜向龙骨和纵向龙骨；步骤四、搭设拼装网壳胎架，搭设临时下部支撑架，分别依次吊装分割单元，并将各单元接头连接，预留网壳波谷处与树状柱接口；步骤五、将树杈状结构上部端头分别与网壳波谷处接口的交汇纵向主杆、斜向主杆和次斜向主杆端头相连；步骤六、最后将网壳上波谷处斜向龙骨、次斜向龙骨和纵向龙骨连接于树杈状结构上，以此完成波浪形编织状网壳结构的拼装。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过外封边梁和内封边梁的波浪状形式变化以及内部杆件的曲率变化，增加了网壳结构整体的美感性和观赏性，加之，网壳波谷和波峰的变化可以有效增加室内的局部净空高度；网壳内部的纵向主杆、斜向主杆和次斜向主杆构成网壳有利的受力编织状骨架，而斜向龙骨、次斜向龙骨以及纵向龙骨增加了结构的整体性，还起到了一定的装饰作用；树状柱的设置可以有效的承接网壳荷载，在树状柱中约束件及加劲板的设置可以形成套箍作用，增加其承载性能，减少失稳的可能性；网壳与立柱通过树杈状结构的过度衔接易于操作，受力分配合理。本专利技术的网壳结构可以进行分单元预制拼装，可增加施工效率；网壳结构所用的杆件节点形式简易，易于施工。附图说明图1是波浪形编织状网壳结构整体示意图；图2是分割单元网壳示意图；图3是树状柱示意图。附图标记：1-网壳；2-树状柱；3-外封边梁；4-内封边梁；5-纵向主杆；6-斜向主杆；7-次斜向主杆；8-斜向龙骨；9-次斜向龙骨；10-纵向龙骨；11-立柱；12-树杈状结构；13-下约束杆件；14-中约束杆件；15-上约束杆件；16-加劲板；17-立柱相交端头。具体实施方式参见图1和图2所示，一种波浪形编织状网壳结构，所述网壳1为波浪形框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆5以及与纵向主杆5相互交叉连接的斜向主杆6和次斜向主杆7；所述网壳1的波谷位置下方连接有树状柱2，且网壳1在波谷位置与树状柱2内部连通。进一步，斜向主杆6和次斜向主杆7分别平行间隔设置，且两者相互交叉呈菱形网格。进一步，纵向主杆5穿过菱形网格的邻边中点、并将菱形网格分割成中部的正六边形网格以及两端部的三角形网格。进一步，网壳结构还包括纵向龙骨10、斜向龙骨8和次斜向龙骨9；其中纵向龙骨10与纵向主杆5平行、且间隔设置，斜向龙骨8与斜向主杆6平行、且间隔设置，次斜向龙骨9与次斜向主杆7平行、且间隔设置；纵向龙骨10、斜向龙骨8和次斜向龙骨9对应从正六边形网格的对角穿过。本实施例中，所述网壳1呈环形，其内圈和外圈对应设有外封边梁3和内封边梁4；其中内封边梁4在网壳1长向的水平面和竖直面上均呈波浪状；在网壳1横向上竖直面呈波浪状，在水平方面呈直线状。所述外封边梁3在网壳1长向上竖直面呈波浪状，在水平方面呈直线状；在网壳1横向上竖直面和水平面均呈直线状。本实施例中，外封边梁3、内封边梁4、纵向主杆5、斜向主杆6、次斜向主杆7、纵向龙骨10、斜向龙骨8和次斜向龙骨9采用方形钢管，上述构件还可由圆形钢管制作；构件相互间的节点连接为插接或焊接。参见图3所示，所述树状柱2为下小上大的方形柱状体，包括一组环向间隔设置的立柱11，所述立柱11的上部由内向外呈放射状、且与对应的纵向主杆5、斜向主杆6、次斜向主杆7连接。本实施例中所述立柱11的数量为十二根，由间隔数为2的两根立柱11在端部相交呈X形树杈状结构12。本实施例中，树杈状结构12下端相邻立柱间相交，对应有立柱相交端头17，其个数为六个，树杈状结构12向上呈放射状伸展，其上侧端部曲率适应连接纵向主杆5、斜向主杆6和次斜向主杆7；此外，网壳1上波谷处斜向龙骨8、次斜向龙骨9和纵向龙骨10对应连接于立柱相交端头17和树杈状结构12上。本实施例中，立柱11上还连接有约束杆件，所述约束杆件为三组钢管杆件围合组成、分别是对应设置在立柱11的下部、中部和上部的下约束杆件13、中约束杆件14和上约束杆件15，所述中约束杆件14和下约束杆件13均连接在相邻立柱11之间、且在平面上围合形成十二边形约束结构，所述上约束杆件15连接在立柱11的立柱相交端头17，在平面上围合形成六边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波浪形编织状网壳结构，包括网壳（1），其特征在于：所述网壳（1）为波浪形编织状框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆（5）以及与纵向主杆（5）相互交叉连接的斜向主杆（6）和次斜向主杆（7）；所述网壳（1）的波谷位置下方连接有树状柱（2），且网壳（1）在波谷位置与树状柱（2）内部连通。

【技术特征摘要】
1.一种波浪形编织状网壳结构，包括网壳（1），其特征在于：所述网壳（1）为波浪形编织状框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆（5）以及与纵向主杆（5）相互交叉连接的斜向主杆（6）和次斜向主杆（7）；所述网壳（1）的波谷位置下方连接有树状柱（2），且网壳（1）在波谷位置与树状柱（2）内部连通。2.根据权利1所述的一种波浪形编织状网壳结构，其特征在于：所述斜向主杆（6）和次斜向主杆（7）分别平行间隔设置，且两者相互交叉呈菱形网格；纵向主杆（5）穿过菱形网格的邻边中点、并将菱形网格分割成中部的正六边形网格以及两端部的三角形网格。3.根据权利2所述的一种波浪形编织状网壳结构，其特征在于：还包括纵向龙骨（10）、斜向龙骨（8）和次斜向龙骨（9）；其中纵向龙骨（10）与纵向主杆（5）平行、且间隔设置，斜向龙骨（8）与斜向主杆（6）平行、且间隔设置，次斜向龙骨（9）与次斜向主杆（7）平行、且间隔设置；纵向龙骨（10）、斜向龙骨（8）和次斜向龙骨（9）对应从正六边形网格的对角穿过。4.根据权利1至3任意一项所述的一种波浪形编织状网壳结构，其特征在于：所述网壳（1）呈环形，其内圈和外圈对应设有外封边梁（3）和内封边梁（4）；其中外封边梁（3）和内封边梁（4）对应纵向主杆（5）在竖直方向和水平方向呈波浪状或直线状。5.根据权利1所述的一种波浪形编织状网壳结构，其特征在于：所述树状柱（2）为下小上大的柱状体，包括一组环向间隔设置的立柱（11），所述立柱（11）的上部由内向外呈放射状、且与对应的纵向主杆（5）、斜向主杆（6）、次斜向主杆（7）连接。6.根据权利5所述的一种波浪形编织状网壳结构，其特征在于：所述立柱（11）的数量为2N根，其中N为大于2的整数，间隔数为2的两根立柱（11）在端部相交呈X形树杈状结构（12）。7.根据权利6所述的一种波浪形编织状网壳结构，其特征在于：所述树杈状结构（12）向上呈放射状，树杈状结构（12）曲率...

【专利技术属性】
技术研发人员：江拓，刘重斌，罗超伟，尚超宏，李智华，
申请(专利权)人：中建二局安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11