一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系属于装配式大跨度空间钢结构领域，为了网壳体系整体稳定性的问题。它包括环梁、撑杆、环索、斜索、网格索和装配模块，装配模块包括模块主杆、加劲杆、外伸连接杆、模块节点和模块间连接节点。每个装配模块包括4根等长的模块主杆、4根等长的外伸连接杆和1根加劲杆。4根模块主杆首尾依次连接成小正方形，加劲杆沿小正方形2个对角布置，4根外伸连接杆沿模块主杆轴向分别与模块主杆连接，模块节点为刚接节点，模块间连接节点为装配式节点。装配时，将不同模块的外伸连接杆沿轴向通过模块间连接节点装配式连接。4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆拼接成1个大正方形，网格索沿大正方形2个对角布置。
【技术实现步骤摘要】
一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系
本专利技术涉及一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，属于装配式大跨度空间钢结构领域。
技术介绍
工业化装配式钢结构建筑可实现装配模块的工厂化加工和快速装配化施工，具有构件加工精度高，装配化施工速度快、建筑垃圾生成少等优点，是一种真正的全寿命过程绿色建筑形式。空间钢结构作为一种特殊的钢结构形式，因其造型美观而且能满足更大跨度的需求而越来越多的被应用到公共建筑中。但是，现有空间结构装配普遍采用的是杆件、节点的零散拼装，同一杆件两端与节点同时采用装配式连接，大大增加了装配式大跨度钢结构体系中装配式节点的数量。并且，诸多研究证实，装配式节点是一种介于刚接和铰接之间的半刚性节点，装配式节点的刚度对装配式体系的稳定承载力和刚度有着很大影响，因此，减少大跨度钢结构装配式体系中装配式节点的数量，是一种能够显著提高装配式体系整体稳定性的新方法。为解决上述技术难题，迫切需要研发一种能够实现模块化装配的钢结构体系，通过将装配式节点设置在杆件中部，装配模块在工厂加工完成，现场施工时只需完成模块间的拼装，既加快了施工现场的装配速度，同时降低了装配式体系中装配式节点的数量，提高了装配式大跨度钢结构体系的整体稳定性。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有装配式空间钢结构领域普遍采用的杆件、节点的零散拼装问题，因其杆件两端均采用装配式节点，装配式体系中包含了大量装配式节点，大量的装配式半刚性节点，严重降低了装配式体系的稳定承载力和刚度，并且，施工现场的施工作业量大，与装配式钢结构快装配、绿色装配的理念相违背，因此提出了一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系。该体系每个装配模块包括4根等长的模块主杆、4根等长的外伸连接杆和1根加劲杆。4根模块主杆首尾依次连接成小正方形，加劲杆沿小正方形2个对角布置，4根外伸连接杆沿模块主杆轴向分别与模块主杆连接，模块节点为刚接节点，模块间连接节点为装配式节点。现场装配时，将不同模块的外伸连接杆沿轴向通过模块间连接节点装配式连接。4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆可拼成1个大正方形，网格索沿大正方形2个对角布置。模块主杆间采用刚性连接，降低了装配式体系中半刚性节点的数量，提高了装配式体系的稳定承载力和刚度，减少了施工现场的作业量，缩短了施工工期。本专利技术为解决上述问题而采用的技术方案是：它包括环梁、撑杆、环索、斜索、网格索和装配模块，其中装配模块包括模块主杆、加劲杆、外伸连接杆、模块节点和模块间连接节点。4根模块主杆首尾依次连接成小正方形，4根外伸连接杆沿模块主杆轴向分别与模块主杆连接，模块节点为刚接节点，模块间连接节点为装配式节点。现场装配时，将不同模块的外伸连接杆沿轴向通过模块间连接节点装配式连接。4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆可拼接成1个大正方形。同一装配模块内，模块主杆的长度相同，外伸连接杆的长度亦相同。并且，外伸连接杆的长度是模块主杆长度的一半，外伸连接杆一端通过模块节点与模块主杆刚性连接，另一端通过模块间连接节点与另一模块的外伸连接杆装配式连接。为提高小正方形的稳定性，加劲杆在4根模块主杆首尾依次连接成的小正方形内通过模块节点沿对角布置，装配模块预先在工厂加工完成，现场只需通过模块间连接节点实现多个模块之间的拼接，为加强不同装配模块的模块主杆和外伸连接杆拼接成的大正方形的稳定性，每个大正方形内分别沿对角布置2根网格索。本专利技术的有益效果是：本专利技术节点中装配模块全部在标准化工厂完成，保证了节点加工质量。该体系中杆件连接节点既有刚接也有铰接，与传统杆件、节点的零散拼装形式相比，将体系中部分节点改成刚接节点，提高了体系的稳定承载力和抗弯刚度。该体系在施工现场装配时，只需完成模块之间的装配，将装配式节点设置在杆件中部，减少了装配式节点的数量，缩短了施工工期。该体系中网格结构由钢管和拉索两种材料组成，拉索起到加强钢结构网格的作用，在不增加网壳自重的前提下，保证了网格杆件的稳定性。该体系中模块主杆和外伸连接杆等钢管组成的网格形式为平面四边形网格，同时在较细的拉索组合作用下，平面四边形网格可增加室内空间的通透性。该体系中钢管组成的网格为一系列均匀的四边形网格，可以保证各个网格杆件的长度相等，方便于杆件的加工和安装。附图说明图1为本结构体系网壳整体结构示意图。图2为本结构体系网格索装配之前示意图。图3为本结构体系适用于预应力网壳时下部结构示意图。图4为本结构体系中装配模块示意图。图5为本结构体系适用于柱面网壳时整体结构示意图。图6为本结构体系环梁为圆形时整体结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了便于查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：1为环梁，2为撑杆，3为环索，4为斜索，5为网格索，6为装配模块，7为模块主杆，8为加劲杆，9为外伸连接杆，10为模块节点，11为模块间连接节点，6-1为4根模块主杆首尾依次连接成的小正方形，6-2为4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆拼接成的大正方形。具体实施方式一：结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，所述其中4根模块主杆7首尾依次连接成小正方形6-1，4根外伸连接杆9沿模块主杆7轴向分别与模块主杆7连接，模块节点10为刚接节点，模块间连接节点11为装配式节点。现场装配时，将不同模块的外伸连接杆9沿轴向通过模块间连接节点11装配式连接。4个装配模块6的模块主杆7和外伸连接杆9可拼接成1个大正方形6-2。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，多个装配模块6拼装完成后，为加强不同装配模块6的模块主杆7和外伸连接杆9拼接成的大正方形6-2的稳定性，每个大正方形6-2内分别沿对角布置2根网格索5。具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式所述一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，装配模块6内，模块主杆7长度相同，外伸连接杆9的长度亦相同，并且，外伸连接杆9的长度是模块主杆7长度的一半。为提高小正方形的稳定性，加劲杆8在4根模块主杆7首尾依次连接成的小正方形内通过模块节点10沿对角布置，其数量可以是1根或2根。具体实施方式四：结合图1和图5、图6说明本实施方式，本实施方式所述一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，该体系可以同时适用于球面网壳和柱面网壳，环梁1的形状可以选用正多边形、圆形或矩形。本实施例中的一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，可以通过调整模块主杆7和外伸连接杆9的长度调整网壳体系网格尺寸的大小。模块节点10和模块间连接节点11的类型可以根据体系选定，模块节点10本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，其特征在于包括：环梁(1)、撑杆(2)、环索(3)、斜索(4)、网格索(5)和装配模块(6)，其中装配模块(6)包括模块主杆(7)、加劲杆(8)、外伸连接杆(9)、模块节点(10)和模块间连接节点(11)；4根模块主杆(7)首尾依次连接成小正方形(6-1)，加劲杆(8)在小正方形(6-1)内沿对角布置，提高小正方形(6-1)的稳定性，4根外伸连接杆(9)沿模块主杆(7)轴向分别与模块主杆(7)连接，模块节点(10)为刚接节点，模块间连接节点(11)为装配式节点；现场装配时，将不同模块的外伸连接杆(9)沿轴向通过模块间连接节点(11)装配式连接；4个装配模块(6)的模块主杆(7)和外伸连接杆(9)拼接成1个大正方形(6-2)。/n
【技术特征摘要】
1.一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，其特征在于包括：环梁(1)、撑杆(2)、环索(3)、斜索(4)、网格索(5)和装配模块(6)，其中装配模块(6)包括模块主杆(7)、加劲杆(8)、外伸连接杆(9)、模块节点(10)和模块间连接节点(11)；4根模块主杆(7)首尾依次连接成小正方形(6-1)，加劲杆(8)在小正方形(6-1)内沿对角布置，提高小正方形(6-1)的稳定性，4根外伸连接杆(9)沿模块主杆(7)轴向分别与模块主杆(7)连接，模块节点(10)为刚接节点，模块间连接节点(11)为装配式节点；现场装配时，将不同模块的外伸连接杆(9)沿轴向通过模块间连接节点(11)装配式连接；4个装配模块(6)的模块主杆(7)和外伸连接杆(9)拼接成1个大正方形(6-2)。
2.根据权利要求1所述一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，其特征在于：外伸连接杆(9)一端通过模块节点(10)与模块主杆(7)刚性连接，另一端通过模块间连接节点(11)与另一模块的外伸连接杆(9)装配式连接。
3.根据权利要求1所述一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，其特征在于：装配模块(6)内，模块主杆(7)长度相同，外伸连接杆(9)的长度亦相同，并且，外伸连接杆(9)的长度是模块主杆(7)长度的一半。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张爱林，李冲，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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