【技术实现步骤摘要】
一种滑动索驱动的可展索穹顶结构
本专利技术涉及索穹顶结构与可展结构
,具体为一种滑动索驱动的可展索穹顶结构。
技术介绍
索穹顶结构受力合理,结构效率高,而且集新材料、新技术、新工艺于一身,代表了当前空间结构发展的最高水平。此种结构形式是学术界和工程界的热点,其用钢指标优异、结构轻柔、造型美观富于艺术感等优点使其成为许多大跨度体育场馆的建筑形式。可展结构依赖其灵活多变的特性,使得建筑在使用需求、环境变化等方面的适应性显著增强,大大提高了建筑的功能性,更能满足不同的人类活动形式,给使用者带来更为舒适、美好和满足的感受。传统的索穹顶结构的研究与应用多停留在静态建筑结构的领域,仅有《一种葵花型可展剪式环撑索穹顶结构》《一种肋环型可展剪式环撑索穹顶结构》这两项专利将索穹顶结构与可展结构相结合,但这两种结构要实现折叠与展开需要对所有拉索长度进行调控,控制的复杂度较大。为降低可展索穹顶的控制难度,减少索长调节装置的个数,将传统的拉索改进为滑动索,提出一种滑动索驱动的可展索穹顶结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构新颖、可调节开口大小的滑动索驱动的可展索穹顶结构。为实现上述目的,本专利技术提供技术方案:一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,包括p段外竖杆、p段内竖杆、2p段外脊索、2p段外斜索、2p段内脊索、2p段内斜索、p段外环索、p段内环底索、p段内环顶索九类构件以及p个外环顶节点、p个外环底节点、p个内环顶节点、p个内环底节点、p个固定节点五类节点,其中p>3;所
【技术保护点】
1.一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,其特征在于,包括p段外竖杆(1)、p段内竖杆(2)、2p段外脊索(3)、2p段外斜索(4)、2p段内脊索(5)、2p段内斜索(6)、p段外环索(7)、p段内环底索(8)、p段内环顶索(9)九类构件以及p个外环顶节点(10)、p个外环底节点(11)、p个内环顶节点(12)、p个内环底节点(13)、p个固定节点(14)五类节点,其中p>3;所述的可展索穹顶结构关于正多边形法线呈旋转对称,旋转角为2π/p;每根滑动索上均设置有索长调节装置,通过调节滑动索长度来改变索穹顶结构的形状,实现索穹顶结构的折叠与展开;/n所述的外竖杆(1)和内竖杆(2)分别沿圆周均匀分布;所有的环索、斜索、脊索分别被均匀划分为三段等长的滑动索,每段滑动索的中部在相应节点处通过滑轮连接,每段滑动索的两端与相应节点铰接;/n所述的固定节点(14)沿圆周均匀分布,垂直高度相同,位于索穹顶结构的最外侧,每一个固定节点(14)分别与两段外斜索(4)和两段外脊索(3)相连;/n所述的外环顶节点(10)、外环底节点(11)、内环顶节点(12)、内环底节点(13)为自由节点,所述自由节点的坐 ...
【技术特征摘要】
1.一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,其特征在于,包括p段外竖杆(1)、p段内竖杆(2)、2p段外脊索(3)、2p段外斜索(4)、2p段内脊索(5)、2p段内斜索(6)、p段外环索(7)、p段内环底索(8)、p段内环顶索(9)九类构件以及p个外环顶节点(10)、p个外环底节点(11)、p个内环顶节点(12)、p个内环底节点(13)、p个固定节点(14)五类节点,其中p>3;所述的可展索穹顶结构关于正多边形法线呈旋转对称,旋转角为2π/p;每根滑动索上均设置有索长调节装置,通过调节滑动索长度来改变索穹顶结构的形状,实现索穹顶结构的折叠与展开;
所述的外竖杆(1)和内竖杆(2)分别沿圆周均匀分布;所有的环索、斜索、脊索分别被均匀划分为三段等长的滑动索,每段滑动索的中部在相应节点处通过滑轮连接,每段滑动索的两端与相应节点铰接;
所述的固定节点(14)沿圆周均匀分布,垂直高度相同,位于索穹顶结构的最外侧,每一个固定节点(14)分别与两段外斜索(4)和两段外脊索(3)相连;
所述的外环顶节点(10)、外环底节点(11)、内环顶节点(12)、内环底节点(13)为自由节点,所述自由节点的坐标在折叠与展开过程中动态变化;所述的外环顶节点(10)位于外竖杆(1)的顶端,每一个外环顶节点(10)分别与两段外脊索(3)、两段内脊索(5)和两段内斜索(6)相连;所述的外环底节点(11)位于外竖杆(1)的底端,每一个外环底节点(11)分别与两段外斜索(4)和两段外环索(7)相连;所述的内环顶节点(12)位于内竖杆(2)的顶端,每一个内环顶节点(12)分别与两段内环顶索(9)和两段内脊索(5)相连;所述的内环底节点(13)位于内竖杆(2)的底端,每一个内环底节点(13)分别与两段内环底索(8)和两段内斜索(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,其特征在于,该结构共有六种类型的节点,根据节点与索的连接方式,划分为端部固定节点(14-a)、中部固定节点(14-b)、外环顶节点(10)、端部外环底节点(11-a)、中部外环底节点(11-b)、端部内环顶节点(12-a)、端部内环底节点(13-a)、中部内环顶节点(12-b)、中部内环底节点(13-b);所述的端部内环顶节点(12-a)、端部内环底节点(13-a)的结构相同,属于同种类型的节点;所述的中部外环底节点(11-b)、中部内环顶节点(12-b)、中部内环底节点(13-b)的结构相同,属于同种类型的节点。
3.根据权利要求2所述的一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,其特征在于,端部固定节点(14-a)、端部外环底节点(11-a)、端部内环顶节点(12-a)、端部内环底节点(13-a)的数量均为3,沿圆周均匀分布。
4.根据权利要求3所述的一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,其特征在于,该结构具有七组拉索,两组压杆,共九类索件;其中每类索件分别通过端部固定节点(14-a)、端部内环顶节点(12-a)、端部内环底节点(13-a)、端部外环底节点(11-a)均匀划分为3段,即2p段外脊索(3)、2p段外斜索(4)、2p段内脊索(5)、2p段内斜索(6)、p段外环索(7)、p段内环底索(8)、p段内环顶索(9)七种索件根据端部节点所在的位置均匀划分为三段。
5.根据权利要求4所述的一种滑动索驱动的可展索穹顶结构,其特征在于,所述的中部固定节点(14-b)、中部外环底节点(11-b)、中部内环顶节点(12-b)、中部内环底节点(13-b)、外环顶节点(10)上设有至少一个滑轮,通过相应节点处的滑轮把同组中的拉索连通为三段通长的滑动索,同组中的三段滑动索具有相同的预应力。
6.根据权利要求2所述的一种滑动索驱动的...
【专利技术属性】
技术研发人员:马烁,卢凯,袁行飞,周欣竹,俞柯翀,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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