一种局部弦支组合网架结构制造技术

本发明专利技术公开了一种局部弦支组合网架结构，包括网架，还包括平面桁架；所述网架的跨中部位的网格替换为平面桁架，平面桁架的上弦杆与两侧的网架的网架上弦杆连接，平面桁架的下弦杆与两侧的网架的网架下弦杆连接；所述下弦杆采用可张拉弦杆。本发明专利技术提供的局部弦支组合网架结构，具有屋面造型适应性强、室内空间侵占少、同时对支承柱推力较小等优点。同时对支承柱推力较小等优点。同时对支承柱推力较小等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种局部弦支组合网架结构


[0001]本专利技术涉及建筑工程
，具体涉及一种局部弦支组合网架结构。

技术介绍

[0002]空间网架结构是在20世纪中叶蓬勃发展起来的新结构，它是一种由多跟杆件在空间上按照一定规律排布并通过节点相连的结构形式。1964年建成的上海师范学院球类房屋盖是一幢网架结构，随后由于其空间受力特性，自重轻、跨越能力强、杆件节点标准化利于安装等特点，广泛运用于体育场馆、影剧院、交通建筑、工业车间和仓库等领域。
[0003]近年来随着建筑行业发展和建筑审美进步，出现了越来越多屋面造型自由且起伏巨大的屋盖结构，其中拱形类屋面会对屋盖支承柱造成较大的水平推力，水平推力引起的柱底弯矩往往造成支承柱难以设计，只能通过增加支承柱减小跨度或者调整结构方案采用自平衡张弦整体结构，如张弦桁架，张弦梁。张弦整体结构虽然可通过自平衡减少对支承柱推力，但因其贯通的垂索对室内空间侵占较多，适用场景有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：拱形类屋面会对屋盖支承柱造成较大的水平推力，而常规的自平衡张弦整体结构对室内空间侵占较多，适用场景有限，本专利技术提供了解决上述问题的一种局部弦支组合网架结构，具有屋面造型适应性强、室内空间侵占少、同时对支承柱推力较小等优点。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种局部弦支组合网架结构，包括网架，还包括平面桁架；所述网架的跨中部位的网格替换为平面桁架，平面桁架的上弦杆与两侧的网架的网架上弦杆连接，平面桁架的下弦杆与两侧的网架的网架下弦杆连接；所述下弦杆采用可张拉弦杆。
[0007]近年来随着建筑行业发展和建筑审美进步，出现了越来越多屋面造型自由且起伏巨大的屋盖结构，其中拱形类屋面会对屋盖支承柱造成较大的水平推力，水平推力引起的柱底弯矩往往造成支承柱难以设计，只能通过增加支承柱减小跨度或者调整结构方案采用自平衡张弦整体结构，如张弦桁架，张弦梁。张弦整体结构虽然可通过自平衡减少对支承柱推力，但因其贯通的垂索对室内空间侵占较多，适用场景有限。基于该技术背景，本专利技术提供了一种普通网架结构和张弦结构杂交的新型结构形式，将网架跨中部位局部网格变换为平面桁架结构，平面桁架的下弦杆采用可张拉杆，杂交后新的网架结构具有屋面造型适应性强、室内空间侵占少、同时对支承柱推力较小等优点。
[0008]本专利技术提供的局部弦支组合网架结构充分利用结构跨中下部仅受拉的力学特点，结合下弦杆优越的受拉性能和可预张拉的特点，通过在施工过程中对下弦杆进行张拉，部分平衡拱形屋面推力，减少支承柱承受的水平推力，在不额外侵占室内空间的前提下利于支承柱设计、使结构整体得以成立。网架跨中区域采用平面桁架布置，使下弦杆沿跨度方向单向布置，利于施工张拉。
[0009]进一步优选，所述下弦杆采用钢拉杆或钢索，并采用双拉杆或拉索布置。
[0010]进一步优选，所述网架的非跨中部位采用正交正放四角锥网架。
[0011]进一步优选，所述下弦杆与两侧网架的网架下弦杆铰接连接。
[0012]进一步优选，所述下弦杆与网架下弦杆通过连接节点II铰接连接；所述连接节点II包括销轴耳板II，通过销轴II穿孔将下弦杆与销轴耳板II组装相连并传递沿下弦杆轴向拉力。
[0013]进一步优选，所述连接节点II还包括空心球冠和耳板连接圆管；所述耳板连接圆管的轴向两端均由内向外依次设置销轴耳板II和空心球冠，两侧网架的网架下弦杆与耳板连接圆管和空心球冠连接，两侧网架的网架腹杆与空心球冠连接。
[0014]进一步优选，所述空心球冠、销轴耳板II和耳板连接圆管依次焊接连接，所述网架下弦杆与耳板连接圆管和空心球冠焊接连接，网架腹杆与空心球冠焊接连接。
[0015]进一步优选，还包括连接节点I；所述平面桁架包括上弦杆、撑杆和下弦杆；所述上弦杆和两根撑杆组成倒置等腰三角形结构，撑杆下端通过连接节点I与下弦杆连接并传递张拉下弦杆引起的竖向分力；所述下弦杆的一端与连接节点I铰接连接、另一端用于与网架下弦杆铰接连接。连接节点I两侧的下弦杆呈V字型布置，由此使下弦杆具备一定垂度，张拉时通过撑杆对上弦杆形成反拱。
[0016]进一步优选，所述连接节点I包括销轴耳板I、撑杆连接板和销轴I；两个销轴耳板I通过撑杆连接板连接；每个销轴耳板I的两端均设置孔，通过销轴I穿孔将下弦杆与销轴耳板I组装相连并传递沿拉杆轴向拉力。
[0017]进一步优选，所述连接节点I还包括协调劲板，所述协调劲板设置在两个销轴耳板I之间；协调劲板起到协调两侧销轴耳板I变形、使连接节点I整体受力的作用。
[0018]本专利技术具有如下的优点和有益效果：
[0019]本专利技术提供了一种普通网架结构和张弦结构杂交的新型结构形式，具有屋面造型适应性强，室内空间侵占少，同时对支承柱推力较小等优点。
[0020]本专利技术提供的局部弦支组合网架结构采用杂交网格形式，非跨中区域采用正交正放四角锥网架，跨中区域变换为平面桁架；局部弦支组合网架结构部分跨中下弦杆采用可张拉的钢拉杆(或钢索)，在施工过程中进行预张拉，部分平衡拱形屋面推力，减少支承柱承受的水平推力，在不额外侵占室内空间的前提下利于支承柱设计、使结构整体得以成立。
[0021]由于钢拉杆或拉索存在松弛或断索风险，基于防连续倒塌设计理念和结构冗余度的考虑，采用双拉杆或拉索布置，其中一根断裂或松弛时不影响结构安全并具备更换维修条件，在此基础上设计了相应的连接节点。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术的局部弦支组合网架结构轴测示意图。
[0024]图2为本专利技术的局部弦支组合网架结构剖面组成示意图。
[0025]图3为本专利技术连接节点I结构示意图；其中，图3(a)表示立体结构示意图；图3(b)表示爆炸图。
[0026]图4为本专利技术连接节点II结构示意图；其中，图4(a)表示立体结构示意图；图4(b)表示爆炸图。
[0027]图5为本专利技术的局部弦支组合网架结构仅荷载态工况图。
[0028]图6为本专利技术的局部弦支组合网架结构在预张拉工况下的受力图；其中，图6(a)表示剖面图，图6(b)表示跨中下弦平面图。
[0029]图7为本专利技术的局部弦支组合网架结构实际工作状况受力图。
[0030]附图中标记及对应的零部件名称：
[0031]1‑
正交正放四角锥网架，1a
‑
网架下弦杆，1b
‑
网架腹杆；
[0032]2‑
平面桁架，2a
‑
下弦杆，2b
‑
撑杆，2c
‑
上弦杆；
[0033]3‑
支承柱；
[0034]4‑
连接节点I，4a
‑
销轴耳板I，4b
‑
撑杆连接板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部弦支组合网架结构，包括网架，其特征在于，还包括平面桁架(2)；所述网架的跨中部位的网格替换为平面桁架(2)，平面桁架(2)的上弦杆(2c)与两侧的网架的网架上弦杆连接，平面桁架(2)的下弦杆(2a)与两侧的网架的网架下弦杆(1a)连接；所述下弦杆(2a)采用可张拉弦杆。2.根据权利要求1所述的一种局部弦支组合网架结构，其特征在于，所述下弦杆(2a)采用钢拉杆或钢索，并采用双拉杆或拉索布置。3.根据权利要求1所述的一种局部弦支组合网架结构，其特征在于，所述网架的非跨中部位采用正交正放四角锥网架(1)。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种局部弦支组合网架结构，其特征在于，所述下弦杆(2a)与两侧的网架的网架下弦杆(1a)铰接连接。5.根据权利要求4所述的一种局部弦支组合网架结构，其特征在于，所述下弦杆(2a)与网架下弦杆(1a)通过连接节点II(5)铰接连接；所述连接节点II(5)包括销轴耳板II(5a)，通过销轴II(5d)穿孔将下弦杆(2a)与销轴耳板II(5a)组装相连并传递沿下弦杆(2a)轴向拉力。6.根据权利要求5所述的一种局部弦支组合网架结构，其特征在于，所述连接节点II(5)还包括空心球冠(5b)和耳板连接圆管(5c)；所述耳板连接圆管(5c)的轴向两端均由内向外依次设置销轴耳板II(5a)和空心球冠(5b)，两侧网架的网架下弦杆(1a)与耳板连接圆管(5c)和空心球冠(5b)连接，两侧网架的网架腹杆(1b)与空...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宜丰，谢俊乔，夏循，马永兴，周劲炜，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：