一种大高差鞍形轮辐结构体系制造技术

本发明专利技术涉及一种大高差鞍形轮辐结构体系，属于建筑工程空间结构技术领域，解决了现有技术中轮辐式索结构体系不适用外环大高差、外环长短轴差异大、径索长度差异大的情形的问题。本发明专利技术包括内拉环、外压环和径向索杆桁架，所述外压环和所述内拉环在空间中均呈马鞍形，所述径向索杆桁架包括径向撑杆索杆桁架，所述径向撑杆索杆桁架包括下撑杆，所述下撑杆的一端与所述外压环连接，所述下撑杆的另一端与所述内拉环连接。本发明专利技术采用刚性的下撑杆连接内拉环和外压环，提供空间整体刚度，能够成型大高差马鞍形结构。差马鞍形结构。差马鞍形结构。

【技术实现步骤摘要】
一种大高差鞍形轮辐结构体系


[0001]本专利技术涉及建筑工程空间结构
，尤其涉及一种大高差鞍形轮辐结构体系。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国国民经济的快速发展，大型体育场馆等大跨度空间结构对建筑结构设计提出了更高的要求，建筑与结构的契合度要求也变得越来越高，结构体系需要满足更为新颖飘逸的建筑造型。因此，结构体系在满足建筑功能与造型的同时，还应受力合理、经济安全、施工方便。轮辐式索结构作为大跨度空间结构的体系之一，具有自重轻，构造简单，施工方便等特性，广泛应用于实际工程。目前，国内外应用于实际工程的轮辐式索结构主要包括单层外环单层内环型、单层外环双层内环型、双层外环单层内环型和双层外环双层内环型4种形式。
[0003]传统的轮辐式索结构平面多为圆形或近似圆形，其长短轴高差相差不大，采用传统的设计方法可以满足结构的找形和受力条件。然而，当轮辐式索结构外环高差大、平面呈椭圆以及径索长度差异较大时，由于传统的轮辐式索结构均采用索连接因而无法进行结构找形，难以满足结构受力平衡条件，施工张拉与索力控制无法实现。
[0004]综上所述，为了满足体育场建筑屋面造型要求，提出一种新型的轮辐式结构体系，可以满足外环大高差、平面呈椭圆形以及径索长度差异很大等需求，为体育场大跨度屋盖结构设计提供了一种有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种大高差鞍形轮辐结构体系，用以解决现有轮辐式索结构体系不适用于外环大高差、外环长短轴差异大、径索长度差异大的情形的问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种大高差鞍形轮辐结构体系，包括内拉环、外压环和径向索杆桁架，所述外压环和所述内拉环在空间中均呈马鞍形，所述径向索杆桁架包括径向撑杆索杆桁架，所述径向撑杆索杆桁架包括下撑杆，所述下撑杆的一端与所述外压环连接，所述下撑杆的另一端与所述内拉环连接。
[0008]进一步地，所述外压环包括上压环和下压环，所述上压环和所述下压环在水平面的投影重合。
[0009]进一步地，所述内拉环和所述外压环向水平面上的投影均为椭圆形。
[0010]进一步地，所述径向索杆桁架还包括小夹角径索索桁架和径向索桁架，所述径向撑杆索杆桁架、所述小夹角径索索桁架和所述径向索桁架的两端分别连接所述内拉环和所述外压环。
[0011]进一步地，所述径向撑杆索杆桁架还包括上拉索，所述上拉索和所述下撑杆通过
径向撑杆索夹节点与所述内拉环连接。
[0012]进一步地，所述小夹角径索索桁架包括第一上径向索、第一下径向索和拉索间撑杆，所述拉索间撑杆的两端通过径向索夹分别与所述第一上径向索和所述第一下径向索连接。
[0013]进一步地，所述第一上径向索和所述第一下径向索均通过小夹角径索索夹节点与所述内拉环连接。
[0014]进一步地，所述小夹角索夹节点的端部设有拉索索头，两所述拉索索头的夹角为9
°
～21
°
。
[0015]进一步地，所述径向索桁架包括第二上径向索和第二下径向索，所述第二上径向索、所述第二下径向索通过普通索夹节点与所述内拉环连接。
[0016]进一步地，所述径向索杆桁架设有n榀，n榀所述径向索杆桁架等分所述外压环。
[0017]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0018](1)采用刚性的下撑杆连接内拉环和外压环，使得传力明确并提供空间整体刚度，能够成型大高差马鞍形结构，解决了传统轮辐式索结构全部采用柔性索无法找形、难以形成大高差马鞍形构型的缺点，极大突破现有技术的不足；
[0019](2)轮辐式结构体系符合马鞍形数学方程，且内拉环的最高点位于上压环的最高点和下压环的最高点之间，内拉环最低点高于上压环最低点，使得轮辐式结构体系便于采光和排水，同时拓宽了传统轮辐式索结构的造型；
[0020](3)撑杆耳板连接下撑杆，用于形成大高差鞍形轮辐式结构体系，克服了传统的拉索节点仅能连接拉索无法适用于大高差鞍形轮辐式结构体系的弊端，同时有益于后续铺设膜材的施工，满足建筑采光、排水等要求；
[0021](4)在第二凹槽、所述第三凹槽的边缘设有圆角，使得环索在通过径向撑杆索夹节点的索孔时更加平顺的过渡，没有突变以及应力集中的地方；
[0022](5)通过上下设置的盖板保护第一基座内部结构，避免第一夹板等部件直接暴露在空气中；
[0023](6)上拉索和下撑杆受力交汇于第一基座的形心，使得索夹节点传力明确，确保了轮辐式结构体系成型为大高差、满足数学方程的马鞍形结构，进而满足了外环大高差、外环长短轴差异大、径索长度差异大的要求；
[0024](7)两个拉索索头纵向并列设于双耳板的一端，形成双拉索之间的小角度，且两个拉索索头的延长线相交于基座的形心，使得索夹节点传力明确，使得轮辐式结构体系成型为大高差马鞍形结构，满足了外环大高差、外环长短轴差异大、径索长度差异大的要求。
[0025]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0027]图1为具体实施例的轮辐式结构体系整体结构示意图(一)；
[0028]图2为具体实施例的轮辐式结构体系整体结构示意图(二)；
[0029]图3为具体实施例的轮辐式结构体系平面投影示意图；
[0030]图4为具体实施例的轮辐式结构体系长轴结构示意图；
[0031]图5为具体实施例的轮辐式结构体系短轴结构示意图；
[0032]图6为具体实施例的径向撑杆索杆桁架结构示意图；
[0033]图7为具体实施例的小夹角径索索桁架结构示意图；
[0034]图8为具体实施例的径向索桁架结构示意图；
[0035]图9为具体实施例的连接有上拉索和下撑杆的径向撑杆索夹节点结构示意图；
[0036]图10为具体实施例的径向撑杆索夹节点结构示意图；
[0037]图11为具体实施例的径向撑杆索夹节点上部结构爆炸示意图；
[0038]图12为具体实施例的径向撑杆索夹节点下部结构爆炸示意图；
[0039]图13为具体实施例的第一基座结构示意图；
[0040]图14为具体实施例的第一夹板结构示意图；
[0041]图15为具体实施例的下盖板与撑杆耳板连接结构示意图；
[0042]图16为具体实施例的第一销轴组件结构示意图；
[0043]图17为具体实施例的上拉索和下撑杆受力延长线过第一基座形心示意图；
[0044]图18为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大高差鞍形轮辐式结构体系，其特征在于，包括内拉环(4)、外压环(2)和径向索杆桁架(3)，所述外压环(2)和所述内拉环(4)在空间中均呈马鞍形，所述径向索杆桁架(3)包括径向撑杆索杆桁架(31)，所述径向撑杆索杆桁架(31)包括下撑杆(312)，所述下撑杆(312)的一端与所述外压环(2)连接，所述下撑杆(312)的另一端与所述内拉环(4)连接。2.根据权利要求1所述的大高差鞍形轮辐式结构体系，其特征在于，所述外压环(2)包括上压环(21)和下压环(22)，所述上压环(21)和所述下压环(22)在水平面的投影重合。3.根据权利要求1所述的大高差鞍形轮辐式结构体系，其特征在于，所述内拉环(4)和所述外压环(2)向水平面上的投影均为椭圆形。4.根据权利要求1所述的大高差鞍形轮辐式结构体系，其特征在于，所述径向索杆桁架(3)还包括小夹角径索索桁架(32)和径向索桁架(33)，所述径向撑杆索杆桁架(31)、所述小夹角径索索桁架(32)和所述径向索桁架(33)的两端分别连接所述内拉环(4)和所述外压环(2)。5.根据权利要求1所述的大高差鞍形轮辐式结构体系，其特征在于，所述径向撑杆索杆桁架(31)还包括上拉索(311)，所述上拉索(311)和所述下撑杆(312)通过径向撑杆索夹节点(1)与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范重，刘涛，杨开，吴浩，胡纯炀，刘学林，李劲龙，王金金，
申请(专利权)人：中国建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：