本发明专利技术涉及环形交叉编织索网结构、立体城市穹顶及大跨度建筑穹顶，属于建筑结构设计技术领域，解决了大跨度建筑即立体城市的穹顶不能满足内部采光需求以及超高层结构周向平衡难于调整的技术问题。本发明专利技术的环形交叉编织索网结构包括巨型环桁架、屋盖索网单元和连接器；巨型环桁架设置在环形布置的建筑群的顶端，屋盖索网单元通过连接器连接在相邻的巨型环桁架间；屋盖索网单元包括钢索和双层索夹；相邻巨型环桁架边沿均布数量相同的连接器，钢索对称交织，在交叉点处设置索夹；穹顶结构包括环形交叉编织索网结构和充气膜单元。环形交叉编织索网结构重量轻，充气膜透光性好，穹顶结构的屋盖对气温变化适应性强，整体轻盈、美观。观。观。
【技术实现步骤摘要】
环形交叉编织索网结构、立体城市穹顶及大跨度建筑穹顶
[0001]本专利技术涉及建筑结构
，尤其涉及一种环形交叉编织索网结构、立体城市穹顶及大跨度建筑穹顶。
技术介绍
[0002]随着人类文明的进步与建造技术的发展，不断向建筑的规模、高度与跨度进行挑战是人类的渴望。近年来兴起了建造超高、超大立体城市的理念。但要实现所设想的立体城市，还存在一系列的需要解决的技术问题。
[0003]如设定具有很强的功能性与标志性的巨大立体城市建筑直径达千米以上，则相应的建筑面积可达数百万平方米、建筑高度亦可超越千米。在这样的设想下，立体城市建筑体量巨大，建筑高度与结构跨度也巨大，桁架、网架等刚性体系的结构高度与构件截面尺寸随之加大，钢材用量迅速增多。此外，由于杆件数量密集，需要额外采用设置建筑装饰措施，导致进一步增大结构重量、地震力与工程造价，难以符合立体城市自然采光与绿色生态的要求。
[0004]除去超高建筑的地基承载力、侧向刚度等重大技术瓶颈，还包括对超高结构的支撑、平衡调整问题，包括立体城市的自然光利用问题等。
[0005]当结构跨度大于120m时，普通结构体系构件截面迅速增大，导致用钢量很大，无法满足穹顶屋盖轻盈、通透、采光等使用要求；同时，刚性大跨度结构也难以适应支承结构相对运动的影响。
[0006]上述采光和对超高层结构支撑的技术难点限制了及大跨度建筑和立体城市超高层建筑的营造。要想构建优良品质的立体城市，必须创造新型的立体城市穹顶结构。
技术实现思路
[0007]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种环形交叉编织索网结构、大跨度建筑穹顶及立体城市穹顶，用以解决大跨度建筑和立体城市内部采光不够以及核心超高层结构周向平衡调整的技术问题。
[0008]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0009]一种环形交叉编织索网结构，包括巨型环桁架、屋盖索网单元和连接器；所述巨型环桁架设置在环形建筑群的顶端，所述屋盖索网单元通过所述连接器连接在相邻的所述巨型环桁架之间；所述屋盖索网单元包括钢索和索夹；相邻所述巨型环桁架上设置相同数量的所述连接器，多个所述连接器周向均布在所述巨型环桁架边沿上；同一所述巨型环桁架上的每个所述连接器连接2根所述钢索的第一端；2根所述钢索的第二端连接在相邻所述巨型环桁架的不同所述连接器上，且相对于所述第一端对称设置；每2个交叉的所述钢索在交叉点处通过所述索夹连接；所述连接器为球头调整支座；所述巨型环桁架是指最小内接圆直径大于200m和环状结构。
[0010]进一步的，所述环形建筑群同心设置，分为内环塔楼群、中环塔楼群和外环塔楼
群；所述巨型环桁架分为内环桁架、中环桁架和外环桁架。
[0011]进一步的，所述屋盖索网单元包括外侧环状交叉编织索网和内侧环状交叉编织索网，所述外侧环状交叉编织索网和内侧环状交叉编织索网分别环向放射状连接在相邻的所述巨型环桁架之间。
[0012]进一步的，所述外侧环状交叉编织索网设置在外环桁架内侧与中环桁架外侧之间；所述内侧环状交叉编织索网设置在所述中环桁架内侧与内环桁架外侧之间，形成单层环形交叉编织索网结构或双层环形交叉编织索网结构。
[0013]进一步的，所述外侧环状交叉编织索网中的钢索连接在外环桁架(212)内侧上边沿与中环桁架外侧的上边之间；所述内侧环状交叉编织索网的钢索连接在所述中环桁架内侧上边沿与内环桁架外侧的上边沿之间；所述钢索与所连接的所述巨型环桁架形成所述单层环形交叉编织索网结构。
[0014]进一步的，所述索夹为双层索夹；所述双层索夹包括依次连接的双层索夹基座板、双层索夹上盖板和双层索夹下盖板。
[0015]进一步的，所述双层索夹基座板和双层索夹上盖板之间形成第一钢索孔，所述双层索夹基座板和双层索夹下盖板之间形成第二钢索孔；所述第一钢索孔和第二钢索孔，用于连接2根交叉的所述钢索。
[0016]进一步的，所述屋盖索网单元还包括大跨度屋盖单元。所述大跨度屋盖单元采用单层壳体结构，包括核心车辐索和单层壳体；所述单层壳体与所述内环桁架同心设置，所述单层壳体外侧上边沿与所述内环桁架内侧上边沿设置相同数量的所述连接器，所述核心车辐索两端分别连接在所述单层壳体和所述内环桁架上对应的所述连接器上。
[0017]一种大跨度建筑穹顶，用作大跨度建筑屋盖，包括所述的环形交叉编织索网结构和充气膜单元，所述充气膜单元贴附在所述环形交叉编织索网结构的屋盖索网单元上。
[0018]一种立体城市穹顶，用作立体城市超高层建筑屋盖，所述立体城市超高层建筑的内环桁架上构建有中心高塔，所述屋盖索网单元与所述中心高塔外立面光顺连接；所述立体城市穹顶包括屋盖索网单元的和充气膜单元；所述屋盖索网单元使用所述的环形交叉编织索网结构，所述充气膜单元贴附在所述屋盖索网单元上。
[0019]一种立体城市超高层建筑，包括所述的立体城市穹顶。
[0020]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：
[0021]1、本专利技术的环形交叉编织索网结构及其形成的大跨度建筑的穹顶结构，可用作超大内环屋盖，比如作为大跨度体育场馆的屋盖；本专利技术屋盖中间采用单层网壳结构，周边采用轮辐式索结构，在充分保证采光的前提下，保证了建筑穹顶的刚度。
[0022]2、本专利技术的环形交叉编织索网结构及其基础上形成的立体城市穹顶结构，可用作立体城市的中心高塔周边的屋盖，能够使中央高塔基座环桁架通过交叉编织索网与外侧的巨型环状结构顶部相连；在保证立体城市内部良好采光的同时，可对立体城市中心高塔起到对称平稳作用，可以减弱或抵抗风阻、地震等破坏力影响。
[0023]3、本专利技术的环形交叉编织索网结构及其基础上形成的穹顶结构，索网间距疏密可调，能够根据具体环境设定疏密度，从而显著提高超高层建筑结构的侧向刚度。
[0024]4、本专利技术的环形交叉编织索网结构使用强度远高于普通钢材的钢索材料，在相邻环形桁架之间布置单层交叉编织索网，形成大跨度屋盖结构的穹顶，在大大减少钢材用量、
重量轻的同时，可以显著提高穹顶屋盖对气温变化的适应性强。
[0025]5、本专利技术的环形交叉编织索网结构基础上形成的立体城市穹顶结构，采用ETFE充气膜作为围护结构，透光性好，节能效果好。
[0026]6、本专利技术的环形交叉编织索网结构中，钢索交叉编织形成的菱形网格可以作为ETFE膜结构的周边支承条件，相邻环形桁架内高、外低，有利于屋面排水。
[0027]7、本专利技术的环形交叉编织索网结构中，钢索交叉编织的交叉点通过双层索夹连接成索网结构，与各个独立的单根径向索相比，结构的整体性大大提高。尽管环形交叉编织结构的钢索均为直线，但通过将相邻环桁架之间钢索角度进行适当偏转，可以形成具有韵律感的菱形网格，屋盖的上表面由直线变为微凹曲面，结构轻盈美观。
[0028]8、本专利技术的环形交叉编织索网结构中使用了位置调整的连接器，可以通过球形位置调整单元，抵抗风阻和地震力对整个核心建筑的影响，避险对核心建筑的产生作用力。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环形交叉编织索网结构，其特征在于，包括巨型环桁架、屋盖索网单元(41)和连接器(45)；所述巨型环桁架设置在环形建筑群的顶端，所述屋盖索网单元(41)通过所述连接器(45)连接在相邻的所述巨型环桁架之间；所述屋盖索网单元(41)包括钢索(44)和索夹；相邻所述巨型环桁架上设置相同数量的所述连接器(45)，多个所述连接器(45)周向均布在所述巨型环桁架边沿上；同一所述巨型环桁架上的每个所述连接器(45)连接2根所述钢索(44)的第一端；2根所述钢索(44)的第二端连接在相邻所述巨型环桁架的不同所述连接器(45)上，且相对于所述第一端对称设置；每2个交叉的所述钢索(44)在交叉点处通过所述索夹连接；所述巨型环桁架是指最小内接圆直径大于200m和环状结构。2.根据权利要求1所述的环形交叉编织索网结构，其特征在于，所述环形建筑群同心设置，分为内环塔楼群(23)、中环塔楼群(22)和外环塔楼群(21)；所述巨型环桁架分为内环桁架(232)、中环桁架(222)和外环桁架(212)。3.根据权利要求2所述的环形交叉编织索网结构，其特征在于，所述屋盖索网单元(41)包括外侧环状交叉编织索网(411)和内侧环状交叉编织索网(412)，所述外侧环状交叉编织索网(411)和内侧环状交叉编织索网(412)分别环向放射状连接在相邻的所述巨型环桁架之间。4.根据权利要求3所述的环形交叉编织索网结构，其特征在于，所述外侧环状交叉编织索网(411)设置在外环桁架(212)内侧与中环桁架(222)外侧之间；所述内侧环状交叉编织索网(412)设置在所述中环桁架(232)内侧与内环桁架(232)外侧之间，形成单层环形交叉编织索网结构或双层环形交叉编织索网结构。5.根据权利要求4所述的环形交叉编...
【专利技术属性】
技术研发人员：范重，刘涛，吴浩，胡纯炀，柴会娟，高嵩，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：
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