一种三心圆凯威特双层球壳结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种三心圆凯威特双层球壳结构，包括一个大圆弧区及两个小圆弧区，两个小圆弧区分别位于大圆弧区两侧并与大圆弧区连接，大圆弧区具备第一圆心；两个小圆弧区分别具备第二圆心及第三圆心，一个大圆弧区及两个小圆弧区形成三心圆凯威特双层球壳结构；大圆弧区上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为三角形网格；两个小圆弧区的上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为四边形网格；本实用新型专利技术在不增加矢高的条件下能有效增大存储空间，增加了储料场设备运行路线的横向长度，解决了网壳结构内壁与取料机设备的干涉问题，并且降低了网壳结构的结构高度和风荷载效应，在确保结构安全的同时降低了用钢量。确保结构安全的同时降低了用钢量。确保结构安全的同时降低了用钢量。

【技术实现步骤摘要】
一种三心圆凯威特双层球壳结构


[0001]本技术属于大跨空间结构领域，尤其涉及一种三心圆凯威特双层球壳结构。

技术介绍

[0002]凯威特球面球壳是1925年美国工程师凯威特为了改善施威德勒型和联方型球面球壳中网格大小不均而创造的，这种球壳结构受力性能优良，特别是在地震和强风作用下的性能很好，1973年建成的美国新奥尔良超级穹顶就是采用了这种网格形式，直径213m，矢高32m，保持了多年的球壳结构最大跨度记录。
[0003]常规凯威特球壳它是由n(n＝6、8、12
……
)根通长的经向杆先把球面分为n个对称扇形曲面，然后在每个扇形曲面内再由纬向杆和斜向杆将此曲面划分为大小比较匀称的三角形网格，在每个扇形面中左右斜杆都平行，故也将这种球壳称为平行联方型球壳。这种网格划分形式使得网格大小匀称，且内力分布均匀，常用于大、中跨度的球壳结构。
[0004]图1为现有的半球型凯威特角锥体系双层球壳，包括外层球壳及内层球壳；每层球壳都是由六根通长的经向杆把外层球壳及内层球壳分别分为六个对称扇形曲面，每个扇形曲面内再由纬向杆和斜向杆将此曲面划分为大小比较匀称的三角形网格，网格交点即为各三角形的角点，各层球面的经向杆、纬向杆、斜杆形成网格；斜向杆包括多根左斜向杆和右斜向杆，杆件之间相互连接形成整体结构；外层球壳称为上弦球壳层，上弦球壳层形成的网格为上弦网格；内层球壳称为下弦球壳层，下弦球壳层形成的网格为下弦网格；上弦网格的所有杆称为上弦杆；下弦网格的所有杆称为下弦杆；连接上弦网格与下弦网格的杆件为腹杆；现有的半球形凯威特角锥体系双层球壳仅具备一个圆心；上弦网格与下弦网格的布置方式为：上弦网格为常规凯威特网格，下弦网格交点的法线经过上弦网格三角形的重心位置，因网格交点为各个三角形的角点，因而下弦网格每个三角形的各角点法线都经过上弦网格其中一个三角形的重心位置，即下弦网格三角形的每一个角点都对应有上弦网格其中一个三角形的重心；下弦三角形的一个角点，同时连接与其对应的上弦三角形的三个角点，形成三角锥型的四面体结构，腹杆为四面体结构的棱，三角锥的顶点即为下弦三角形的一个角点；上弦网格各三角形的三个角点均引出腹杆，连接上弦三角形重心相对应的下弦三角形的角点，形成三角锥空间结构。
[0005]图2为应用于圆形储料场的现有凯威特双层球壳示意图，在凯威特双层球壳应用于圆形储料场时，为了避免凯威特双层球壳与取料机设备干涉，即避免取料机沿着储料场设备运行路线1运行时碰到凯威特双层球壳内壁，只能通过不断的增加矢高以增加储料场设备运行路线1的横向长度来解决；不断的增加圆形储料场的矢高，空间上存在较多的浪费，另外也增加了结构的迎风面高度，进一步加剧了风荷载的不利影响，从而需要考虑建筑物的加固，进而导致工程造价的提高。

技术实现思路

[0006]本技术目的是提供一中应用于储料场的三心圆凯威特双层球壳结构。
[0007]为实现以上目的，本技术技术方案为：
[0008]一种三心圆凯威特双层球壳结构，包括一个大圆弧区及两个小圆弧区，两个小圆弧区分别位于大圆弧区两侧并与大圆弧区连接，大圆弧区具备第一圆心；两个小圆弧区分别具备第二圆心及第三圆心，一个大圆弧区及两个小圆弧区形成三心圆凯威特双层球壳结构；大圆弧区上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为三角形网格；两个小圆弧区的上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为四边形网格。
[0009]进一步的是，所述大圆弧区最下层边缘处的三角形的一条边即为四边形其中一条边，多个四边形依次向球壳支座的方向延伸。
[0010]进一步的是，所述小圆弧区的下弦球壳层四边形每个角点的法线经过上弦球壳层每个四边形的重心。
[0011]进一步的是，所述小圆弧区上弦球壳层各四边形的四个角点连接有腹杆，所述腹杆连接在上弦球壳层各四边形的四个角点与上弦球壳层四边形重心相对应的下弦球壳层四边形的角点之间。
[0012]进一步的是，所述的腹杆与小圆弧区上弦球壳层四边形的四个角点、以及与上弦球壳层四边形重心相对应的下弦球壳层四边形的一个角点连接成四角锥结构。
[0013]进一步的是，所述小圆弧区底端与球壳支座连接，球壳支座与圆形储料场筒壁固定连接。
[0014]本技术的有益效果是：
[0015]采用本技术三心圆凯威特双层球壳结构后，在不增加矢高的条件下能有效增大存储空间，增加了储料场设备运行路线的横向长度，解决了网壳结构内壁与取料机设备的干涉问题，并且降低了网壳结构的结构高度和风荷载效应，在确保结构安全的同时降低了用钢量。
附图说明
[0016]图1为现有的半球型凯威特角锥体系双层球壳结构。
[0017]图2为应用于圆形储料场的现有凯威特双层球壳示意图。
[0018]图3为本专利技术剖面图。
[0019]图4为本专利技术上弦球壳层网格局部示意图。
[0020]图5为本专利技术结构示意图。
[0021]图6为本专利技术结构示意图。
[0022]图7为本专利技术小圆弧段四角锥空间结构示意图。
[0023]储料场设备运行路线1；大圆弧区2；小圆弧区3；四边形网格4；三角形网格5；球壳支座6；第一圆心7；第二圆心8；第三圆心9；圆形储料场筒壁10；角点11；腹杆12。
具体实施方式
[0024]为了使技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本技术作进一步阐述。
[0025]本技术中，三心圆凯威特双层球壳结构包括一个大圆弧区2及两个小圆弧区3，一个大圆弧区2及两个小圆弧区3一体成型，两个小圆弧区3分别位于大圆弧区2两侧，大
圆弧区2具备第一圆心7；两个小圆弧区3分别具备第二圆心8及第三圆心9，一个大圆弧区2及两个小圆弧区3形成三心圆凯威特双层球壳结构。
[0026]本实施例中，大圆弧区2上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为三角形网格5；两个小圆弧区3的上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为四边形网格4，网格交点即四边形的角点11；大圆弧区2最下层边缘处的三角形的一条边即为四边形其中一条边，多个四边形依次向球壳支座6的方向延伸，两个小圆弧区3底端分别与球壳支座6固定连接，球壳支座6与圆形储料场筒壁10固定连接。
[0027]本实施例中，由小圆弧区下弦球壳层四边形的每个角点11向上弦球壳层作法线，小圆弧区下弦球壳层的四边形每个角点11的法线经过上弦球壳层每个四边形的重心；小圆弧区上弦球壳层各四边形的四个角点连接有腹杆12一端，由小圆弧区上弦球壳层各四边形的四个角点引出腹杆12，所述腹杆12另一端连接上弦球壳层四边形重心相对应的下弦球壳层四边形的一个角点，形成五面体的四角锥空间结构，四角锥结构的棱即为连接上弦球壳层与下弦球壳层的腹杆12，所述的腹杆12与小圆弧区上弦球壳层四边形的四个角点、以及与上弦球壳层四边形重心相对应的下弦球壳层四边形的一个角点连接形成四角锥结构。
[0028]大圆弧区2为普通凯威特网壳即三角锥网壳，小圆弧区3为四角锥网壳，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三心圆凯威特双层球壳结构，其特征在于：包括一个大圆弧区(2)及两个小圆弧区(3)，两个小圆弧区(3)分别位于大圆弧区(2)两侧并与大圆弧区(2)连接，大圆弧区(2)具备第一圆心(7)；两个小圆弧区(3)分别具备第二圆心(8)及第三圆心(9)，一个大圆弧区(2)及两个小圆弧区(3)形成三心圆凯威特双层球壳结构；大圆弧区(2)上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为三角形网格(5)；两个小圆弧区(3)的上弦球壳层的网格及下弦球壳层的网格为四边形网格(4)。2.如权利要求1所述的三心圆凯威特双层球壳结构，其特征在于：所述大圆弧区(2)最下层边缘处的三角形的一条边即为四边形其中一条边，多个四边形依次向球壳支座(6)的方向延伸。3.如权利要求1所述的三心圆凯威特双层球壳结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斌，林凡伟，熊亮，李林，丁伟亮，张鹏，陈伊军，熊前锦，李进，陈守祥，祝红山，周兴乐，熊瑜，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：