超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构及其制备方法，其中，超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构包括：结构本体；结构本体的任一横断面为拱形，结构本体的任一纵断面的轮廓线采用波浪形曲线；纵断面的轮廓线具有第一段和第二段，第一段沿结构本体的径向外凸，第二段沿结构本体的径向内凹，第一段和第二段依次交替连接；其中，第一段的顶点至第一段的端点的径向距离为f1，第一段在结构本体的轴向上的投影长度为L1，则满足f1/L1≥0.125。如此配置，结构本体的横断面为拱形，在竖向荷载作用下，以压弯受力为主；同时，结构本体的纵断面的轮廓线采用波浪形曲线，提高了抗弯惯性矩，进一步减小了竖向荷载作用下的拉应力，使得整体结构无需配置钢筋。结构无需配置钢筋。结构无需配置钢筋。

【技术实现步骤摘要】
超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑结构领域，尤其涉及一种超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的拱壳结构采用普通钢筋混凝土建造，壳体厚重，支模困难，钢筋绑扎工作繁琐且效率低，钢筋混凝土壳浇筑后，壳体表面一般需要再进行装饰面层的施工，工序复杂且效率低下。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构及其制备方法，以解决现有的拱壳结构壳体厚重、支模困难、工序复杂且效率低下的问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供一种超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构，包括：结构本体；
[0005]所述结构本体的任一横断面均为拱形，所述结构本体的任一纵断面的轮廓线均为波浪形；
[0006]所述纵断面的轮廓线具有交替连接的第一段和第二段，所述第一段沿所述结构本体的径向外凸，所述第二段沿所述结构本体的径向内凹；
[0007]其中，所述第一段的顶点至端点的径向距离为f1，所述第一段沿所述结构本体的轴向上的投影长度为L1，且f1/L1≥0.125。
[0008]可选的，所述第二段的顶点至端点的径向距离为f2，所述第二段沿所述结构本体的轴向上的投影长度为L2，且f2/L2≥0.125。
[0009]可选的，f1＝f2。
[0010]可选的，L1＝L2。
[0011]可选的，所述结构本体采用超高性能混凝土制成。
[0012]可选的，所述结构本体的横断面的跨度为10m～14m。
[0013]可选的，所述结构本体在自身径向上的长度为40mm～60mm。
[0014]为了达到上述目的，本专利技术还提供一种如上所述的超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构的制备方法，包括：
[0015]基于所述超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构的尺寸制作模具；
[0016]利用所述模具制备所述超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构。
[0017]可选的，利用数字化制模技术制造所述模具。
[0018]可选的，采用混凝土喷射工艺制备所述超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构。
[0019]综上所述，在本专利技术提出的超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构及其制备方法中，结构本体的任一横断面为拱形，使得结构在竖向荷载作用下，以压弯受力为主，所述结构本体的任一纵断面的轮廓线采用波浪形曲线，提高了结构本体的抗弯惯性矩，进一步减小了
结构在竖向荷载作用下的拉应力，使得整体结构无需配置钢筋；所述纵断面的轮廓线具有第一段和第二段，所述第一段沿所述结构本体的径向外凸，所述第二段沿所述结构本体的径向内凹，所述第一段和所述第二段依次交替连接；其中，所述第一段的顶点至所述第一段的端点的径向距离为f1，所述第一段在所述结构本体的轴向上的投影长度为L1，则满足f1/L1≥0.125，整个结构融合了建筑的几何造型美学和结构力学，结合拱造型和波浪线造型建立大空间建筑，实现结构装饰一体化。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例中提出的结构本体的示意图；
[0021]图2为图1中的结构本体的横断面示意图；
[0022]图3为图1中的结构本体的纵断面示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例中提出的第一段的顶点应力与矢跨比的关系示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例中提出的第二段的顶点应力与矢跨比的关系示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例中提出的结构屈曲因子与矢跨比的关系示意图。
[0026]其中，各附图标记的说明如下：
[0027]1‑
结构本体；2
‑
第一段；3
‑
第二段。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
[0029]如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本说明书中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。术语“上”、“下”、“顶”、“底”通常是按重力方向进行排布的相对位置关系；术语“竖向、竖直方向”通常是指沿重力方向，其一般垂直于地面，“水平向、水平面方向”通常是沿平行于地面的方向；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。
[0030]本专利技术的目的在于提供一种拱壳结构及其制备方法，以解决现有的拱壳结构壳体
厚重、支模困难、工序复杂且效率低下的问题。
[0031]以下参考附图进行描述。
[0032]请参考图1至图3，本专利技术提供一种超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构，包括：结构本体1；结构本体1的任一横断面均为拱形，结构本体1的任一纵断面的轮廓线均为波浪形；纵断面的轮廓线具有第一段2和第二段3，第一段2沿结构本体1的径向外凸，第二段3沿结构本体1的径向内凹，第一段2和第二段3依次交替连接；其中，第一段2的顶点至第一段2的端点的径向距离为f1，第一段2在结构本体1的轴向上的投影长度为L1，则满足f1/L1≥0.125。需要说明的，结构本体1的横断面为垂直于结构本体1的轴向上的截面，在图1中为A
‑
A方向上的剖面，结构本体1的纵断面为平行于结构本体1的轴向上的截面，在图1中为B
‑
B方向上的剖面；结构本体1的轴向在图3中沿水平方向延伸，结构本体1的径向在图3中沿竖直方向延伸；由于第一段2沿结构本体1的径向外凸，因此，第一段2呈现开口向下的抛物线状，故第一段2的顶点为第一段2在结构本体1的径向上的最高点(在图3中为沿竖直方向上的最高点)。
[0033]作为一种优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构，其特征在于，包括：结构本体；所述结构本体的任一横断面均为拱形，所述结构本体的任一纵断面的轮廓线均为波浪形；所述纵断面的轮廓线具有交替连接的第一段和第二段，所述第一段沿所述结构本体的径向外凸，所述第二段沿所述结构本体的径向内凹；其中，所述第一段的顶点至端点的径向距离为f1，所述第一段在所述结构本体的轴向上的投影长度为L1，且f1/L1≥0.125。2.如权利要求1所述的超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构，其特征在于，所述第二段的顶点至端点的径向距离为f2，所述第二段在所述结构本体的轴向上的投影长度为L2，且f2/L2≥0.125。3.如权利要求2所述的超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构，其特征在于，f1＝f2。4.如权利要求2所述的超高性能混凝土波浪形薄拱壳结构，其特征在于，L1＝L2。5.如权利要求1所述的超高性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桦，吴学淑，白杨，李进军，邱田，刘智龙，
申请(专利权)人：华东建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：