专利名称：折叠索杆穹顶结构的制作方法
技术领域：
折叠索杆穹顶结构技术领域[0001]本实用新型涉及一种穹顶结构，尤其是一种折叠穹顶结构。
背景技术：
[0002]在过去的几十年中，各国学者们提出了折叠结构的概念，其中一些已经宇航、建筑 结构和军事工程中得到应用。目前，基于剪式单元的折叠穹顶结构的研究最为系统，但其在 大跨结构中使用较少，主要原因有(1)折叠穹顶结构的节点设计一般比较复杂，目前尚缺 乏构造简单且实用、造价低廉的适合工程应用的节点设计；(2)折叠穹顶结构的构件除受 轴力外，还受一定弯矩，受力性能不佳，造价较高；(3)折叠穹顶结构的刚度很差，位移较难 满足使用要求。为此，提出新型折叠结构，使之能够应用于大跨度体系显得十分必要。[0003]索杆结构体系由高强度索和压杆组成，其质量较小，收纳率较大，且索杆连接的节 点相对简单。发明内容[0004]为了克服现有折叠穹顶结构技术的缺陷，本实用新型提供了一种结构简易，刚性 较高的折叠索杆穹顶结构。[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案[0006]一种折叠穹顶结构，包括内部索杆体系以及环形连杆机构，环形连杆机构通过拉 索与内部索杆体系连接，所述的环形连杆机构由至少4个压杆通过节点件首尾相连构成， 压杆节点与节点件通过转动铰相连。[0007]所述折叠穹顶结构，所述内部索杆体系包括中心竖向压杆、脊索、环索、撑杆、径 向索，中心竖向压杆的上端与脊索的一端相连，脊索的另一端与环形连杆机构中的节点件 铰接，脊索是向下弧形辐射状，由多段拉索相连构成，撑杆的上端与脊索的转折点铰接，撑 杆的下端与径向索的一端和环索铰接，最外圈径向索与环形连杆机构的节点件铰接，环索 沿环向闭合布置。[0008]所述折叠穹顶结构，所述压杆和节点件的数量为不小于3且不大于720。[0009]所述折叠穹顶结构，所述的脊索、环索、径向索为预应力拉索为预应力拉索。[0010]所述折叠穹顶结构，所述的中心竖向压杆和撑杆为金属杆棒或者金属管。[0011]本实用新型的有益效果是，本实用新型由内部索杆体系和外部环形连杆机构构 成，环形连杆机构的运动驱动着内部索杆体系的折叠展开，从而实现整个结构的折叠展开， 其运动机理简单、构造合理；本实用新型结构的外荷载主要由内部索杆体系承担，其自重 轻，而且采用高强度拉索，结构的刚度主要由预应力提供，其受力性能十分优越；另外，本结 构的构件数量远小于一般的网格结构，因此给人一种简洁明快的效果，克服了常用折叠结 构感观上杆件繁多凌乱的缺点；而且其设计和施工简单，特别适合于具有大跨度要求的折 叠穹顶结构。
[0012]图1是本实用新型折叠穹顶结构结构示意图；[0013]图2是环形连杆机构运动过程示意图。[0014]图中1，中心竖向压杆；2，脊索；3，环索；4，撑杆；5，径向索；6，环形连杆机构；7， 压杆；8，节点件。
具体实施方式
[0015]一种折叠索杆穹顶结构，如图1所示，包括内部索杆体系以及环形连杆机构6，[0016]所述的环形连杆机构6是由η个压杆7通过η个节点件8首尾相连组成的正η边形连杆机构，压杆7和节点件8通过转动铰相连，其从折叠状态至完全展开状态如图2所示，η不小于4且不大于720。[0017]所述的内部索杆体系，由中心竖向压杆1、脊索2、环索3、撑杆4、径向索5组成，中心竖向压杆I的上端与η条脊索2的一端相连,脊索2的另一端与环形连杆机构6中的节点件8铰接，脊索2是向下弧形辐射状，由多段拉索相连构成，撑杆4的上端与脊索2的转折点铰接，撑杆4的下端与径向索5的一端和环索3铰接,最外圈径向索与环形连杆机构6 的节点件8铰接，环索3沿环向闭合布置。[0018]所述的中心竖向压杆I标高最高，撑杆4顶部标高环向相同，径向由内向外递减， 所述的脊索2、环索3、径向索为预应力拉索，所述的中心竖向压杆I和撑杆4可以是金属杆棒或者金属管，所述的环形连杆机构6的压杆7为金属管。[0019]折叠索杆穹顶结构折叠机理为由环形连杆机构6的折叠，带动铰接于节点件8上的脊索2和径 向索5节点的向内径向运动，使内部索杆体系的预应力移除，也即内部索杆结构转变为机构，随着环形连杆机构6的不断折叠，内部索杆体系不断向内运动，从而完成整个结构的折叠。
权利要求1.一种折叠索杆穹顶结构，其特征在于包括内部索杆体系以及环形连杆机构，环形连杆机构通过拉索与内部索杆体系连接，所述的环形连杆机构由至少4个压杆通过节点件首尾相连构成，压杆节点与节点件通过转动铰相连。
2.如权利要求1所述折叠索杆穹顶结构，其特征在于所述内部索杆体系包括中心竖向压杆、脊索、环索、撑杆、径向索，中心竖向压杆的上端与脊索的一端相连，脊索的另一端与环形连杆机构中的节点件铰接，脊索是向下弧形辐射状，由多段拉索相连构成，撑杆的上端与脊索的转折点铰接，撑杆的下端与径向索的一端和环索铰接，最外圈径向索与环形连杆机构的节点件铰接，环索沿环向闭合布置。
3.如权利要求1或2所述折叠索杆穹顶结构，其特征在于所述压杆和节点件的数量为不小于3且不大于720。
4.如权利要求2所述折叠索杆穹顶结构，其特征在于所述的环索、径向索为预应力拉索。
5.如权利要求2所述折叠索杆穹顶结构，其特征在于所述的中心竖向压杆和撑杆为金属杆棒或者金属管。
专利摘要本实用新型公开了一种折叠索杆穹顶结构，包括内部索杆体系以及环形连杆机构，环形连杆机构通过拉索与内部索杆体系连接，所述的环形连杆机构由至少4个压杆通过节点件首尾相连构成，压杆节点与节点件通过转动铰相连。环形连杆机构的运动驱动着内部索杆体系的折叠展开，从而实现整个结构的折叠展开，其运动机理简单、构造合理；本实用新型结构的外荷载主要由内部索杆体系承担，其自重轻；本结构的构件数量远小于一般的网格结构，因此给人一种简洁明快的效果，克服了常用折叠结构感观上杆件繁多凌乱的缺点；而且其设计和施工简单，特别适合于具有大跨度要求的折叠穹顶结构。
文档编号E04B1/32GK202850202SQ201220085530
公开日2013年4月3日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者蔡建国, 冯健 申请人:东南大学