大跨度椭球形铝合金穹顶结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大跨度椭球形铝合金穹顶结构，包括：支座，设于建筑主体顶部的环形支撑面上；椭球形的铝合金网壳结构，盖设于所述建筑主体的顶部，所述环形支撑面处的铝合金网壳结构与所述支座固定连接；以及防水铝板，覆于所述铝合金网壳结构上的网洞处，并与所述铝合金网壳结构密封连接。采用椭球形的铝合金网壳结构，建筑主体的顶部设置环形支撑面，在支撑面上设置支座支撑铝合金网壳结构，确保了结构整体的稳定性，铝合金网壳结构的自身稳定性好，且承重力大，铝合金网壳结构的上面密封连接有防水铝板，起到良好的防水、密闭、保温的效果，保证了建筑的结构质量。
【专利说明】
大跨度椭球形锅合金弯顶结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑施工领域，尤指一种大跨度椭球形铝合金穹顶结构。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，建筑结构体系呈现出多样化的特征，且已经发展到概念设计的阶段。所谓概念指的是，结构设计不仅把结构的安全、效率及经济作为结构设计的目标，而且更重要地把结构美表现出来，在结构上体现出文化的内涵。大空间建筑中最需要建筑与结构的紧密配合，因为力学上合理的建筑造型是能体现结构美，进而可以充分表现出文化内涵。在此基础上，一些文化体育场馆引用了球形的网壳结构的穹顶，其球形网架一般采用的四边形构型的经玮线法，构件繁多且多边形结构的稳定性差，对于大跨度的空间来讲，很难满足要求。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大跨度椭球形铝合金穹顶结构，解决现有球形网架无法满足在大跨度空间上的稳定性的的问题。
[0004]实现上述目的的技术方案是:
[0005]本实用新型一种大跨度椭球形铝合金穹顶结构，包括:
[0006]支座，设于建筑主体顶部的环形支撑面上；
[0007]椭球形的铝合金网壳结构，盖设于所述建筑主体的顶部，所述环形支撑面处的铝合金网壳结构与所述支座固定连接；以及
[0008]防水铝板，覆于所述铝合金网壳结构上的网洞处，并与所述铝合金网壳结构密封连接。
[0009]采用椭球形的铝合金网壳结构，建筑主体的顶部设置环形支撑面，在支撑面上设置支座支撑铝合金网壳结构，确保了结构整体的稳定性，铝合金网壳结构的自身稳定性好，且承重力大，铝合金网壳结构的上面密封连接有防水铝板，起到良好的防水、密闭、保温的效果，保证了建筑的结构质量。
[0010]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述支座包括底板和轴接于所述底板的连接板，所述环形支撑面内设有埋件，所述底板与所述埋件焊接固定，所述连接板与相接的所述铝合金网壳结构固定连接。
[0011]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述底板上设有一对R形板，一对所述R形板之间设有间隙，所述连接板的底部设有轴接板，所述轴接板插设于所述间隙内，通过螺栓穿设所述R形板和所述轴接板并螺合一螺母紧固所述轴接板与所述R形板。
[0012]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述铝合金网壳结构包括复数个铝合金杆件和复数个节点板，所述铝合金杆件的端部围绕设置形成连接节点，所述节点板设于所述连接节点处并与所述铝合金杆件固定连接。
[0013]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述铝合金杆件的两端均为凸尖结构，所述凸尖结构的表面为曲率面，所述曲率面的曲率适配于椭球形的铝合金网壳结构的曲率。
[0014]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述铝合金杆件为工字型结构，所述工字型结构的顶部和底部的两端均连接有所述节点板。
[0015]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述防水铝板设于所述铝合金杆件之上，通过压条件与所述铝合金杆件密封连接。
[0016]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述铝合金杆件的顶面设有紧固槽，所述紧固槽的内壁上形成有适配螺栓的齿状结构，所述压条件上设有螺栓孔，所述压条件压合所述防水铝板于所述铝合金杆件上，所述螺栓穿设所述螺栓孔并螺合于所述紧固槽内壁上的齿状结构，从而紧固所述压条件和所述铝合金杆件。
[0017]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，所述铝合金杆件的顶面还设有安装卡槽，所述压条件的底部对应所述安装卡槽设有卡环，所述防水铝板的端部形成有适配所述安装卡槽的安装部，所述安装部置于所述安装卡槽内，通过所述压条件的卡环压合所述安装部，所述卡环和所述安装部围合的空隙内填设有防水橡胶条，所述压条件底部的两侧形成有弧形槽口，所述弧形槽口内填设有防水胶。
[0018]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的进一步改进在于，还包括设于所述防水铝板上的装饰件，所述装饰件上设有安装板，所述压条件的顶部形成有条形槽，所述条形槽内壁上形成有适配螺栓的齿状结构，所述安装板铺设于所述条形槽上，通过螺栓将所述安装板紧固于所述条形槽。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构设于建筑主体上的侧视图；
[0020]图2为本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构设于建筑主体上的结构示意图；
[0021]图3为本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构沿第一方向的剖视图；
[0022]图4为本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构沿第二方向的剖视图；
[0023]图5为本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的部分结构的侧视图；
[0024]图6为本实用新型铝合金网壳结构中省去满堂脚手架的侧视图；
[0025]图7为图6中C点的局部放大示意图；
[0026]图8为本实用新型铝合金穹顶结构中省去满堂脚手架的侧视图；
[0027]图9为本实用新型中拼装一圈铝合金杆件的侧视图；
[0028]图10为本实用新型中从第二层支撑结构至第一层支撑结构拼装铝合金杆件的俯视图；
[0029]图11为本实用新型中支座上拼装铝合金杆件的结构示意图；
[0030]图12为图11中沿A-A线的剖视图；
[0031]图13为本实用新型中铝合金杆件拼装时连接节点处的俯视图；
[0032]图14为本实用新型中铝合金杆件拼装时连接节点处的侧视图；
[0033]图15为本实用新型中铝合金网壳结构上安装防水铝板的结构示意图；
[0034]图16为本实用新型中防水铝板上安装装饰件的结构示意图；
[0035]图17为本实用新型中安装防水铝板的分解示意图；
[0036]图18为本实用新型中装饰件的结构示意图；
[0037]图19为本实用新型中安装装饰件的安装结构示意图；以及
[0038]图20为本实用新型中在防水铝板上安装装饰件后的剖视图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0040]参阅图1和图2，显示了本实用新型大跨度铝合金穹顶结构设于建筑主体的结构示意图。如图1和图2所示，本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构，用于在建筑主体结构10的顶部施工形成椭球形的铝合金穹顶结构11，该建筑主体结构10施工于山体12形成的矿坑内，施工过程中克服了较多的由复杂环境带来的难题，实现了在大跨度的建筑主体结构10上施工形成椭球形的穹顶结构11，该穹顶结构11包括设于建筑主体结构10上的铝合金网壳结构、设于铝合金网壳结构上的防水铝板、以及设于防水铝板上的装饰件，该装饰件采用佛手形状，设于椭球形的穹顶结构11上，形成摩尼宝珠的造型，具有较好的外观形象。其中的铝合金网壳结构采用铝合金杆件拼装形成，具有较强的结构稳定性，且铝合金材质轻，可以确保建筑主体的使用寿命。防水铝板和铝合金杆件之间采用压条件密封连接，形成具有防水体系的铝合金穹顶结构，满足保温、隔热、降噪、防水等功能。下面结合附图对本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构进行说明。
[0041]如图3和图4所示，穹顶结构11为椭球形，设于建筑主体10的顶部，结合图5至图7所示，该穹顶结构11包括支座23、铝合金网壳结构20、以及防水铝板，结合图11和图12所示，该支座23设在建筑主体10顶部的环形支撑面101上，建筑主体10的顶部可以设置多个环形支撑面，每一个环形支撑面设置在不同的高度处，用于对铝合金网壳结构20提供支撑。在本实施例中，建筑主体10的顶部设有从低到高的两个环形支撑面，即第一环形支撑面1011和第二环形支撑面1012，在每一个环形支撑面上均固定有支座23 ;铝合金网壳结构20为椭球形结构，盖设于建筑主体10的顶部，在环形支撑面101处的铝合金网壳结构20与支座23固定连接，通过支座23配合建筑主体10支撑铝合金网壳结构20，且铝合金网壳结构20自身的结构稳定，使得大跨度的椭球形铝合金网壳结构安装后的稳固性好；防水铝板铺设于铝合金网壳结构20的网洞处，防水铝板与铝合金网壳结构20密封连接，起到防水、密闭的作用。如图8所示，穹顶结构11还包括装饰件32，装饰件32安装于防水铝板之上，对穹顶结构11起到装饰作用，在本实施例中，装饰件32为佛手结构，使得本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构具有较好的外观效果。
[0042]参阅图9，显示了部分铝合金网壳结构，为铝合金网壳结构20中的一圈结构，参阅图10，为部分铝合金网壳结构的俯视图。如图9和图10所示，本实用新型中的铝合金网壳结构20包括复数个铝合金杆件21，由铝合金杆件21拼装形成铝合金网壳结构20，多个铝合金杆件21的端部围绕设置形成连接节点211，在连接节点211处将多个铝合金杆件21连接在一起，铝合金杆件21之间围合形成有网洞24。结合图5和图7所示，在拼装铝合金杆件21时，先从第二环形支撑面1012上的支座23处开始拼装，将第二环形支撑面1012处的铝合金杆件21拼装形成闭合的圆形，再依次向下一圈一圈地拼装铝合金杆件21直至到底部的第一环形支撑面1011，然后再从第二环形支撑面1012处向上一圈一圈地拼装铝合金杆件21，直至拼装到顶部闭合，形成了椭球形的铝合金网壳结构20。拼装铝合金杆件形成铝合金网壳结构使得结构稳固不易变形，且一圈一圈地拼接，方便调整每一层的铝合金杆件结构的曲率，确保铝合金网壳结构的整体形状，偏差容易校正，确保椭球形的铝合金网壳结构，且铝合金网壳结构的整体的稳定性强。
[0043]如图4和图6所示，本实用新型的穹顶结构11在形成过程中，于环形支撑结构上设置操作架体103，于地面支设满堂脚手架104，其中操作架体103作用为材料的运输平台，为施工过程中的材料运输及施工结束后的满堂脚手架104的拆卸提供运送通道。满堂脚手架104起到两方面的作用，一方面为操作人员提供操作平台，高空作业时，在工作面的下方每隔10米设置一道安全网，防止高空坠物；另一方面为顶部铝合金杆件21提供支撑，铝合金杆件21采用六根拼装在一起的结构，三根围合形成一个网洞，这样的三角形结构的稳定性好，当三角形结构未形成时，为保证铝合金杆件21的结构稳定性，采用满堂脚手架104支撑铝合金杆件21。
[0044]如图11和图12所示，显示了本实用新型中支座的连接结构示意图，支座23固定在环形支撑结构101上，该环形支撑结构101形成于建筑主体结构10上，在饶筑形成环形支撑结构101的同时在环形支撑结构101内埋设埋件102，通过埋件102将支座23固定于环形支撑结构101上，支座23包括有底板，底板焊接固定于埋件102上。支座23的底板上轴接连接有连接板231，连接板231上固定连接铝合金杆件21，铝合金杆件21的端部围绕设于连接板231上，调整好曲率后，将铝合金杆件21与连接板231固定，然后以此为基础再继续拼装铝合金杆件21。连接板231具体轴接方式通过如下方式实现:支座23的底板上形成有一对R形板232，一对R形板232相对设置且之间留设有间隙，连接板231的底部设有轴接板2311，该轴接板2311插设在间隙内，通过螺栓穿设两个R形板232和轴接板111，并螺合有螺母紧固，实现了连接板231轴接于支座23，通过该轴接来调整连接板231的角度，进而实现校正铝合金杆件21的拼装曲率，当连接板231调整到适宜角度后，紧固螺栓和螺母，将连接板231与支座23夹紧固定。
[0045]如图13和图14所示，显示了本实用新型中铝合金杆件拼装时连接节点处的结构。铝合金杆件21为工字型结构，该铝合金杆件21的两端为凸尖结构211，结合图12所示，在支座23上开始拼装铝合金杆件21，将铝合金杆件21的凸尖结构211围绕连接板231的圆心设置，且凸尖结构211的底部贴合于连接板231上，通过螺栓穿设凸尖结构211和连接板231将铝合金杆件21紧固连接在连接板231上，实现了铝合金网壳结构20与支座23固定连接。凸尖结构211的顶部围绕设置形成了铝合金杆件21的连接节点212，在该连接节点212处安装节点板22实现铝合金杆件21的拼装，在凸尖结构211的顶部盖设节点板22，通过螺栓穿设凸尖结构211的顶部和节点板22将围绕设置的铝合金杆件21连接在一起。铝合金杆件21的凸尖结构211和节点板22适配于椭球形铝合金网壳结构20的曲率，铝合金杆件21的曲率通过凸尖结构21的弯曲来体现，通过连接节点的坐标点B来测量曲率偏差，通过调整连接节点处的凸尖结构211和节点板22即可实现曲率偏差的调整。
[0046]作为本实用新型的一较佳实施方式，铝合金杆件21的连接节点212处有六根铝合金杆件21的端部，六根铝合金杆件21的端部围绕设置，形成圆形结构，节点板22也为圆形结构，通过节点板22将铝合金杆件21连接在一起，三根铝合金杆件21围合形成三角形的网洞24，形成了稳定性好的铝合金网壳结构20。拼装铝合金杆件21时，安装完支座23处的铝合金杆件21后，先向上拼装一节铝合金杆件21，再向下拼装一节铝合金杆件21，一直向下拼装铝合金杆件21至铝合金网壳结构20的底部，再从中间的铝合金杆件21向上拼装，直至形成了铝合金网壳结构20，拼装时，铝合金网壳结构20顶部的铝合金杆件21的连接节点212处均安装好节点板22，完成后再对铝合金网壳结构20底部的铝合金杆件21的连接节点212进行处理，铝合金杆件21为工字型结构，顶部和底部结构相同，所以铝合金杆件21底部的连接节点212处也安装节点板22进行连接，安装铝合金杆件21底部的节点板22时从铝合金网壳结构20的底部向顶部进行安装。
[0047]如图15和图16所示，铝合金网壳结构20完成后，在铝合金网壳结构20上铺设防水铝板30，防水铝板30设在铝合金杆件21围合形成的网洞24上，防水铝板30通过压条件31与铝合金杆件21密封连接。该防水铝板30的底部设有保温棉302，使得铝合金穹顶结构满足保温、隔热、降噪、防水等功能。安装好防水铝板30后，在防水铝板30上的节点板22处设置铝罩221，铝罩221的四周涂覆密封胶222进行密封。再于结构上安装装饰件32，装饰件32上形成有安装板321，通过安装板321安装于压条件31上，这样就完成了椭球形的铝合金穹顶结构，通过防水铝板实现了穹顶结构的防水保温降噪等功能，通过装饰件使得穹顶结构具有美丽的外观。
[0048]如图17所示，显示了本实用新型中安装防水铝板的分解示意图，安装防水铝板30时，防止在铝合金杆件21上开设较多的安装孔而影响铝合金杆件21的力学性能，通过压条件31安装防水铝板30。具体为:将防水铝板30铺设于铝合金杆件21围合形成的网洞24上，防水铝板30的端部搭设在铝合金杆件21的顶部，通过压条件31将防水铝板30的端部压合固定于铝合金杆件21上，其中，铝合金杆件21的顶部设有紧固槽214，该紧固槽214的内壁上设有适配螺栓的齿状结构，压条件31上开设有螺栓孔，压条件31将防水铝板的端部压合在铝合金杆件21的顶部上，通过螺栓穿设螺栓孔螺合于紧固槽214内壁上的齿状结构，从而紧固防水铝板30和铝合金杆件21。采用螺栓配合紧固槽的方式连接，避免了在铝合金杆件21上开设安装孔而影响铝合金杆件21的力学性能，有效确保铝合金杆件21的强度，以及穹顶结构的安全性。
[0049]为增强防水铝板30的防水性能，铝合金杆件21的顶部设有安装卡槽213，压条件31的底部对应安装卡槽213设有卡环311，防水铝板30的端部形成有适配安装卡槽213的安装部301，该安装部301弯折形成有折边3011，将防水铝板30的安装部301置于安装卡槽213内，通过压条件31上的卡环311压合安装部301，使得安装部301上的折边3011贴合于卡环211的一侧，结合图19所示，于卡环311和安装部301围合形成的空隙内填充防水橡胶条313，通过螺栓将压条件31紧固于铝合金杆件21上，该螺栓螺合于紧固槽214内，再于压条件31两侧的弧形槽口 315内涂覆防水胶314。
[0050]如图18所示，显示了本实用新型中装饰件的结构，装饰件32的侧部设有安装板321，通过安装板321安装装饰件32。如图19和图20所示，压条件31的顶部形成有相对设置的条形槽312，两个条形槽312用于安装两侧的装饰件32，条形槽312的内壁上形成有适配螺栓螺纹的齿状结构，通过螺栓穿设安装板321紧固于条形槽312内，将装饰件32安装于压条件31上。装饰件32包括七面不同的铝板组成，通过在装饰件32的内部设置连接套将铝板组装在一起，安装装饰件32时，先将装饰件32在地面拼装好后，整体吊装到对应的位置，在屋面进行精确定位安装。安装装饰件32时，螺栓分两次拧紧，包括初拧和终拧，螺栓初拧过程中，螺栓抢应垂直，拧紧顺序从中间向两边延伸。
[0051]本实用新型大跨度椭球形铝合金穹顶结构的有益效果:
[0052]采用铝合金杆件拼装形成椭球形的铝合金网壳结构，通过连接板和连接节点来处理椭球形的曲率，具有容易校正偏差，确保形状的稳定、不易变形，在建筑主体的顶部设置环形支撑面，在支撑面上设置支座支撑铝合金网壳结构，确保了结构整体的稳定性。
[0053]铝合金网壳结构的整体的稳定性强，且承重力大，铝合金网壳结构的上面密封连接有防水铝板，起到良好的防水、密闭、保温的效果，保证了建筑的结构质量。
[0054]以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，包括: 支座，设于建筑主体顶部的环形支撑面上； 椭球形的铝合金网壳结构，盖设于所述建筑主体的顶部，所述环形支撑面处的铝合金网壳结构与所述支座固定连接；以及 防水铝板，覆于所述铝合金网壳结构上的网洞处，并与所述铝合金网壳结构密封连接。
2.如权利要求1所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述支座包括底板和轴接于所述底板的连接板，所述环形支撑面内设有埋件，所述底板与所述埋件焊接固定，所述连接板与相接的所述铝合金网壳结构固定连接。
3.如权利要求2所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述底板上设有一对R形板，一对所述R形板之间设有间隙，所述连接板的底部设有轴接板，所述轴接板插设于所述间隙内，通过螺栓穿设所述R形板和所述轴接板并螺合一螺母紧固所述轴接板与所述R形板。
4.如权利要求1所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述铝合金网壳结构包括复数个铝合金杆件和复数个节点板，所述铝合金杆件的端部围绕设置形成连接节点，所述节点板设于所述连接节点处并与所述铝合金杆件固定连接。
5.如权利要求4所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述铝合金杆件的两端均为凸尖结构，所述凸尖结构的表面为曲率面，所述曲率面的曲率适配于椭球形的铝合金网壳结构的曲率。
6.如权利要求4所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述铝合金杆件为工字型结构，所述工字型结构的顶部和底部的两端均连接有所述节点板。
7.如权利要求4所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述防水铝板设于所述铝合金杆件之上，通过压条件与所述铝合金杆件密封连接。
8.如权利要求7所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述铝合金杆件的顶面设有紧固槽，所述紧固槽的内壁上形成有适配螺栓的齿状结构，所述压条件上设有螺栓孔，所述压条件压合所述防水铝板于所述铝合金杆件上，所述螺栓穿设所述螺栓孔并螺合于所述紧固槽内壁上的齿状结构，从而紧固所述压条件和所述铝合金杆件。
9.如权利要求8所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，所述铝合金杆件的顶面还设有安装卡槽，所述压条件的底部对应所述安装卡槽设有卡环，所述防水铝板的端部形成有适配所述安装卡槽的安装部，所述安装部置于所述安装卡槽内，通过所述压条件的卡环压合所述安装部，所述卡环和所述安装部围合的空隙内填设有防水橡胶条，所述压条件底部的两侧形成有弧形槽口，所述弧形槽口内填设有防水胶。
10.如权利要求7所述的大跨度椭球形铝合金穹顶结构，其特征在于，还包括设于所述防水铝板上的装饰件，所述装饰件上设有安装板，所述压条件的顶部形成有条形槽，所述条形槽内壁上形成有适配螺栓的齿状结构，所述安装板铺设于所述条形槽上，通过螺栓将所述安装板紧固于所述条形槽。
【文档编号】E04B7/08GK204199510SQ201420621357
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】孙晓阳, 陈斌, 张晓勇, 颜卫东, 张帅, 赵桂峰 申请人:中国建筑第八工程局有限公司