类立方八面体张拉整体结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种张拉整体结构。
【背景技术】
[0002]“张拉整体”概念是美国著名建筑师富勒(R.B.Fuller)的发明，这指“张拉”(tensile)和“整体”(integrity)的缩合。富勒认为宇宙的运行是按照张拉一只析原理进行的，即万有引力是一个平衡的张力网，而各个星球是这个网中的一个个孤立点。由于张拉整体结构固有的符合自然规律的特点，最大限度地利用了材料和截面的特性，可以用尽量少的钢材建造超大跨度建筑。
[0003]张拉整体结构是一种由拉索与压杆组成的预应力自平衡体系，该类结构的刚度由预应力提供，且构件内力自我相互平衡，一旦失去预应力，结构将不再成立。张拉整体结构具有质量轻、跨度大、造型优美等优点，受到了学术及工程界的广泛关注。由于张拉整体结构是一种预应力自平衡体系，其节点位置与构件的连接关系必须满足预应力自平衡条件，不能像其他结构体系那样任意地构造几何形态。因此，现有的张拉整体结构一般为非规则的几何形状。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供具有正四面体与正六面体特性的类立方八面体张拉整体结构。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]本发明类立方八面体张拉整体结构，其特征是:包括由第一-第十二节点以及第一-第二十四根拉索组成的立方八面体，第一-第十二节点分别为立方八面体的12个顶点，第一-第二十四根拉索分别为立方八面体的24条棱边，将立方八面体表面的6个正边形其中之一水平放置，12个顶点自下而上分成三层，成逆时针排列的第一-第四节点位于第一层，成逆时针排列的第五-第八节点位于第二层，成逆时针排列的第九-第十二节点位于第三层，第一节点和第二节点之间连接第一根拉索，第二节点和第三节点之间连接第二根拉索，第三节点和第四节点之间连接第三根拉索，第四节点和第一节点之间连接第四根拉索，第五节点分别通过第五根拉索和第六根拉索与第一节点和第二节点相连，第六节点分别通过第七根拉索和第八根拉索与第二节点和第三节点相连，第七节点分别通过第九根拉索和第十根拉索与第三节点和第四节点相连，第八节点分别通过第十一跟拉索和第十二根拉索与第四节点和第一节点相连，第九节点分别通过第十三根拉索和第十四根拉索与第五节点和第八节点相连，第十节点分别通过第十五根拉索和第十六根拉索与第五节点和第六节点相连，第十一节点分别通过第十七根拉索和第十八根拉索与第六节点和第七节点相连，第十二节点分别通过第十九跟拉索和第二十根拉索与第七节点和第八节点相连，第一节点和第十节点之间连接第一压杆，第一节点和第七节点之间连接第二压杆，第二节点和第十一节点之间连接第三压杆，第二节点和第八节点之间连接第四压杆，第三节点和第十二节点之间连接第五压杆，第三节点和第五节点之间连接第六压杆，第四节点和第九节点之间连接第七压杆，第四节点和第六节点之间连接第八压杆，第五节点和第十二节点之间连接第九压杆，第六节点和第九节点之间连接第十压杆，第七节点和第十节点之间连接第十一压杆，第八节点和第十一节点之间连接第十二压杆。
[0007]本发明还可以包括:
[0008]1、所有拉索的长度相等，所有压杆的长度相等，压杆的长度是拉索长度的1.732倍。
[0009]本发明的优势在于:
[0010]1、本发明为二阶张拉整体结构。由于张拉整体结构固有的符合自然规律的特点，最大限度地利用了材料和截面的特性，可以用尽量少的材料建造大跨度结构或建筑。
[0011]2、本发明结构中的所有杆的长度相等，所有索的长度相等。使材料加工方便，利于大批量生产。
[0012]3、该结构是由压杆和拉索构成通过改变自身的应力来改善受力状态，从而提高承载能力。
[0013]4、本发明所具有的特性主要取决于其独特的形态及杆索材料本身的性能。用该结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的立体图；
[0015]图2为本发明的俯视图；
[0016]图3为本发明的正视图；
[0017]图4为本发明的左视图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0019]结合图1?4，本发明中的立方八面体张拉整体结构，其形状是在正方体的基础上，将相邻两边中点相连，截去八个角后得到的单元。因此得到的单元结构正方形面的数目为6，其三角形面数目为8，共有面14个。因为同样种类的正多边形面棱不相交，故可以计算其边数乘以面的数目来得其棱的数目:3X8 = 4X6 = 24。
[0020]本发明中的立方八面体张拉整体结构由12个节点、24根拉索和12根压杆组成，12个节点分别位于立方八面体的12个顶点，并分布在同一个球面上，即立方八面体的外接球，该外接球半径等于索长，也就是立方八面体的棱长；24根拉索分别分布在立方八面体的24条棱边上，12根压杆位于立方八面体的内部。按如下分布:立方八面体表面共有6个正边形，选一个正边形与水平面重合放置，则12个点共分三层，每层有四点，第一层为选中正边形所在平面，选取该正边形任意一点为第一点，从上往下看逆时针另外三点依次为第二第三点第四点。第二层在第一层上方，共有四点，其中与第一点和第二点均用索相连的为第五点，第二层的四个点从上往下看逆时针排列依次为第五点、第六点、第七点、第八点。第三层在第二层上方，在第三层中与第五点用索连接的点分别第九和第十点，从上往下看第三层中四个点逆时针排列依次为第九第十第十一第十二点。则有12根压杆分别为第一