索网结构以及张拉膜结构的制作方法

本实用新型总体上涉及气膜建筑技术领域，尤其涉及但并不仅涉及索网结构以及张拉膜结构。

背景技术：

索膜建筑以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是最能展现膜结构精神的构造形式，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成索网来支撑上部膜材的形式。因此施工精度要求高，结构性能强，且具丰富的表现力。

目前市场上的索网结构为了防止气膜建筑的接缝处由于拉应力过大导致断裂而设置，索网作为一种柔性结构，主要承受拉应力，由于设计或施工时常常造成偏差，或者设计时索网安全储备不够大，局部受力过大会造成某几根索损坏，如果索网是一个整体，可能会导致整个索网破坏，严重时可导致工程事故，同时在施工时很难做到每根索受力均匀，因此索网之间多采用滑轮连接。然而，由于滑轮结构分布范围小，承受拉应力的效果较弱。

例如专利CN201420037926.3公开了一种可用于充气膜结构的多层滑轮索网，如图1所示，其包括单滑轮11、双滑轮12、底层网13、上部网14以及脊线15，其中单滑轮11的滑轮部分与底层网13的下端相连，双滑轮12的上滑轮与上部网14下端相连，双滑轮12的下滑轮与底层网13上端相连，底层网13和上部网14的端头均与脊线15的钢索节点固接，虽然该申请能够更加灵活的调节索网中内力，实现不同直径钢索的衔接，然而仅安装一排双滑轮以及下滑轮，索膜结构还不能适应更大的拉应力。

例如专利CN201420037846.8公开了一种用于膜结构的用滑轮连接的主次索网，如图2所示，包括主索21，在主索21上通过螺栓固定若干连接节点23，次索22穿过连接节点23上的滑轮与主索21进行连接，主索21直接固定在基础或其他维护结构上，次索22通过连接节点23上的滑轮与主索21连接，虽然该申请实现了多道设防，同时有滑轮的存在可以自动调节次索所受的拉力，使其受力均匀，然而采用滑轮连接主索21和次索22，在结构上难免形式单一，而且承受拉应力的能力较弱。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供索网结构以及张拉膜结构，很大程度上解决了上述技术问题。

本实用新型的目的在于提供一种索网结构。

本实用新型的第二目的在于提供一种张拉结构。

本实用新型提供的索网结构，包括索网结构本体以及滑动连接机构；其中，

索网结构本体，多个纵向索、横向索互相交叉连接构成索网结构本体，所述索网结构本体的多个网状结构内部均装置有弹性件；

滑动连接机构，所述纵向索、横向索的交叉连接处均通过滑动连接机构相连，以能够使索网结构本体在气膜建筑的拉应力的作用下产生形变防止断裂。

进一步地，所述索网结构本体上铺设有防水层。

具体地，所述滑动连接机构为滑轮。

进一步地，所述弹性件包括交叉设置的第一弹性件和第二弹性件，每个所述网状结构内均装置有第一弹性件和第二弹性件。

进一步地，同一网状结构内，所述第一弹性件两端均与横向索相连。

进一步地，同一网状结构内，所述第二弹性件两端均与纵向索相连。

进一步地，所述第一弹性件和第二弹性件均为弹簧。

本实用新型还提供一种张拉膜结构，包括所述的索网结构，还包括气膜建筑结构，所述气膜建筑结构装置在索网结构顶端。

进一步地，还包括支承结构，所述支承结构装置在所述索网结构的底端。

具体地，所述支承结构为桅杆。

本实用新型的有益效果：

该索网结构的网状结构内部的弹性件以及索网结构本体直接的滑动连接机构，均可以采取多种不同的形式，能够使索网结构本体在气膜建筑的拉应力的作用下产生形变，更好地分散气膜建筑的拉应力，避免气膜断裂。

该张拉膜结构质量轻、应用范围广、能够使膜结构正常工作并引入适当的预张力。

上述设置，使得本实用新型的结构简单，应用方便，结构多样，稳定性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为专利CN201420037926.3提供的可用于充气膜结构的多层滑轮索网的结构示意图；

图2为专利CN201420037846.8提供的用于膜结构的用滑轮连接的主次索网的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的索网结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的张拉膜结构的结构示意图。

附图标记：

11－单滑轮； 12－双滑轮；

13－底层网； 14－上部网；

15－脊线；

21－主索； 22－次索；

23－连接节点；

30－张拉膜结构；

31－索网结构； 32－支承结构；

33－气膜建筑结构；

311－索网结构本体； 312－滑动连接机构；

313－网状结构；

3111－横向索； 3112－纵向索；

3131－弹性件；

31311－第一弹性件； 31312－第二弹性件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图3所示，本实用新型实施例提供一种索网结构31，包括索网结构本体311以及滑动连接机构312；其中，

索网结构本体311，多个纵向索3112、横向索3111互相交叉连接构成索网结构本体311，上述索网结构本体311的多个网状结构313内部均装置有弹性件3131；

滑动连接机构312，上述纵向索3112、横向索3111的交叉连接处均通过滑动连接机构312相连，以能够使索网结构本体311在气膜建筑结构33的拉应力的作用下产生形变防止断裂。

由此可知，本实施例的索网结构本体311的网状结构313内部通过弹性件3131来消除拉应力，通过滑动连接机构312来消除横向索3111和纵向索3112之间的拉应力，避免气膜建筑结构33产生形变甚至断裂。

更加具体地，下面针对本实施例中索网结构31的各种不同的实施方式进行详细描述。

优选地，为了防止索网结构31生锈，上述索网结构本体311上铺设有防水层。索网结构31选用的材质一般为钢铁材质，经常暴露在空气中，大雨过后，容易生锈，因此，在索网结构本体311上覆盖防水层，防止其发生腐蚀或生锈。

具体地，上述滑动连接机构312为滑轮。

此处需要说明的是，滑动连接机构312为滑轮仅作为一种优选的实施方式，还可以采用其他机构，在此就不赘述。

具体地，上述弹性件3131包括交叉设置的第一弹性件31311和第二弹性件31312，每个上述网状结构313内均装置有第一弹性件31311和第二弹性件31312。

实际应用时，同一网状结构313内，上述第一弹性件31311两端均与横向索3111相连。

实际应用时，同一网状结构313内，上述第二弹性件31312两端均与纵向索3112相连。

具体地，上述第一弹性件31311和第二弹性件31312均为弹簧。

对于索网结构31而言，当索网结构31静止不动或者不受外力的情况下，第一弹性件31311和第二弹性件31312处于自然状态；外力作用在气膜建筑结构33上的时候，网状结构313收到挤压变形，其内部的第一弹性件31311和第二弹性件31312受外力作用发生压缩形变，此时发生变形的第一弹性件31311和第二弹性件31312内部产生相互作用的应力并将外力对其做的功转化为弹性势能，该应力对与其连接的部件施加反作用力，以抵抗外部的作用力，力图使第一弹性件31311和第二弹性件31312从变形后的位置回复到变形前的位置；外力消失后，第一弹性件31311和第二弹性件31312对与其连接的部件做功，将其蓄积的弹性势能释放，第一弹性件31311和第二弹性件31312逐渐回复原状。

此处需要说明的是，第一弹性件31311和第二弹性件31312均为弹簧，仅作为一种举例说明，还可以选用其他弹性件3131，此处就不赘述。

如图4所示，本实用新型还提供一种张拉膜结构30，包括上述的索网结构31，还包括气膜建筑结构33，上述气膜建筑结构33装置在索网结构31顶端。

膜材一种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外，要保证气膜建筑结构33正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力；而气膜建筑结构33是通过改变形状来分散荷载，从而获得最小内力增长的。当气膜建筑结构33在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力：一个是由几何变形引起的；另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由支承结构32来提供的，因此，有些文献上也把张拉膜结构30叫做悬挂膜结构。索网结构31作为气膜建筑结构33的弹性边界，将气膜建筑结构33划分为一系列膜片，从而减小了气膜建筑结构33的自由支承长度，使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出，气膜建筑结构33的自由支承长度不宜超过15米，且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外，索网结构31的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构32提供附加支撑，从而保证不会因气膜建筑结构33的破损而造成支承结构32的倒塌。

张拉膜结构30，是依靠气膜建筑结构33自身的张拉应力与支承结构32和索网结构31共同构成机构体系。张拉膜结构30特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶，如体育与娱乐性场馆，需有广告效应的商场、餐厅等。城市的交通枢纽是城市命脉的关键性建筑，使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。这类建筑越来越多采用膜结构。建筑膜材料的使用寿命为25年以上。跟踪测试与材料的加载与加速气候变化的试验，证明它的膜材料的力学性能与化学稳定性指标下降了20％至30％，但仍可正常使用。膜的表层光滑，具有弹性，大气中的灰尘、化学物质的微粒极难附着与渗透，经雨水的冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性。

更加具体地，下面针对本实施例中气膜喷淋装置的各个部件进行详细描述。

为了结构的完整性，还包括支承结构32，上述支承结构32装置在上述索网结构31的底端。

对于支承结构32而言，最优选地，上述支承结构32为桅杆。

由于张拉膜结构30中气膜建筑结构33、支承结构32和索网结构31的连接关系被作为现有技术已被公开，在此就不赘述。

综上，本实用新型提供一种索网结构31以及张拉膜结构30，通过设置弹性件3131和滑动连接机构312，起到了结构简单，消除拉应力的作用。与现有技术而言，该索网结构31以及张拉膜结构30具有的优势巨大，具体体现在如下几方面：

一、该索网结构31的网状结构313内部的弹性件3131以及索网结构本体311直接的滑动连接机构312，均可以采取多种不同的形式，能够使索网结构本体311在气膜建筑的拉应力的作用下产生形变，更好地分散气膜建筑的拉应力，避免气膜断裂。

二、该索网结构31的表面铺设有防水层，能够防止索网结构31遭到腐蚀，生锈。

三、该张拉膜结构30质量轻、应用范围广、能够使膜结构正常工作并引入适当的预张力。

四、该张拉膜结构30采用支承结构32作为支撑，当气膜建筑结构33在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力：一个是由几何变形引起的；另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”，而“高点”通常是由支承结构32来提供的。

上述设置，使得本实用新型的结构简单，应用方便，结构多样，稳定性强。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。