一种三角支撑顶及薄壁抗震容器的制作方法

本发明涉及薄壁容器领域，尤其是一种三角支撑顶级薄壁抗震容器。

背景技术：

随着国家大力提倡节约能源，倡导绿色环保的背景下，一种安全的大体积薄壁容器及建筑的轻量化结构，将大大节约能源消耗，以此带来良好的经济和社会效应。

目前，大部分的薄壁容器及建筑普遍采用中心或核心筒的受力支撑框架结构。但是，采用中心或核心筒的受力支撑框架结构具有减轻质量将使结构强度明显下降，甚至破坏，安全性能无法保障，且不抗冲击和震动的缺点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够实现大跨度空间结构的轻量化受力支撑，安全可靠，节约能源的三角支撑顶及薄壁抗震容器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种三角支撑顶，所述三角支撑顶为立体结构，包括第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，所述第一支撑杆的一端、第二支撑杆的一端和第三支撑杆的一端固定连接在一起，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间的夹角为100°-140°，所述第二支撑杆与所述第三支撑杆之间的夹角为100°-140°，所述第一支撑杆与所述第三支撑杆之间的夹角为88°-128°。

本发明的有益效果是：三角支撑顶为一体化整体结构，采用一体连接或焊接方式制成，通过受力分散原理，三角支撑顶受到的力分散给第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，使其具有一定强度的抗冲击和抗震性能；同时，第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆两两之间的夹角可根据实际需求进行调节，满足不同需要。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为120°，所述第二支撑杆与第三支撑杆的夹角为108°。

进一步，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为120°，所述第二支撑杆与第三支撑杆的夹角为116.57°。

进一步，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为108°，所述第二支撑杆与第三支撑杆之间的夹角为108°。

进一步，所述第一支撑杆、第二连接杆和第三连接杆采用碳纤维、轻质不锈钢或铝合金材料。

采用上述进一步方案的有益效果是第一支撑杆、第二连接杆和第三连接杆采用轻量化的结构性材料，可以最大化的减轻三角支撑顶的结构重量。

本发明还提供一种薄壁抗震容器，所述薄壁抗震容器为类球体结构，包括2n个所述三角支撑顶和m个连接杆件，其中n为大于等于10的自然数，m＝1.5n；第i个三角支撑顶的一个自由端与第i+1个三角支撑顶的一个自由端通过所述连接杆件连接，其中i的取值为1到n；所述薄壁抗震容器表面通过2n个三角支撑顶和m个连接杆件的组合形成多个五边形结构和/或六边形结构。

本发明的有益效果是：通过三角支撑顶的受力分散原理，薄壁抗震容器的每个局部支撑区域在受到外力情况下，可以将受力平均分摊到各个三角支撑顶和连接杆件上，使其具有一定强度的抗冲击和抗震性能，同时具有弹性自稳定性能；薄壁抗震容器的内部空心化设计，可以最大化的减轻结构重量，使受力支撑框架龙骨占总体质量/重量的比例最优。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述薄壁抗震容器具有20个所述三角支撑顶，所述三角支撑顶的第一支撑杆与第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为108°，所述第二支撑杆与第三支撑杆之间的夹角为108°，所述薄壁抗震容器表面通过三角支撑顶和连接杆件的组合形成12个五边形结构。

进一步，所述薄壁抗震容器具有60个所述三角支撑顶，所述三角支撑顶的第一支撑杆与第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为120°，所述第二支撑杆与第三支撑杆之间的夹角为108°，所述薄壁抗震容器表面通过三角支撑顶和连接杆件的组合形成12个五边形结构和20个六边形结构。

进一步，所述薄壁抗震容器具有70个所述三角支撑顶，其中，包括60个所述第一支撑杆与第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为120°，所述第二支撑杆与第三支撑杆的夹角为108°的三角形支撑顶，和10个所述第一支撑杆与第二支撑杆和第三支撑杆的夹角均为120°，所述第二支撑杆与第三支撑杆的夹角为116.57°的三角形支撑顶，所述薄壁抗震容器表面通过三角支撑顶和支撑杆的组合形成12个五边形结构和25个六边形结构。

进一步，还包括盖板，所述盖板与组合形成所述五边形结构和/或六边形结构的三角支撑顶和连接杆件固定安装，所述盖板采用碳纤维布或尼龙聚乙烯薄膜或金属薄壁材料制成。

采用上述进一步方案的有益效果是：选用碳纤维或尼龙聚乙烯薄膜或金属薄壁材料的盖板与三角支撑顶和连接杆件固定连接，构成薄壁抗震容器，都是轻量化的材料，可以最大化的减轻结构重量。

附图说明

图1为本发明三角支撑顶的立体结构图；

图2为本发明I型薄壁抗震容器的立体结构图；

图3为本发明Ⅱ型薄壁抗震容器的立体结构图；

图4为本发明Ⅲ型薄壁抗震容器的立体结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、三角支撑顶；11、第一支撑杆；12、第二支撑杆；13、第三支撑杆；2、薄壁抗震容器；21；连接杆件；22、五边形结构；23、六边形结构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-图4所示，本实施例的一种三角支撑顶1为立体结构，包括第一支撑杆11、第二支撑杆12和第三支撑杆13，第一支撑杆11的一端、第二支撑杆12的一端和第三支撑杆13的一端固定连接在一起，第一支撑杆11与第二支撑杆12之间的夹角A为100°-140°，第二支撑杆12与第三支撑杆13之间的夹角A为100°-140°，第一支撑杆11与第三支撑杆13之间的夹角B为88°-128°。

本实施例的第一支撑杆11、第二连接杆和第三连接杆均采用碳纤维、轻质不锈钢或铝合金材料制成。

本实施例的三角支撑顶1为一体化整体结构，采用一体连接或焊接方式制成，通过受力分散原理，三角支撑顶1受到的力分散给第一支撑杆11、第二支撑杆12和第三支撑杆13，使其具有一定强度的抗冲击和抗震性能。

在第一支撑杆11与第二支撑杆12和第三支撑杆13之间的夹角均为120°，第二支撑杆与第三支撑杆之间的夹角为120°时，本实施例的三角支撑顶1为平面结构。

本实施例的三角支撑顶1主要有三种类型，分别为I型三角支撑顶1、Ⅱ型三角支撑顶1和Ⅲ型三角支撑顶1，但是不限于这三种类型。

实施例2

如图1所示，本实施例的三角支撑顶1为I型三角支撑顶1，其第一支撑杆11与第二支撑杆12和第三支撑杆13的夹角A均为120°，第二支撑杆12与第三支撑杆13的夹角B为108°。

实施例3

如图1所示，本实施例的三角支撑顶1为Ⅱ型三角支撑顶1，其第一支撑杆11与第二支撑杆12和第三支撑杆13的夹角A均为120°，第二支撑杆12与第三支撑杆13的夹角B为116.57°。

实施例4

如图1所示，本实施例的三角支撑顶1为Ⅲ型三角支撑顶1，其第一支撑杆11与第二支撑杆12和第三支撑杆13的夹角A均为108°，第二支撑杆12与第三支撑杆13之间的夹角B为108°。

实施例5

如图2-图4所示，本实施例的一种薄壁抗震容器2，薄壁抗震容器2为球形结构，包括2n个三角支撑顶1和m个连接杆件21，其中n为大于等于10的自然数，m＝1.5n；第i个三角支撑顶1的一个自由端与第i+1个三角支撑顶1的一个自由端通过连接杆件21连接，其中i的取值为1到n；薄壁抗震容器2表面通过2n个三角支撑顶1和m个连接杆件21的组合形成多个五边形结构22和/或六边形结构23。

本实施例的薄壁抗震容器2，通过三角支撑顶1的受力分散原理，薄壁抗震容器2的每个局部支撑区域在受到外力情况下，可以将受力平均分摊到各个三角支撑顶1和连接杆件21上，使其具有一定强度的抗冲击和抗震性能，同时具有弹性自稳定性能；薄壁抗震容器2的内部空心化设计，可以最大化的减轻结构重量，使受力支撑框架龙骨占总体质量/重量的比例最优。

如图2-图4所示，本实施例的六边形结构分为为平面六边形结构和空间六边形结构，平面六边形结构的六条边均位于同一平面内，空间六边形结构的六条边不位于同一平面内。

本实施例的薄壁抗震容器2还包括盖板，盖板与组合形成五边形结构22和/或六边形结构23的三角支撑顶1和连接杆件21固定安装，盖板采用碳纤维布或尼龙聚乙烯薄膜或金属薄壁材料制成，金属薄壁材料可以为铝箔。选用碳纤维或尼龙聚乙烯薄膜或金属薄壁材料的盖板与三角支撑顶和连接杆件固定连接，构成薄壁抗震容器，都是轻量化的材料，可以最大化的减轻结构重量。

本实施例的薄壁抗震容器2主要有三种类型，分别为I型薄壁抗震容器2、Ⅱ型薄壁抗震容器2和Ⅲ型薄壁抗震容器2，但是不限于这三种类型。

实施例6

如图2所示，本实施例的薄壁抗震容器2为I型薄壁抗震容器2，由20个Ⅱ型三角支撑顶1和30个连接杆件21组成，组合形成12个五边形结构22。

实施例7

如图3所示，本实施例的薄壁抗震容器2为Ⅱ型薄壁抗震容器2，由60个I型三角支撑顶1和90个连接杆件21组成，组合形成12个五边形结构22和20个六边形结构23。

实施例8

如图4所示，本实施例的薄壁抗震容器2为Ⅲ型薄壁抗震容器2，由60个I型三角支撑顶1、10个Ⅲ型三角支撑顶1和105个连接杆件21组成，组合形成12个五边形结构22和25个六边形结构23，其中20个六边形结构23为平面六边形结构，5个六边形结构23为空间六边形。

本发明的工作原理是：通过20个以上的偶数个三角支撑顶1构成薄壁抗震容器2，通过将受力平均分散给各个三角支撑顶1和连接杆件21，实现内部空心的大跨度空间结构，可以最大化的减轻结构重量，使受力支撑框架龙骨占总体质量/重量的比例最优，实现大跨度空间结构的受力支撑轻量化，安全可靠，节约能源。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“中心”、“宽度”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。