一种大跨度弦支叉筒网壳结构

文档序号:36629802发布日期:2024-01-06 23:19阅读:55来源:国知局

本技术涉及大跨度空间结构,具体涉及一种大跨度弦支叉筒网壳结构。


背景技术:

1、叉筒网壳结构是由若干组柱面网壳结构相贯而成的具有独特建筑造型的结构体系,是大跨度网壳结构的一种创新结构体系,该结构能营造丰富多样的建筑外形和空间效果,能满足建筑外形及风格多样化的需求。叉筒网壳结构由于结构在空间中形成“拱效应”,网壳结构的杆件主要是以压为主,结构受力的合理性得到了提高。

2、但随着跨度的增大,叉筒网壳结构传力路径简单,容易产生应力集中现象;该结构面外刚度较弱,对缺陷敏感,结构的承载力由强度控制转化为由稳定控制,材料利用率降低,用钢量增大;结构对支座水平推力增大,使下部支承结构设计难度增加。随着跨度的增大,叉筒网壳结构的杆件和节点数量会相应提升及矢跨比要求会更大,结构整体施工的难度也会随之上升。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题,本实用新型的目的是:提供一种大跨度弦支叉筒网壳结构,解决了传统叉筒网壳结构因跨度的增大而导致结构对支座水平推力增大、结构的杆件和节点数量及矢跨比增大,最终导致结构整体施工的难度上升的问题。

2、为了达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

3、一种大跨度弦支叉筒网壳结构,包括位于整体结构上部的顶部结构和位于整体结构下部的底部结构,顶部结构包括8个分脊线式叉筒网壳结构,底部结构包括8个弦支结构,8个分脊线式叉筒网壳结构沿水平方向依次连接,8个分脊线式叉筒网壳结构分别架设在8个弦支结构上,8个弦支结构沿水平方向依次连接,顶部结构的竖直投影为正六边形,顶部结构的中心节点为8个分脊线式叉筒网壳结构的交汇处。

4、作为一种优选,分脊线式叉筒网壳结构包括多个长度不同的斜向杆件、多个长度不同的径向脊线杆件和多个长度不同的环向杆件,多个长度不同的斜向杆件等间距分布,多个长度不同的径向脊线杆件等间距分布,多个长度不同的环向杆件等间距分布;其中,长度最长的斜向杆件、长度最长的径向脊线杆件和长度最长的环向杆件依次连接形成分脊线式叉筒网壳结构的三角形结构外轮廓,其余长度的斜向杆件的两端均与长度最长的径向脊线杆件和长度最长的环向杆件连接,其余长度的径向脊线杆件均与长度最长的斜向杆件和长度最长的环向杆件连接,其余长度的环向杆件均与长度最长的斜向杆件和长度最长的径向脊线杆件连接。

5、作为一种优选,弦支结构包括第一竖向撑杆、第二竖向撑杆、第三竖向撑杆、第一环索、第二环索、第三环索、第一径向斜索、第二径向斜索、第三径向斜索和两个环向斜索;

6、第一竖向撑杆、第二竖向撑杆以及第三竖向撑杆由顶部结构的中心节点向外等间距分布,第一竖向撑杆、第二竖向撑杆以及第三竖向撑杆的顶端均与对应在其顶部的斜向杆件、径向脊线杆件的脊线处和环向杆件铰接;

7、第一环索、第二环索以及第三环索由顶部结构的中心节点向外等间距分布,第一环索、第二环索以及第三环索的一端分别与第一竖向撑杆、第二竖向撑杆以及第三竖向撑杆的底端铰接;第一环索、第二环索以及第三环索的另一端分别与相邻的两个弦支结构的第一竖向撑杆、第二竖向撑杆以及第三竖向撑杆的底端铰接;

8、第一径向斜索的两端分别与第一竖向撑杆的底端以及第二竖向撑杆的顶端铰接,第二径向斜索的两端分别与第二竖向撑杆的底端以及第三竖向撑杆的顶端铰接,第三径向斜索的一端与第三竖向撑杆的底端铰接,第三径向斜索的另一端与对应在其顶部的斜向杆件、径向脊线杆件和环向杆件连接;

9、两个环向斜索的一端均与第三竖向撑杆的底端铰接,两个环向斜索沿第三竖向撑杆对称分布,两个环向斜索的另一端均与对应在其顶部的斜向杆件、径向脊线杆件和环向杆件连接,两个环向斜索的另一端分别与两个相邻的弦支结构的环向斜索连接。

10、作为一种优选,斜向杆件、径向脊线杆件和环向杆件均采用方形钢管或圆形钢管。

11、作为一种优选,8个脊线杆件的最外端以及相邻两个弦支结构的环向斜索连接处设有固定铰支座。

12、作为一种优选,斜向杆件、径向脊线杆件和环向杆件两两之间的连接方式为刚性连接。

13、作为一种优选,第一环索、第二环索、第三环索、第一径向斜索、第二径向斜索、第三径向斜索和两个环向斜索均采用钢丝束或钢绞线。

14、总的说来,本实用新型具有如下优点:

15、本实用新型的大跨度弦支叉筒网壳结构体系,与传统的叉筒网壳结构相比,本申请通过引入杆件数量适当的弦支体系,提高上部叉筒网壳结构的面外刚度和整体刚度;同时使得结构整体的传力路径更明确,解决了传统叉筒网壳结构因跨度的增大而导致结构对支座水平推力增大、结构的杆件和节点数量及矢跨比增大,最终导致结构整体施工的难度上升的问题。并且改善了传统叉筒网壳结构脊线处易产生应力集中的缺点;充分发挥了下部弦支体系的作用,引入预应力后,使得结构成为一个自平衡体系,减小结构对支座水平推力,而降低下部支承结构的设计难度。既保留叉筒网壳结构造型新颖独特的优点,又提高结构的跨越能力和受力合理性,具有更好的经济效益、使用功能和应用前景。



技术特征:

1.一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:包括位于整体结构上部的顶部结构和位于整体结构下部的底部结构,顶部结构包括8个分脊线式叉筒网壳结构,底部结构包括8个弦支结构,8个分脊线式叉筒网壳结构沿水平方向依次连接,8个分脊线式叉筒网壳结构分别架设在8个弦支结构上,8个弦支结构沿水平方向依次连接,顶部结构的竖直投影为正六边形,顶部结构的中心节点为8个分脊线式叉筒网壳结构的交汇处。

2.按照权利要求1所述的一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:分脊线式叉筒网壳结构包括多个长度不同的斜向杆件、多个长度不同的径向脊线杆件和多个长度不同的环向杆件,多个长度不同的斜向杆件等间距分布,多个长度不同的径向脊线杆件等间距分布,多个长度不同的环向杆件等间距分布;其中,长度最长的斜向杆件、长度最长的径向脊线杆件和长度最长的环向杆件依次连接形成分脊线式叉筒网壳结构的三角形结构外轮廓,其余长度的斜向杆件的两端均与长度最长的径向脊线杆件和长度最长的环向杆件连接,其余长度的径向脊线杆件均与长度最长的斜向杆件和长度最长的环向杆件连接,其余长度的环向杆件均与长度最长的斜向杆件和长度最长的径向脊线杆件连接。

3.按照权利要求2所述的一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:弦支结构包括第一竖向撑杆、第二竖向撑杆、第三竖向撑杆、第一环索、第二环索、第三环索、第一径向斜索、第二径向斜索、第三径向斜索和两个环向斜索;

4.按照权利要求2所述的一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:斜向杆件、径向脊线杆件和环向杆件均采用方形钢管或圆形钢管。

5.按照权利要求3所述的一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:8个脊线杆件的最外端以及相邻两个弦支结构的环向斜索连接处设有固定铰支座。

6.按照权利要求2或4任一项所述的一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:斜向杆件、径向脊线杆件和环向杆件两两之间的连接方式为刚性连接。

7.按照权利要求3所述的一种大跨度弦支叉筒网壳结构,其特征在于:第一环索、第二环索、第三环索、第一径向斜索、第二径向斜索、第三径向斜索和两个环向斜索均采用钢丝束或钢绞线。


技术总结
本技术涉及一种大跨度弦支叉筒网壳结构,包括位于整体结构上部的顶部结构和位于整体结构下部的底部结构,顶部结构包括8个分脊线式叉筒网壳结构,底部结构包括8个弦支结构,8个分脊线式叉筒网壳结构沿水平方向依次连接,8个分脊线式叉筒网壳结构分别架设在8个弦支结构上,8个弦支结构沿水平方向依次连接,顶部结构的竖直投影为正六边形,顶部结构的中心节点为8个分脊线式叉筒网壳结构的交汇处。本技术解决了传统叉筒网壳结构因跨度的增大而导致结构对支座水平推力增大、结构的杆件和节点数量及矢跨比增大,最终导致结构整体施工的难度上升的问题,属于大跨度空间结构技术领域。

技术研发人员:姜正荣,苏昌旺,周梓杰,石开荣
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:20230828
技术公布日:2024/1/5
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