一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构的制作方法
【专利摘要】一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，本申请主拱至少有3个，各主拱的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比相同，各主拱的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比在1.2?1.5之间，各主拱的拱高逐步降低，各主拱从上至下相互连接，上方的主拱与相邻的下方的主拱的接触部分之间通过螺柱和螺帽进行连接，上方的主拱的中心面与相邻的下方的主拱的中心面之间的夹角相同，上方的主拱一侧的侧边与相邻的下方的主拱一侧的侧边之间有2?5个辅助拱，辅助拱的端部固定安装在对应的主拱的侧边上。本实用新型通过对现有拱结构进行改造，解决了传统拱结构易发生平面内和平面外失稳的问题，造型新型，符合建筑艺术审美要求。
【专利说明】
一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及建筑用结构领域，特别是涉及一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构。
【背景技术】
[0002]拱形结构是常用的建筑结构之一，拱是轴线为曲线并且在竖向荷载作用下会产生水平反力的结构。拱结构因其承载能力高、跨越能力强、结构轻巧，广泛使用于当代公共建筑。其主要结构形式有实腹式拱、格构式拱和索拱。其中实腹式钢拱是钢拱结构中最简单、最基本的一种形式，因其仅由纯拱本身承担弯矩、轴力和剪力，所以拱结构承载效率较低，而承受外力荷载的实腹式钢拱，易发生平面内失稳和平面外失稳，成为现如今制约实腹式钢拱在建筑物和构筑物中得到广泛使用的重要因素之一，而格构式钢拱虽然其通过格构的方式将拱截面上的内力转化为弦杆及腹杆的轴力，从而减小了格构式钢拱在外力荷载作用下的剪切变形和弯曲变形，但由于其格构结构的存在，使其局部稳定性对其整体稳定性有着重要的影响，如果结构设计不合理，使得构件的局部失稳先于结构的整体失稳，则会导致结构的过早失效，格构式钢拱没有发挥出整体的承载作用。所以格构式钢拱在工程中运用时，应当着重考虑局部失稳问题。并且，传统拱结构多为平面拱结构，造型单一，不符合建筑艺术审美要求，为此需要对拱结构进行重新设计。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述存在的问题，本实用新型提供一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，通过对现有拱结构进行改造，解决了传统拱结构易发生平面内和平面外失稳的问题，造型新型，符合建筑艺术审美要求，为达此目的，本实用新型提供一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，包括主拱、辅助拱、螺柱和螺帽，所述主拱至少有3个，各主拱厚度相同均为n，各主拱的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比相同，各主拱的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比在1.2-1.5之间，各主拱的拱高逐步降低，各主拱从上至下相互连接，上方的主拱的拱高减去相邻的下方的主拱的拱高等于主拱厚度n，上方的主拱与相邻的下方的主拱的接触部分之间通过1-3组螺柱和螺帽进行连接，上方的主拱的中心面与相邻的下方的主拱的中心面之间的夹角相同，上方的主拱的中心面与相邻的下方的主拱的中心面之间的夹角在30° -60°之间，上方的主拱一侧的侧边与相邻的下方的主拱一侧的侧边之间有2-5个辅助拱，所述辅助拱的端部固定安装在对应的主拱的侧边上。
[0004]本实用新型的进一步改进，所述主拱下端的支座为落地拱支座，本实用新型主拱的端部采用常用的落地拱支座即可。
[0005]本实用新型的进一步改进，所述辅助拱的端部通过焊接或铆接方式固定安装在对应的主拱的侧边上，本实用新型辅助拱与主拱侧边之间可通过焊接或铆接方式固定安装。
[0006]本实用新型一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，其具有如下优占.
[0007]首先，本实用新型针对传统拱结构中易发生平面内和平面外失稳的问题，创新性地将各大跨度单拱在空间进行交错组合，形成空间组合拱。各单个拱在空间上互为约束，不仅在各单拱的侧向上提供了有效地横向支撑，阻止了平面外失稳的发生，而且还能极大改善空间组合拱整体刚度和极限承载能力。在空间组合拱中，各拱宜采用合理拱轴线进行布置，当受到对称荷载或反对称作用时，由于各单个拱在竖直和水平方向上都互为约束，因此减小了各单个拱在竖向和水平方向上的位移，从而避免了平面内失稳的发生，提高了空间组合拱的整体稳定性。
[0008]其次，在各大跨度单拱之间以小单拱连接，当结构受到外部荷载时，大单拱和小单拱通过相互间的连接将荷载互相传递，形成一种“螺旋状”的荷载传递，将结构所受到的荷载传递下去，从而使的结构出于平衡状态。
[0009]第三，空间组合拱结构将传统意义上的平面拱结构拉伸至立体拱结构，适用于大跨度或超大跨度结构中，构造新颖，空间立体感强。与单纯的空间组合拱相比，该结构通过在各大单拱间小单拱的布置，使其结构更加复杂，具有更高的审美价值，从而符合建筑艺术审美要求。
【附图说明】
[00?0]图1为本实用新型一种结构不意图；
[0011]图2为本实用新型另一种结构不意图；
[0012]图3为本实用新型连接示意图；
[0013]图示说明:
[0014]1-主拱;2-辅助拱;3-螺柱;4-螺帽。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0016]本实用新型提供一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，通过对现有拱结构进行改造，解决了传统拱结构易发生平面内和平面外失稳的问题，造型新型，符合建筑艺术审美要求。
[0017]作为本实用新型一种实施例，本实用新型提供一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，包括主拱1、辅助拱2、螺柱3和螺帽4，所述主拱I至少有3个，各主拱I厚度相同均为η，各主拱I的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比相同，各主拱I的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比在1.2-1.5之间，各主拱I的拱高逐步降低，各主拱I从上至下相互连接，上方的主拱I的拱高减去相邻的下方的主拱I的拱高等于主拱I厚度η，上方的主拱I与相邻的下方的主拱I的接触部分之间如图3所示通过1-3组螺柱3和螺帽4进行连接，上方的主拱I的中心面与相邻的下方的主拱I的中心面之间的夹角相同，上方的主拱I的中心面与相邻的下方的主拱I的中心面之间的夹角在30° -60°之间，上方的主拱I 一侧的侧边与相邻的下方的主拱I 一侧的侧边之间有2-5个辅助拱2，所述辅助拱2的端部固定安装在对应的主拱I的侧边上。
[0018]作为本实用新型一种具体实施例，本实用新型提供如图1图2所示的一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，包括主拱1、辅助拱2、螺柱3和螺帽4，所述主拱I至少有3个，所述主拱下端的支座为落地拱支座，本实用新型主拱的端部采用常用的落地拱支座即可，各主拱I厚度相同均为n，各主拱I的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比相同，各主拱I的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比在1.2-1.5之间，各主拱I的拱高逐步降低，各主拱I从上至下相互连接，上方的主拱I的拱高减去相邻的下方的主拱I的拱高等于主拱I厚度n，上方的主拱I与相邻的下方的主拱I的接触部分之间如图3所示通过1-3组螺柱3和螺帽4进行连接，上方的主拱I的中心面与相邻的下方的主拱I的中心面之间的夹角相同，上方的主拱I的中心面与相邻的下方的主拱I的中心面之间的夹角在30°-60°之间，上方的主拱I 一侧的侧边与相邻的下方的主拱I 一侧的侧边之间有2-5个辅助拱2，所述辅助拱2的端部固定安装在对应的主拱I的侧边上，所述辅助拱2的端部通过焊接或铆接方式固定安装在对应的主拱I的侧边上，本实用新型辅助拱与主拱侧边之间可通过焊接或铆接方式固定安装。
[0019]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。
【主权项】
1.一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，包括主拱(1)、辅助拱(2)、螺柱(3)和螺帽(4)，其特征在于:所述主拱(I)至少有3个，各主拱(I)厚度相同均为n，各主拱(I)的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比相同，各主拱(I)的截面的中心线所对应的椭圆的长边与短边比在1.2-1.5之间，各主拱(I)的拱高逐步降低，各主拱(I)从上至下相互连接，上方的主拱(I)的拱高减去相邻的下方的主拱(I)的拱高等于主拱(I)厚度n，上方的主拱(I)与相邻的下方的主拱(I)的接触部分之间通过1-3组螺柱(3)和螺帽(4)进行连接，上方的主拱(I)的中心面与相邻的下方的主拱(I)的中心面之间的夹角相同，上方的主拱(I)的中心面与相邻的下方的主拱(I)的中心面之间的夹角在30° -60°之间，上方的主拱(I)一侧的侧边与相邻的下方的主拱(I) 一侧的侧边之间有2-5个辅助拱(2)，所述辅助拱(2)的端部固定安装在对应的主拱(I)的侧边上。2.根据权利要求1所述的一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，其特征在于:所述主拱(I)下端的支座为落地拱支座。3.根据权利要求1所述的一种适用于大跨度建筑受力合理的空间组合拱结构，其特征在于:所述辅助拱(2)的端部通过焊接或铆接方式固定安装在对应的主拱(I)的侧边上。
【文档编号】E04B1/32GK205475699SQ201620278082
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】徐硕, 王潘绣, 万林, 周赞
【申请人】金陵科技学院