CN100532750C - 索杆弦支穹顶 - Google Patents
索杆弦支穹顶 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100532750C CN100532750C CNB2007100649642A CN200710064964A CN100532750C CN 100532750 C CN100532750 C CN 100532750C CN B2007100649642 A CNB2007100649642 A CN B2007100649642A CN 200710064964 A CN200710064964 A CN 200710064964A CN 100532750 C CN100532750 C CN 100532750C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rope
- dome
- hoop
- radially
- strut
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Abstract
本发明涉及建筑领域应用的一种穹顶,具体为索杆弦支穹顶。包括上下两部分,上层包括有中心压力环(1)、上径向杆(2)、上环向索(3)和边环梁(7),上径向杆(2)在穹顶中心处与中心压力环(1)连接,在周边与边环梁(7)连接,中间与上环向索(3)连接,上层呈网格形布置。下层包括有下径向索(5)、下环向索(6)和撑杆(4),撑杆(4)的上端与上层节点连接,下径向索(5)的两端分别与撑杆(4)的下端和上层节点连接,在下径向索(5)和撑杆(4)的连接处还连接有下环向索(6),下环向索沿环向闭合布置,上下两层在边环梁处汇交在一起。本发明结构受力简洁,压杆的杆构件稳定性和整个结构的整体稳定性高,极限承载力大。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域应用的一种穹顶,具体为索杆弦支穹顶。
背景技术
近年来随着预应力钢结构的发展,涌现出了一大批新型结构体系,如索穹顶和弦支穹顶结构。索穹顶,具有构造简单,体系轻盈,绝大部分构件为受拉构件等特点;弦支穹顶是将索穹顶和单层网壳结合在一起而形成的新结构,增大了屋面刚度,降低施工难度。但是这两种结构体系还分别存在以下不足:
(1)索穹顶结构上下两层均为柔性体系,除撑杆之外的杆件均不能承担压力,使得索穹顶的施工难度很大,虽然面世多年,但是至今建成的实际结构很少。
(2)为保证索穹顶结构所有的索都处于受拉状态,必须提高预应力量级,使得压杆和边环梁等的应力增大,所以必须设置非常牢固的支座或者在支座处布置巨大的环梁,加重了支撑结构负担,浪费材料。
(3)由于索穹顶大部分杆件为受拉的索,使得索穹顶结构整体刚度不大,在荷载作用下变形较大,屋面材料一般为轻质的膜结构等。
(4)弦支穹顶结构上层单层网壳中绝大部分杆件受压,不利于受压构件的平面外稳定和上层单层网壳的平面外局部稳定性。
(5)弦支穹顶上层单层网壳内力由下层钢索和者外荷载作用被动产生,不能自我调整内力,使得上层单层网壳环向杆件大部分被动受压,不能自我调整以减小压力。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种索杆弦支穹顶结构,这种结构结合了索穹顶和弦支穹顶的优点,受力简洁,压杆少,其自身形成封闭的受力体系减小或消除对支座和边环梁的作用,稳定性和承载力高,大大节约了材料。
为了达到上述目的,本发明采用了如下技术方案:包括上下两部分,上层由中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成,上径向杆2在穹顶中心处与中心压力环1连接,在周边与边环梁7连接,中间与上环向索3连接,上层呈网格形布置。下层由下径向索5、下环向索6和撑杆4组成,撑杆4的上端与上层节点连接,下端与下层节点连接,下径向索5一端与撑杆4下端节点连接,另一端与穹顶上层节点连接,下环向索6沿环向闭合布置,与下径向索5和撑杆4的下端节点连接;上下两层在边环梁7处汇交在一起。通过张拉下环向索6或者下径向索5或者调整撑杆4的长度,在结构中施加预应力,并可通过张拉或放松上环向索3调整构件的内力。
所述的上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7连接成的网格形式是肋环形。
所述的下径向索5单根沿径向布置,其一端与撑杆4的下端连接,另一端与上层节点连接。
所述的上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7连接成的网格形式是联方形。
所述的下径向索5双根交叉成“V”型布置,其交叉端与撑杆4的下端连接,另两端分别与上层的不同节点连接。
所述的撑杆4的长度应保证下径向索5与撑杆4的交角为锐角。
所述的上层结构的外轮廓形状可以为圆形或椭圆形或多边形。
所述的上环向索3、下径向索5、下环向索6可以为柔性钢丝绳、钢铰线、缆索等或钢拉杆。
所述的上径向杆2为可有承受压力的刚性杆,可以是圆形或方形的钢管也可以是各种型钢等。
所述的下径向索5可以单根沿径向布置,也可以双根交叉布置。
由于这种索杆弦支穹顶的所有刚性杆受压、所有柔性杆受拉,使其受力简洁、计算设计非常方便。另外,上层径向压杆的内力非常接近,故可采用统一规格的杆件,加工制造非常方便。
由于在不布置边环梁的情况下,这种穹顶也可以形成了力封闭体系,所以,在正常荷载作用下,可以消除对边缘支撑结构的水平作用力,不需要布置巨大的环梁或者加大支座,减少了支撑结构的材料消耗,降低了成本。
由于本发明的索杆弦支穹顶的上层布置了能够承担压力的上径向杆,使屋面刚度得到了显著提高,所以屋面可用刚性轻质板也可用柔性模材料,适用范围广,并能够跨越更大的跨度。
由于本发明的受压杆件少,受拉杆件多,且均为高强钢索,充分发挥了材料强度,所以其自重比弦支穹顶更轻,可跨越跨度更大。本发明上层结构径向杆端弯矩很小,上径向杆之间可以刚接也可以铰接。当采用铰接节点时,可以形成张拉整体结构,大大方便了施工。
由于本发明的上环向索可以拉紧也可以放松,所以可以通过拉紧或者放松上环向索,调整上径向杆的压力,使其压力值更小、更均匀,从而提高整个结构的稳定性和极限承载力。由于一方面上径向杆的压力得到了减小,另一方面与上径向杆相连的上环向索为拉力,这样加强了对上层的节点位置的约束作用,从而使与该节点相连的压杆构件稳定性得到了提高。
附图说明
图1上层为联方形网格的索杆弦支穹顶立体轴侧图
图2为图1所示的圆形索杆穹顶上层索杆体系布置图
图3为图1所示的椭圆形索杆穹顶上层索杆体系布置图
图4为图1所示的圆形索杆穹顶下层支撑体系轴侧图
图5为图1所示的椭圆形索杆穹顶下层支撑体系轴侧图
图6为图1所示的索杆穹顶结构剖面图
图7上层为肋环形网格的索杆弦支穹顶立体轴侧图
图8为图7所示的索杆穹顶下层支撑体系轴侧图
图9为图7所示的索杆穹顶上层索杆体系布置图
具体实施方式
下面结合图1~如9详细说明本实施例。
实施例1
如图1、图2、图4、图6所示,本实施例主要包括上下两部分,上层由中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成,上径向杆2在穹顶中心处与中心环梁1铰接,在周边与边环梁7铰接,中间与上环向索3铰接,呈联方形网格布置,网格外形轮廓形状为圆形。下层由下径向索5、下环向索6和撑杆4组成,撑杆4的上端与上层节点连接,下端与下层节点连接;下径向索5双根交叉成“V”型布置,其交叉端与撑杆4的下端连接,另两端分别与上层的不同节点连接。下环向索6沿环向闭合布置,与下径向索5和撑杆4的下端节点连接;上下两层在边环梁7处汇交在一起。
撑杆4的长度应保证下径向索5与撑杆4的交角为60度。上环向索3、下径向索5、下环向索6选为柔性钢丝绳,上径向杆2选用是圆形钢管。通过张拉下环向索6,在结构中施加预应力。
实施例2
如图3、图5所示,本实施例与实施例1的结构相同,不同之处仅在于其上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成的网格外形轮廓形状为椭圆形。撑杆4的长度应保证下径向索5与撑杆4的交角为70度。上环向索3、下径向索5、下环向索6选为钢铰线,上径向杆2选用是方形钢管。
实施例3
本实施例与实施例1的结构相同,不同之处仅在于其上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成的网格外形轮廓形状为多边形。撑杆4的长度应保证下径向索5与撑杆4的交角为55度。上环向索3、下径向索5、下环向索6选为缆索,上径向杆2选用是型钢。
实施例4
如图7~图9所示,本实施例与实施例1的部分结构相同,不同之处在于:上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成的网格形式为肋环型;并且下层径向索5单根沿径向布置,其一端与撑杆4的下端连接,另一端与上层节点连接。上环向索3、下径向索5、下环向索6选为柔性钢丝绳,上径向杆2选用是钢拉杆。
实施例5
本实施例与实施例4的结构相同,不同之处仅在于其上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成的网格外形轮廓形状为椭圆形。
实施例6
本实施例与实施例4的结构相同,不同之处仅在于其上层中心压力环1、上径向杆2、上环向索3和边环梁7组成的网格外形轮廓形状为多边形。
实施例7
本实施例与实施例1的结构相同,不同之处仅在于其上层上径向杆2与中心压力环1刚性连接,上层径向杆2与边环梁7钢性连接。
这种索杆弦支穹顶结构结合了索穹顶和弦支穹顶结构的优点,即保证了足够的刚度又能够实现张拉整体,支座推力很小,有效降低材料消耗,充分利用材料受拉强度,使内力转移到承载能力高的钢索中,其重量更轻。受压的上径向杆压力小,稳定性和极限承载力高,能够满足建造更大跨度得需要。
Claims (9)
1、索杆弦支穹顶,其特征在于:包括上下两部分,上层包括有中心压力环(1)、上径向杆(2)、上环向索(3)和边环梁(7),其中,上径向杆(2)在穹顶中心处与中心压力环(1)连接,在周边与边环梁(7)连接,中间与上环向索(3)连接,上层呈网格形布置;下层包括有下径向索(5)、下环向索(6)和撑杆(4),撑杆(4)的上端与上层节点连接,下径向索(5)的两端分别与撑杆(4)的下端和上层节点连接,在下径向索(5)和撑杆(4)的连接处还连接有下环向索(6),下环向索(6)沿环向闭合布置;上下两层在边环梁(7)处汇交在一起。
2、根据权利要求1所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:所述的中心压力环(1)、上径向杆(2)、上环向索(3)和边环梁(7)连接成的网格形式是肋环形。
3、根据权利要求2所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:所述的下径向索(5)单根沿径向布置,其一端与撑杆(4)的下端连接,另一端与上层节点连接。
4、根据权利要求1所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:所述的中心压力环(1)、上径向杆(2)、上环向索(3)和边环梁(7)连接成的网格形式是联方形。
5、根据权利要求4所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:所述的下径向索(5)双根交叉成“V”型布置,其交叉端与撑杆(4)的下端连接,另两端分别与上层的不同节点连接。
6、根据权利要求1所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:下径向索(5)与撑杆(4)的交角为锐角。
7、根据权利要求1所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:上层结构的外轮廓形状为圆形或椭圆形或多边形。
8、根据权利要求1或权利要求7所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:所述的上环向索(3)、下径向索(5)、下环向索(6)为柔性钢丝绳或钢铰线或缆索或钢拉杆。
9、根据权利要求1或权利要求7所述的索杆弦支穹顶,其特征在于:所述的上径向杆(2)是型钢。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2007100649642A CN100532750C (zh) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | 索杆弦支穹顶 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2007100649642A CN100532750C (zh) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | 索杆弦支穹顶 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101029522A CN101029522A (zh) | 2007-09-05 |
CN100532750C true CN100532750C (zh) | 2009-08-26 |
Family
ID=38715055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2007100649642A Expired - Fee Related CN100532750C (zh) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | 索杆弦支穹顶 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100532750C (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101691791B (zh) * | 2009-09-30 | 2011-09-28 | 浙江大学 | 逐层双环肋环型索穹顶结构与施工成形方法 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101158195B (zh) * | 2007-11-16 | 2010-07-07 | 北京工业大学 | 弦支穹顶多次预应力施工方法 |
CN101285329B (zh) * | 2008-06-05 | 2010-10-27 | 天津大学 | 弦支混凝土集成楼盖结构及其施工方法 |
CN101812886A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-25 | 浙江东宸建设控股集团有限公司 | 一种肋环型刚性索穹顶结构 |
CN101831953A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-09-15 | 浙江大学 | 一种带有中心拉环的肋环型刚性索穹顶结构 |
CN101864806B (zh) * | 2010-06-04 | 2011-07-20 | 北京工业大学 | 劲性支撑穹顶结构 |
CN102251616B (zh) * | 2011-05-03 | 2012-11-28 | 东南大学 | 次索网索穹顶结构 |
CN102605887B (zh) * | 2012-03-08 | 2014-06-04 | 东南大学 | 索杆式可展结构 |
CN103615064B (zh) * | 2013-11-27 | 2016-09-07 | 浙江精工钢结构集团有限公司 | 一种索穹顶及其安装方法 |
CN103967125B (zh) * | 2014-05-22 | 2016-07-20 | 中国建筑西南设计研究院有限公司 | 大开口车辐式索承网格结构 |
CN103953115B (zh) * | 2014-05-22 | 2016-06-15 | 中国建筑西南设计研究院有限公司 | 大开口葵花型索承网格结构 |
CN104652679B (zh) * | 2015-01-30 | 2017-02-22 | 浙江大学 | 一种储罐用变截面混合型拱顶网壳 |
CN105064582A (zh) * | 2015-09-08 | 2015-11-18 | 天津大学建筑设计研究院 | 分块布置预应力环索的弦支穹顶结构 |
CN105544833A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-04 | 东南大学 | 一种弦支穹顶 |
CN105625623B (zh) * | 2016-02-05 | 2018-09-18 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 一种索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚及其工法 |
CN105888065A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-08-24 | 东南大学 | 一种拉梁索杆穹顶结构及其施工方法 |
CN106223467B (zh) * | 2016-07-25 | 2018-11-27 | 东南大学 | 一种径向开合网壳 |
CN106088338B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-03-08 | 中国建筑西南设计研究院有限公司 | 多级车辐式刚弦张拉结构 |
CN107034992B (zh) * | 2017-06-07 | 2019-10-18 | 山东建筑大学 | 一种带上弦刚性环杆的肋环型索穹顶结构及施工成形方法 |
CN107268791B (zh) * | 2017-07-10 | 2023-04-07 | 中国建筑西南设计研究院有限公司 | 一种刚性屋面组合型张力穹顶结构 |
CN109972783A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 南京工程学院 | 一种均布交叉张拉索穹顶结构 |
CN110424610A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-11-08 | 北京建筑大学 | 一种索穹顶结构 |
-
2007
- 2007-03-30 CN CNB2007100649642A patent/CN100532750C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
刚性杆弦支穹顶实物加载试验研究. 陈志华等.土木工程学报,第39卷第9期. 2006 |
刚性杆弦支穹顶实物加载试验研究. 陈志华等.土木工程学报,第39卷第9期. 2006 * |
弦支穹顶结构体系的分类及结构特性分析. 陈志华等.建筑结构,第36卷第增期. 2006 |
弦支穹顶结构体系的分类及结构特性分析. 陈志华等.建筑结构,第36卷第增期. 2006 * |
预应力弦支穹顶结构稳定性分析及优化设计. 刘学春.北京工业大学硕士学位论文. 2006 |
预应力弦支穹顶结构稳定性分析及优化设计. 刘学春.北京工业大学硕士学位论文. 2006 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101691791B (zh) * | 2009-09-30 | 2011-09-28 | 浙江大学 | 逐层双环肋环型索穹顶结构与施工成形方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101029522A (zh) | 2007-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100532750C (zh) | 索杆弦支穹顶 | |
CN110258802B (zh) | 一种基于飞燕式桁架拱的超大跨径轮辐式弦支穹顶结构 | |
CN101158195B (zh) | 弦支穹顶多次预应力施工方法 | |
CN109113181B (zh) | 一种大跨上层联方形内环马鞍形双层索杆张拉结构 | |
CN107268791B (zh) | 一种刚性屋面组合型张力穹顶结构 | |
CN102653965B (zh) | 一种高冗余度张弦桁架结构及实施方法 | |
CN102071741B (zh) | 一种正方形刚性索穹顶结构 | |
CN105804247B (zh) | 一种脊杆环撑索穹顶结构 | |
CN102704607B (zh) | 一种索穹顶结构与悬挑结构形成的组合结构及其组合方法 | |
CN101016755A (zh) | 具有缓和功能的肋环型索穹顶体系 | |
CN101255749B (zh) | 矩形平面网壳结构和矩形平面弦支穹顶 | |
CN112814248A (zh) | 一种具有立体外环桁架的轮辐式波形索膜结构屋盖 | |
CN100593607C (zh) | 具有荷载缓和功能的鸟巢型索穹顶结构 | |
CN101260704A (zh) | 局部双层张弦球面网壳 | |
CN201024561Y (zh) | 索杆弦支穹顶 | |
CN105926850A (zh) | 一种环形交叉索桁架结构 | |
CN201172905Y (zh) | 张弦环状挑棚结构 | |
CN201901944U (zh) | 一种环形刚性索穹顶结构 | |
CN211548062U (zh) | 一种基于高次超静定双层网架与索穹顶组合结构的体育馆 | |
CN112523358A (zh) | 一种双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系及应用 | |
CN201172903Y (zh) | 局部双层张弦球面网壳 | |
CN109629690B (zh) | 一种无内环全张拉交叉索桁架结构 | |
CN109629691B (zh) | 一种单层无内环交叉索支结构 | |
CN105908838A (zh) | 环形交叉张弦结构 | |
CN114278128B (zh) | 基于张拉整体的外围护及看台一体式体育场馆结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090826 Termination date: 20100330 |