CN104912245B - 一种径向开合膜屋盖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种径向开合膜屋盖，包括霍伯曼径向伸缩网架，从整体上看由若干个菱形单元构成，从周向上看由若干个剪式单元组构成，剪式单元组由外剪式单元和若干内剪式单元沿径向排列而成，每个菱形单元上设有一个开合膜单元，开合膜单元包括两根等长的支撑杆和膜材，两根支撑杆的上端相铰接，两根支撑杆的下端分别铰接在菱形单元的两个环向铰接节点上，两根支撑杆所在平面垂直于霍伯曼径向伸缩网架，膜材撑开后外形为近似正四棱锥形；内剪式单元为X型剪式单元，内剪式单元的下方设有内拉索单元，内拉索单元为四索一杆式拉索单元；外剪式单元的下方设有外拉索单元。本发明具有结构简单、使用方便、结构刚度高、可以在开启和闭合两种状态下使用的优点。

Description

一种径向开合膜屋盖
技术领域
本发明涉及一种膜屋盖，特别涉及一种径向开合膜屋盖。
背景技术
建筑膜材具有下列优点：1、重重轻。膜材的重量只有1.3-1.5kN/m2，可以使屋面重量降低，使下部的支撑结构和基础的断面尺寸也相应缩小，大大降低工程造价。2、减少能源消耗，节省费用。膜材透光率一般取决于材质和涂层，使用范围从几乎100％透明到完全不透明。一般建筑膜材的透光率在15％左右，所以使用建筑膜材可充分利用自然光，白天使用可以减少人工照明。3、施工速度快。因建筑膜材具有以上优点，所以其越来越受到人们的青睐。目前，建筑膜材主要用于非开合式屋盖中，无法满足人们对可开合式膜屋盖的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便、结构刚度高、可以在开启和闭合两种状态下使用的径向开合膜屋盖。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种径向开合膜屋盖，包括霍伯曼径向伸缩网架，所述霍伯曼径向伸缩网架由偶数根多折杆销接而成，从整体上看由若干个菱形单元构成，从周向上看由若干个剪式单元组构成，所述菱形单元具有两个径向铰接节点和两个环向铰接节点，所述剪式单元组由位于边缘位置的外剪式单元和位于中间位置的若干内剪式单元沿径向排列而成，其特征在于，每个菱形单元上设有一个开合膜单元，所述开合膜单元包括两根等长的支撑杆和膜材，两根支撑杆的上端相铰接，两根支撑杆的下端分别铰接在菱形单元的两个环向铰接节点上，两根支撑杆所在平面垂直于霍伯曼径向伸缩网架，所述膜材撑开后外形为近似正四棱锥形，所述膜材的顶部固定在两根支撑杆的铰接点处，膜材下部的四角分别固定连接在菱形单元的四个铰接节点上；所述内剪式单元为X型剪式单元，所述内剪式单元的下方设有内拉索单元，所述内拉索单元为四索一杆式拉索单元；所述外剪式单元的下方设有外拉索单元。
所述外剪式单元为X型剪式单元，所述外拉索单元为四索一杆式拉索单元。
所述四索一杆式拉索单元包括连接在所述X型剪式单元的交点处竖直向下的竖杆，所述竖杆的下端与X型剪式单元的四个外端点之间分别通过一根拉索相连接。
所述外剪式单元为V型剪式单元，所述外拉索单元为两索一杆式拉索单元，所述两索一杆式拉索单元包括连接在所述V型剪式单元的交点处竖直向下的边竖杆，所述竖杆的下端与所述V型剪式单元的两个外端点之间分别通过一根拉索相连接。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
本明径向开合膜屋盖，由于采用以上设计方案，通过霍伯曼径向伸缩网架实现屋盖的开启和闭合，开合膜单元可以提高屋盖的刚度，内拉索单元和外拉索单元进一步提升屋盖的刚度。当屋盖处于闭合状态时，膜材处于张紧状态，承受外界及结构自身的荷载；屋盖在打开过程中，霍伯曼径向伸缩网架收缩折叠，菱形单元的两个环向铰接节点向远离菱形形心的方向运动，而两个径向铰接节点向靠近形心的方向运动，支撑杆的上端交点距离霍伯曼径向伸缩网架平面的距离也随之减小，霍伯曼径向伸缩网架下方的拉索始终处于张紧状态。由此可见，本发明径向开合膜屋盖结构简单、使用方便、结构刚度高、可以在开启和闭合两种状态下使用。
附图说明
图1是本发明径向开合膜屋盖实施例一在屋盖闭合状态结构示意图。
图2是本发明径向开合膜屋盖实施例一在屋盖打开过程中结构示意图。
图3是本发明径向开合膜屋盖中的开合膜单元结构示意图。
图4是本发明中的四索一杆式拉索单元与X型剪式单元连接结构示意图。
图5是本发明径向开合膜屋盖实施例二在屋盖打开过程结构示意图。
图6是本发明中的两索一杆式拉索单元与V型剪式单元连接结构示意图。
附图标记：1－多折杆；2－菱形单元；3－外剪式单元；4－内剪式单元；5－开合膜单元；6－支撑杆；7－膜材；8－竖杆；9－拉索；10－四索一杆式拉索单元；11－两索一杆式拉索单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如图1、图2、图3、图4所示，本发明径向开合膜屋盖，包括霍伯曼径向伸缩网架，所述霍伯曼径向伸缩网架由偶数根多折杆1销接而成，从整体上看由若干个菱形单元2构成，从周向上看由若干个剪式单元组构成，所述多折杆1为五折杆，所述菱形单元2具有两个径向铰接节点和两个环向铰接节点，所述剪式单元组由位于边缘位置的外剪式单元3和位于中间位置的若干内剪式单元4沿径向排列而成，每个菱形单元2上设有一个开合膜单元5，所述开合膜单元5包括两根等长的支撑杆6和膜材7，两根支撑杆6的上端相铰接，两根支撑杆6的下端分别铰接在菱形单元2的两个环向铰接节点上，两根支撑杆6所在平面垂直于霍伯曼径向伸缩网架，所述膜材7撑开后外形为近似正四棱锥形，所述膜材7的顶部固定在两根支撑杆6的铰接点处，膜材7下部的四角分别固定连接在菱形单元2的四个铰接节点上；所述内剪式单元4为X型剪式单元，所述内剪式单元4的下方设有内拉索单元，所述内拉索单元为四索一杆式拉索单元10；所述外剪式单元3的下方设有外拉索单元。
所述外剪式单元3为V型剪式单元，所述外拉索单元为两索一杆式拉索单元11，所述两索一杆式拉索单元11包括连接在所述V型剪式单元的交点处竖直向下的竖杆8，所述竖杆8的下端与所述V型剪式单元的两个外端点之间分别通过一根拉索9相连接。
所述四索一杆式拉索单元10包括连接在所述X型剪式单元的交点处竖直向下的竖杆8，所述竖杆8的下端与X型剪式单元的四个外端点之间分别通过一根拉索9相连接。
实施例二
如图5所示，本发明径向开合膜屋盖的实施例二与实施例一的区别在于，所述多折杆1为六折杆，所述外剪式单元3为X型剪式单元，所述外拉索单元为四索一杆式拉索单元10。
本发明中的霍伯曼径向伸缩网架中的多折杆可以根据需要选择三折杆或四折杆或七折杆或更多折的折杆，当多折杆的折数为偶数时，所述外剪式单元3为X型剪式单元，所述外拉索单元为四索一杆式拉索单元10。当多折杆的折数为奇数时，所述外剪式单元3为V型剪式单元，所述外拉索单元为两索一杆式拉索单元11。
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。

Claims (4)

1.一种径向开合膜屋盖，包括霍伯曼径向伸缩网架，所述霍伯曼径向伸缩网架由偶数根多折杆销接而成，从整体上看由若干个菱形单元构成，从周向上看由若干个剪式单元组构成，所述菱形单元具有两个径向铰接节点和两个环向铰接节点，所述剪式单元组由位于边缘位置的外剪式单元和位于中间位置的若干内剪式单元沿径向排列而成，其特征在于，每个菱形单元上设有一个开合膜单元，所述开合膜单元包括两根等长的支撑杆和膜材，两根支撑杆的上端相铰接，两根支撑杆的下端分别铰接在菱形单元的两个环向铰接节点上，两根支撑杆所在平面垂直于霍伯曼径向伸缩网架，所述膜材撑开后外形为近似正四棱锥形，所述膜材的顶部固定在两根支撑杆的铰接点处，膜材下部的四角分别固定连接在菱形单元的四个铰接节点上；所述内剪式单元为X型剪式单元，所述内剪式单元的下方设有内拉索单元，所述内拉索单元为四索一杆式拉索单元；所述外剪式单元的下方设有外拉索单元。
2.根据权利要求1所述的径向开合膜屋盖，其特征在于，所述外剪式单元为X型剪式单元，所述外拉索单元为四索一杆式拉索单元。
3.根据权利要求1所述的径向开合膜屋盖，其特征在于，所述外剪式单元为V型剪式单元，所述外拉索单元为两索一杆式拉索单元，所述两索一杆式拉索单元包括连接在所述V型剪式单元的交点处竖直向下的边竖杆，所述竖杆的下端与所述V型剪式单元的两个外端点之间分别通过一根拉索相连接。
4.根据权利要求1或2所述的径向开合膜屋盖，其特征在于，所述四索一杆式拉索单元包括连接在所述X型剪式单元的交点处竖直向下的竖杆，所述竖杆的下端与X型剪式单元的四个外端点之间分别通过一根拉索相连接。
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