CN104947839B - 一种具有下部拉索的开合膜屋盖 - Google Patents
一种具有下部拉索的开合膜屋盖 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104947839B CN104947839B CN201510332573.9A CN201510332573A CN104947839B CN 104947839 B CN104947839 B CN 104947839B CN 201510332573 A CN201510332573 A CN 201510332573A CN 104947839 B CN104947839 B CN 104947839B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diamond
- shaped element
- montant
- folding
- folding film
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Tents Or Canopies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有下部拉索的平面开合膜屋盖，包括由主动索驱动的平面折叠网架，平面折叠网架包括平行设置的主桁架和连接在相邻主桁架之间平行设置的刚性压杆组件组成，在相邻两主桁架和相邻两刚性压杆组件之间形成菱形单元，以每个菱形单元的上表面为支座设置一个开合膜单元，开合膜单元由中轴线上的竖杆、两根拉索与膜材构成，竖杆位于菱形单元的形心上，两根拉索的另一端与菱形单元的在网架折叠过程中距离减小的两个节点连接，膜材下部分别固定在菱形单元的四个节点上。本发明由平面折叠网架进行伸缩，上部采用具有下部拉索的开合膜结构，从而使得网架伸缩自由，而且其构造合理、设计和施工简单，特别适合中小跨度的建筑。
Description
技术领域
本发明涉及一种开合屋盖体系,尤其是一种具有双向支撑杆的开合膜屋盖。
背景技术
在过去的几十年中，各国学者们提出了许多大跨度开合屋盖结构体系的概念，其中一些已经在网球场馆、游泳场馆和田径场馆等大型体育场馆的开合屋盖中得到应用。
申请人在2012年3月8日提出了一种主被动索驱动的四连杆平面折叠网架，专利号为201210059545.0。该网架包括多榀平面桁架结构，平面桁架结构的上弦节点通过刚性压杆与相邻平面桁架上弦和下弦对应位置上的节点铰接；平面桁架结构的下弦节点也通过所述的刚性压杆与相邻平面桁架上弦和下弦对应位置上的节点铰接，位于屋盖固定端的一榀平面桁架结构两端分别与下部支座铰接，每隔一榀的平面桁架结构两端则设置在一沿屋盖开合方向的导轨上；在多榀平面桁架还设置有一主动索和多根被动索。
但是，由于该网架本身的几何关系的约束，其单个菱形单元在一个方向是展开的，而在另一个方向是收缩的，这样就对网架上部附着膜结构的设计构成了一定的难度。
发明内容
为了克服所述网架膜结构设计的困难,本发明提供了一种平面开合膜屋盖,该屋盖不仅能实现自由伸缩，满足建筑对屋盖开合的各项功能要求,还具有设计和施工方便等优点,能较好地满足中小跨度建筑对屋盖开合功能的要求。
为了达到上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种具有下部拉索的平面开合膜屋盖，包括由主动索驱动的平面折叠网架，所平面折叠网架包括平行设置的主桁架和连接在相邻主桁架之间平行设置的刚性压杆组件组成，在相邻两主桁架和相邻两刚性压杆组件之间形成菱形单元，其特征在于：以每个菱形单元的上表面为支座设置一个开合膜单元，开合膜单元由中轴线上的竖杆、由竖杆下端拉出的两根拉索与膜材构成，竖杆位于菱形单元的形心上，竖杆上端高出网架上表面，所述两根拉索的另一端与菱形单元的在网架折叠过程中距离减小的两个节点连接，所述膜材上端固定在上部竖杆的上端点处，膜材下部分别固定在菱形单元的四个节点上。
所述每个开合模单元中两根拉索长度相同。
所述竖杆为直杆。
所述下部拉索张紧时的长度为其所在菱形单元对角线长度的一半。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，此时膜材上端顶点距离网格距离最大；当屋盖逐渐打开时，网架收缩折叠，节点向远离菱形网格形心的方向运动，竖杆整体向下运动，则竖杆下端点也随之下移，经简单计算下部拉索逐渐松弛，节点向靠近菱形单元形心的方向运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明由平面折叠网架进行伸缩，上部采用具有下部拉索的开合膜结构，从而使得网架伸缩自由，而且其构造合理、设计和施工简单，特别适合中小跨度的建筑。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明：
图1是本发明基本网架结构示意图。
图2是单个菱形单元与开合膜单元的连接示意图。
图3是图2网架结构运动过程示意图。
图4是本发明开合膜单元结构侧面示意图。
图5是本发明开合膜单元结构俯视图。
图6是本发明开合膜单元结构运动状态侧面示意图。
图7是本发明开合膜单元结构运动状态俯视图。
图中1、开合膜单元，2、平面折叠网架，3、菱形单元，4、平面桁架结构，5、刚性压杆，6、主动索，7、被动索。
具体实施方式
下面参照说明书附图，对本发明的具体实施方式作出更为详细的说明：
如图1所示，一种具有下部拉索的平面开合膜屋盖，包括基于主动索驱动的平面四连杆折叠网架，平面四连杆折叠网架结构具体参见专利号为201210059545.0专利文献，由平面桁架结构4，刚性压杆5，主动索6和被动索7组成。平面桁架结构4的上弦节点通过刚性压杆与相邻平面桁架上弦和下弦对应位置上的节点连接，其连接方式为铰接；平面桁架结构4的下弦节点通过刚性压杆与相邻平面桁架上弦和下弦对应位置上的节点连接，其连接方式为铰接。
在多榀平面桁架4的上弦设置有主动索6，主动索6的一端固定在屋盖固定端的一榀平面桁架结构上，主动索另一端则分别从每榀平面桁架结构的索套上穿过，每隔一榀平面桁架结构的索套在同一直线上，相邻两榀平面桁架结构的索套在屋盖开合方向上相错；在多榀平面桁架4的下弦设置有被动索7，被动索7两端固定在相邻的平面桁架结构上。
在折叠状态时，主动索6和被动索7都是松弛的。而主动索6的长度是可以变化的，随着主动索6长度的缩短，体系在逐步展开；在展开过程中，主动索6是拉紧的，而被动索7还是松弛的。当展开到指定位置时，被动索7被张紧，限制了屋盖的进一步运动，机构变为结构。
图2和图3为具有本发明开合模单元的开合膜屋盖结构，按照折叠网架的几何规律，可以将其划分为若干个相同的菱形单元，下面选取在其中的一个菱形单元3上设置开合模单元1进行详细说明。
如图4所示，开合膜单元膜单元构成如下：竖杆10位于菱形单元3的形心上，上端高出网架平面，以竖杆下端O出发分别向菱形单元的两个径向节点（A、C）张拉两根拉索（11、12）。膜材上端固定在上部竖杆的上端点E处，膜材下部分别固定在菱形单元的四个节点（A、B、C、D）上。开合膜单元之间平滑连接过渡。
如图4-5所示，当屋盖处于闭合状态时，膜材13处于张紧状态，承受外界及结构自身的荷载，此时膜材上端顶点E距离网格距离最大；当屋盖逐渐打开时，网架收缩折叠，节点（B、D）向远离菱形网格形心的方向运动，竖杆整体向下运动，则竖杆下端点也随之下移，经简单计算下部拉索（11、12）逐渐松弛，节点（A、C）向靠近菱形单元形心的方向运动。易知，在网架折叠的过程中，每部分膜材的面积减小，发生褶皱，使得屋盖的自由开合没有受到限制，且屋盖可以作为上部承重结构承担一定的竖向荷载。
Claims (4)
1.一种具有下部拉索的平面开合膜屋盖，包括由主动索驱动的平面折叠网架，所述 平面折叠网架包括平行设置的主桁架和连接在相邻主桁架之间平行设置的刚性压杆组件组成，在相邻两主桁架和相邻两刚性压杆组件之间形成菱形单元，其特征在于：以每个菱形单元的上表面为支座设置一个开合膜单元，开合膜单元由中轴线上的竖杆、由竖杆下端拉出的两根拉索与膜材构成，竖杆位于菱形单元的形心上，竖杆上端高出网架上表面，所述两根拉索的另一端与菱形单元的在网架折叠过程中距离减小的两个节点连接，所述膜材上端固定在上部竖杆的上端点处，膜材下部分别固定在菱形单元的四个节点上。
2.根据权利要求1所述的平面开合膜屋盖，其特征在于：所述每个开合膜单元中两根拉索长度相同。
3.根据权利要求1所述的平面开合膜屋盖，其特征在于：所述竖杆为直杆。
4.根据权利要求1所述的平面开合膜屋盖，其特征在于：所述下部拉索张紧时的长度为其所在菱形单元对角线长度的一半。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510332573.9A CN104947839B (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种具有下部拉索的开合膜屋盖 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510332573.9A CN104947839B (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种具有下部拉索的开合膜屋盖 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104947839A CN104947839A (zh) | 2015-09-30 |
| CN104947839B true CN104947839B (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=54162852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510332573.9A Active CN104947839B (zh) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | 一种具有下部拉索的开合膜屋盖 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104947839B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106088323A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 东南大学 | 一种空间可展开式网架结构 |
| CN106437048B (zh) * | 2016-08-18 | 2018-09-21 | 潮峰钢构集团有限公司 | 一种折叠桁架式全自动伸缩雨棚及其操作方法 |
| CN108797878B (zh) * | 2018-06-11 | 2019-11-08 | 长沙理工大学 | 一种横向开合屋盖结构 |
| CN109025026B (zh) * | 2018-07-25 | 2020-03-31 | 东南大学 | 一种可实现双向联动折叠的柱状开合屋盖结构 |
| CN111364617A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-03 | 广西壮族自治区建筑科学研究设计院 | 钢-膜空间组合结构单元、结构体系、屋面和张膜方法 |
| CN113882575B (zh) * | 2021-09-03 | 2022-10-28 | 华北水利水电大学 | 一种可开合索膜屋顶结构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449390A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-18 | Kajima Corp | 可展折板屋根 |
| JPH09137641A (ja) * | 1995-11-10 | 1997-05-27 | Maeda Corp | 開閉式膜屋根における開閉機構 |
| JP2000008478A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-11 | Ohbayashi Corp | 形状可変トラス架構およびこの形状可変トラス架構を用いた形状可変立体トラス架構並びにこの形状可変立体トラス架構を用いた形状可変天井および開閉式屋根 |
| CN102605887A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东南大学 | 索杆式可展结构 |
| CN102605889A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东南大学 | 一种索杆式开合屋盖结构 |
| CN103306412A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 国核工程有限公司 | 一种可开启式穹顶钢结构 |
-
2015
- 2015-06-16 CN CN201510332573.9A patent/CN104947839B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0449390A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-18 | Kajima Corp | 可展折板屋根 |
| JPH09137641A (ja) * | 1995-11-10 | 1997-05-27 | Maeda Corp | 開閉式膜屋根における開閉機構 |
| JP2000008478A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-11 | Ohbayashi Corp | 形状可変トラス架構およびこの形状可変トラス架構を用いた形状可変立体トラス架構並びにこの形状可変立体トラス架構を用いた形状可変天井および開閉式屋根 |
| CN102605887A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东南大学 | 索杆式可展结构 |
| CN102605889A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东南大学 | 一种索杆式开合屋盖结构 |
| CN103306412A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-18 | 国核工程有限公司 | 一种可开启式穹顶钢结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104947839A (zh) | 2015-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104947839B (zh) | 一种具有下部拉索的开合膜屋盖 | |
| CN102605889B (zh) | 一种索杆式开合屋盖结构 | |
| CN102733479B (zh) | 一种非对称开口式整体张拉索膜结构 | |
| US8789317B2 (en) | Method for forming a double-curved structure and double-curved structure formed using the same | |
| CN105804247B (zh) | 一种脊杆环撑索穹顶结构 | |
| CN102605887B (zh) | 索杆式可展结构 | |
| CN105040881B (zh) | 一种具有上部支撑杆的平面开合膜屋盖 | |
| CN105863061B (zh) | 一种具有刚性压杆的可折叠柱面索膜结构 | |
| CN105952049A (zh) | 一种双撑杆索穹顶结构 | |
| CN107916725A (zh) | 一种超静定环桁架结构和索穹顶结构形成的组合结构 | |
| US4982534A (en) | Suspended membrane structure | |
| CN104947840B (zh) | 一种预应力索撑可展网架结构 | |
| CN106498839A (zh) | 一种双向折叠桁架桥结构 | |
| CN109811891B (zh) | 一种柔性全张拉结构体系、预张力设计方法及施工方法 | |
| JP5711419B1 (ja) | 膜屋根ユニット、及び開閉式膜屋根構造 | |
| CN106702878A (zh) | 一种双向折叠桁架拱桥结构 | |
| CN207348284U (zh) | 一种开口式超大跨度索穹顶结构 | |
| CN201024561Y (zh) | 索杆弦支穹顶 | |
| CN105003015B (zh) | 一种具有上部竖杆的平面开合膜屋盖 | |
| EP0397935A1 (en) | Suspended membrane structure | |
| CN105888071A (zh) | 一种具有刚性撑杆的可折叠柱面膜结构 | |
| CN202577711U (zh) | 一种索杆式开合屋盖结构 | |
| CN204804134U (zh) | 预应力索撑可展网架结构 | |
| RU135673U1 (ru) | Консольное покрытие | |
| CN208363418U (zh) | 一种应用于刚性屋面索穹顶结构中的弦支檩条 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cai Jianguo Inventor after: Zhong Zhinan Inventor after: Lu Dong Inventor after: Feng Jian Inventor after: Zhu Yifeng Inventor before: Cai Jianguo Inventor before: Lu Dong Inventor before: Feng Jian Inventor before: Zhu Yifeng |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |