CN106320518A - 一种游牧式轻型吊装带穹顶结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，主要包括盘扣式钢管脚手架搭设的外周受压桁架部分以及由吊装带脊索、吊装带斜索、吊装带环索、铝合金撑杆组成的吊装带穹顶体系部分。所述外周受压桁架采用盘扣式钢管脚手架搭设。所述穹顶内部铝合金撑杆上端通过双层夹板式节点与吊装带脊索、吊装带斜索连接，吊装带下端通过耳板闭合连接同环撑杆。撑杆均采用铝合金预制，并通过铰接节点进行现场装配。通过吊装带斜索或环索张拉，在整个结构中建立预拉力，属于全张力结构形式。本发明整体结构可以在现场快速拼装成形；施工便捷，且结构成形后具有较大刚度和跨度；结构整体质量较轻，便于运输和储存，能够实现多次反复拆装使用；可应用于游牧式工业厂房、大棚、临时避难场所和野战医院等临时结构，具有较强的实际意义。

Description

一种游牧式轻型吊装带穹顶结构

技术领域

本发明公开了一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，属于土木工程的空间结构技术领域。

背景技术

索穹顶结构作为空间结构的主要结构类型之一，具有跨度大、自重轻、材料强度利用充分、结构预制装配化程度高、现场施工高效环保等优点，已经在实际工程领域获得大量应用。在抗灾抢险、部队野外作战等领域，往往需要在野外搭建大规模的简易帐篷，以满足住宿、物资堆放、野外医院、作战指挥等功能需要。目前简易帐篷所能搭建的室内空间大小有限，越来越难以满足临时避难场所、野战医院等的需要，因此如何在野外快速高效地搭建大跨空间结构形成较大室内空间是一个符合实际需求、亟待解决的关键性技术问题。

发明内容

本发明解决了常规索穹顶结构无法在野外快速安装成形、施工复杂的问题，提出了一种新型游牧式张力结构——游牧式轻型吊装带穹顶结构，该结构既具有传统索穹顶空间跨度大的优点，同时具有运输方便、快速拆装、现场高效施工等优点，可在较短时间内营造适合各种生产生活的大跨度空间。

本发明公开了一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，包括外周受压桁架和吊装带穹顶；所述外周受压桁架环绕支撑吊装带穹顶的四周；所述吊装带穹顶包括吊装带环索、吊装带脊索、吊装带斜索和撑杆；所述吊装带脊索的两端分别连接外周受压桁架和中心撑杆，多根吊装带脊索于穹顶的中心处交叉汇合，形成整个穹顶的顶面；所述吊装带环索由内而外设置若干圈，每圈吊装带环索上设置若干撑杆；；所述撑杆的顶端连接吊装带脊索和相邻内圈吊装带斜索，撑杆的底端连接吊装带环索和相邻外圈吊装带斜索；相邻的两环吊装带环索上位置对应的两根撑杆之间通过吊装带斜索连接；所述吊装带斜索通过两端耳板节点分别连接相邻两圈撑杆的上端和下端。本发明吊装带穹顶结构通过张拉吊装带斜索在吊装带脊索、吊装带斜索、吊装带环索、铝合金撑杆中都建立起预张力，形成具有一定刚 度的自平衡结构体系。所有吊装带两端使用预制带耳板的钢板夹住形成端节点，通过螺栓连接使钢板和吊装带夹紧。

优选的，所述吊装带斜索、撑杆、吊装带脊索、吊装带环索之间均采用叉耳式节点连接。

作为优选，所述撑杆的材料选用为铝合金。铝合金自重轻、强度高、具有较好的防腐性能，能够有效减小结构的自重，方便于结构的拆装和运输。

优选的，吊装带采用合成纤维吊装带。合成纤维吊装带具有强度高、耐磨损、抗氧化、抗紫外线等优点，同时质地柔软、不导电、无腐蚀，广泛应用于交通运输、建筑施工等领域。由于自重较轻，施工方便，可采用无支架提升的施工方法。

优选的，外周受压桁架由盘扣式钢管脚手架搭设而成。所搭建脚手架在穹顶结构外围形成外圈受压钢桁架，同时作为竖向支撑体系承重整个结构；穹顶结构预应力构件采用合成纤维吊装带，自重较钢丝束拉索轻，施工方便，可采用无支架提升的施工方法。因此便于快速装拆施工，并可转运，重复使用，可作为游牧式临时结构构筑大跨度内部空间。

有益效果：本发明提供的游牧式轻型吊装带穹顶结构，是采用吊装带和铝合金撑杆作为预应力构件，同时用盘扣式脚手架搭建起穹顶外周受压桁架和支撑结构。结构采用预制装配式体系，能够实现快速拆装、反复利用、绿色环保、高效施工；结构主体构件采用铝合金和吊装带，使得构件轻质耐久；通过采用盘扣式脚手架作为外周受压桁架和支撑体系，使得本结构能够在野外快速形成大型的室内空间，对于抢险救灾、野外临时避难场所、野战医院等方面有极大的益处。

附图说明：

图1为游牧式轻型吊装带穹顶结构的三维图。

图2为吊装带端节点三维示意图。

图3为撑杆下节点三维示意图。

图4为撑杆上节点三维示意图。

图5为穹顶支座节点示意图。

其中：1-吊装带环索，2-吊装带脊索，3-吊装带斜索，4-铝合金撑杆，5-盘扣式脚手架，6-吊装带端节点金属盖板，7-耳板，8-高强螺栓，9-销轴，10-撑杆下节点，11-吊装带，12-吊装带脊索索夹，13-穹顶支座端节点，14-插销。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明做进一步陈述。

如图1所示，包括外周受压桁架和吊装带穹顶；

所述外周受压桁架的平面投影呈正多边形，外周受压桁架环绕支撑吊装带穹顶的四周；

所述吊装带穹顶包括吊装带环索1、吊装带脊索2、吊装带斜索3和撑杆4；

所述吊装带脊索2的两端分别连接外周受压桁架和中心撑杆，多根吊装带脊索2于穹顶的中心处交叉汇合，形成整个穹顶的顶面；

所述吊装带环索1由内而外设置若干圈，每圈吊装带环索1上设置若干撑杆4；

所述撑杆4的顶端连接吊装带脊索2和相邻内圈吊装带斜索，撑杆4的底端连接吊装带环索1和相邻外圈吊装带斜索；相邻的两环吊装带环索1上位置对应的两根撑杆4之间通过吊装带斜索3连接；

所述吊装带斜索3通过两端耳板节点分别连接相邻两圈撑杆4的上端和下端。

如图2-5所示，吊装带11的两端处均设置耳板节点用于相互连接，该耳板节点包括吊装带端节点金属盖板6和耳板7，吊装带端节点金属盖板6一端插入吊装带的端部，另一端插入耳板7，然后，通过高强螺栓8拧紧，将吊装带、吊装带端节点金属盖板6和耳板7连为一体。

撑杆4的底部处为撑杆下节点10，吊装带11的耳板7通过销轴9与撑杆下节点10连接。

撑杆4的上节点和吊装带斜索3的上端均与吊装带脊索2通过吊装带索夹12铰接；所述吊装带斜索3通过两端耳板节点分别连接相邻两环撑杆4的上端和下端。

吊装带11的耳板节点与穹顶支座端节点13通过销轴9连接，穹顶支座端节点13通过插销14连接脚手架5。

由于所述吊装带穹顶结构所有构件均采用预制构件，可以实现现场快速装配成形，构件之间均采用叉耳式节点通过销轴进行连接。因此，能实现快速拆装，便于任何地方使用。

本发明设计和施工的基本步骤：

1)吊装带穹顶结构设计

(1)首先确定吊装带穹顶结构的几何拓扑关系，以及支座约束条件，根据其跨越能力初步确定构件基本尺寸；

(2)基于吊装带穹顶结构，进行结构找形和找力分析，初步确定结构位形、预应力以及构件的材质和规格；

(3)按临时结构进行极限承载力分析、正常使用极限状态分析及其它必要分析；

(4)根据分析结构，调整和优化结构各项参数，包括构件的截面尺寸，吊装带的规格等。

(5)结构设计完成以后进行各个构件和节点的详细设计并且交付工厂加工制造。

2)游牧式轻型吊装带穹顶结构施工

(1)将所有构件从仓库运输至建造位置后分类摆放整齐，简单平整场地并且进行施工放线等前期准备；

(2)根据设计尺寸搭建外围脚手架至设计标高，在设计标高进行吊装带穹顶的装配工作；

通过张拉吊装带斜索将结构整体提升后，张拉吊装带斜索至目标状态。

Claims (5)

1.一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，其特征在于：包括外周受压桁架和吊装带穹顶；

所述外周受压桁架环绕支撑吊装带穹顶的四周；

所述吊装带穹顶包括吊装带环索(1)、吊装带脊索(2)、吊装带斜索(3)和撑杆(4)；

所述吊装带脊索(2)的两端分别连接外周受压桁架和中心撑杆，多根吊装带脊索(2)于穹顶的中心处交叉汇合，形成整个穹顶的顶面；

所述吊装带环索(1)由内而外设置若干圈，每圈吊装带环索(1)上设置若干撑杆(4)；

所述撑杆(4)的顶端连接吊装带脊索(2)和相邻内圈吊装带斜索，撑杆(4)的底端连接吊装带环索(1)和相邻外圈吊装带斜索；相邻的两环吊装带环索(1)上位置对应的两根撑杆(4)之间通过吊装带斜索(3)连接；

所述吊装带斜索(3)通过两端耳板节点分别连接相邻两圈撑杆(4)的上端和下端。

2.根据权利要求1所述的一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，其特征在于：所述吊装带斜索(3)、撑杆(4)、吊装带脊索(2)、吊装带环索(1)之间均采用叉耳式节点连接。

3.根据权利要求1所述的一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，其特征在于：所述撑杆的材料选用为铝合金，以减轻结构自重。

4.根据权利要求1所述的一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，其特征在于：吊装带采用合成纤维吊装带。

5.根据权利要求1所述的一种游牧式轻型吊装带穹顶结构，其特征在于：外周受压桁架由盘扣式钢管脚手架(5)搭设而成。