CN106968342A - 一种超大跨度的叠合结构 - Google Patents

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CN106968342A CN201710378607.7A CN201710378607A CN106968342A CN 106968342 A CN106968342 A CN 106968342A CN 201710378607 A CN201710378607 A CN 201710378607A CN 106968342 A CN106968342 A CN 106968342A
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丁洁民
张峥
张月强
李璐
周旋
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/34Extraordinary structures, e.g. with suspended or cantilever parts supported by masts or tower-like structures enclosing elevators or stairs; Features relating to the elastic stability
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/342Structures covering a large free area, whether open-sided or not, e.g. hangars, halls

Abstract

本发明涉及一种超大跨度的叠合结构,所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架结构和叠合在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构,所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环向桁架和径向桁架,所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接,共同支撑位于顶部中央的环向桁架,所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方,所述径向桁架之间不设有支撑骨架。与现有技术相比,本发明具有稳定性强、抗扭刚度强以及节省材料用量等优点。

Description

一种超大跨度的叠合结构
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑结构领域,尤其是涉及一种超大跨度的叠合结构。
背景技术
[0002]近几十年来,随着人们在展览、文娱、体育等活动的急剧增长和新技术、新材料的 不断涌现,多种空间结构形式,诸如网架、网壳、薄壳、悬索等都得到了广泛的应用和飞速的 发展。随着社会的发展和建筑技术的进步,人们对建筑的要求己不仅仅是满足生存的基本 需求和生产的需要,而对建筑有了更高层次的要求一造型优美、经济实用、跨越更大的空 间。其中最主要的就是增大结构跨度,向超大跨度发展。体育场馆、机场候机厅、歌舞剧院、 会展中心等大型公共建筑无一例外均需要建筑能够跨越较大的空间。随着大跨度空间结构 的发展,近几年来,人们提出了对跨度超过200m以上超大跨度空间结构需求。
[0003] 专利CN101906815A提供了一种弦支拱壳结构,通过径向拉杆上附有网壳,同时在 径向拉杆的底部设有环向拉索,共同构成一种弦支网壳结构,这种结构虽然可以克服单层 网壳或厚度较薄的双层网壳稳定性差的缺点,但是该专利中所有的径向拉杆的端点汇聚在 拱壳的顶点,共同对结构的顶部形成支撑,使得结构的顶部为点受力,这种受力方式不够稳 定,容易在顶部压力大时发生整体结构的崩溃。
发明内容
[0004]本发明的目的是针对上述问题提供一种超大跨度的叠合结构。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006] —种超大跨度的叠合结构,所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架结构和叠合 在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构,所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环向桁架和径 向桁架,所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接,共同支撑位于顶部中央的环 向桁架,所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方,所述径向桁架之间不设有支撑骨架。 [0007]所述巨型钢桁架结构还包括单层网壳,所述单层网壳位于相邻的径向桁架之间。 [0008]所述单层网壳包括环梁和斜支撑,所述环梁和斜支撑相互交错构成单层网壳,分 布于相邻的径向桁架之间。
[0009]所述环向桁架的上弦杆的截面积不小于49000mm2,下弦杆的截面积不小于 41233mm2。
[0010]所述弦支网壳结构的主骨架包括环向穹顶拉索和径向撑杆,所述径向撑杆沿环向 穹顶拉索支撑环向穹顶拉索,并与环向桁架连接。
[0011]所述环向穹顶拉索与径向撑杆之间还设有与所述环向桁架相匹配的单层网壳。 [0012]与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0013] (1)该叠合结构通过将巨型钢桁架结构与弦支网壳结构混合应用,在结构中央比 较扁平的区域使用弦支穹顶结构,外部形态作用较强的部位使用“主骨架+次结构,’的巨型 钢桁架结构,采用创新的组合结构体系可以充分发挥结构作用效应,使结构的大部分构件 为轴心受力构件,在确保结构安全的前提下,最大限度的降低结构材料用量;同时巨型钢桁 架的主骨架包括环向桁架和径向桁架,即顶部的受力方式为环向桁架构成的环向结构整体 受力,比起传统的点受力方式,结构更为稳定。
[0014] (2)巨型钢桁架中使用由环梁和斜支撑构成的单层网格作为次结构,该次结构一 方面可以独立承担自身区域范围内的竖向荷载和水平荷载,另一方面又可以为径向桁架提 供较强的侧向支撑,从而提高结构的整体稳定性和抗扭刚度,改善内力分布。
[0015] (3)环向桁架的上弦杆的截面积不小于4 9 0 0 0 m m2,下弦杆的截面积不小于 41233mm2,由于环向桁架是处于顶部中央,受压巨大,因而上弦杆和下弦杆较大的截面积可 以提高环向桁架的刚度和承载力,从而与径向桁架一同构成可单独成立并能承受竖向荷载 的主骨架,加强结构的稳定性。
[0016] (4)弦支网壳结构的主骨架包括环向穹顶拉索和径向撑杆,即弦支网壳结构也为 面受力而非点受力,进一步缓解了顶部的局部压强,提高了结构的稳定性。
[0017] (5)环向穹顶拉索与径向撑杆之间还设有与环向桁架相匹配的单层网壳,进一步 提高了弦支网壳结构的支撑强度,增强了结构的稳定性。
附图说明
[0018] 图1为本发明中超大跨度的叠合结构的整体示意图;
[0019] 图2为巨型钢桁架结构的主骨架的结构示意图;
[0020] 图3为巨型钢桁架结构的单层网壳的结构示意图;
[0021]图4为弦支网壳结构的单层网壳的结构示意图;
[0022]图5为弦支网壳结构的主骨架的结构示意图;
[0023] 图6为本实施例中的建筑结构图;
[0024]图7为本实施例中的建筑结构图;
[0025] 图8为本实施例中的建筑结构图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
[0027]如图1所示,本实施例提供了一种超大跨度的叠合结构,该结构是巨型钢桁架结构 与弦支网壳组合而成的结构体系。巨型钢桁架结构是由三管桁架组成的主骨架结构和主骨 架结构之间的单层网壳结构共同构成的,主骨架结构由环向桁架和径向桁架组成,如图2所 示,其中央的环向桁架处于屋盖中央,受压巨大,通常需要加强环桁架上下弦杆的截面,提 高刚度和承载力,从而与径向桁架一同构成可单独成立并能承受竖向荷载的主骨架,一般 上弦杆的截面积不小于49000mm2,下弦杆的截面积不小于41233mm2。主骨架之间的次结构采 用单层网壳结构,如图3所示。在相邻径向桁架间,布置由环梁和斜支撑构成的联方型单层 网壳,作为次结构。该次结构一方面可独立承担自身区域范围内的竖向荷载和水平荷载,另 一方面又可为径向主桁架提供较强的侧向支撑,进而提高结构的整体稳定性和抗扭刚度, 改善内力分布。
[0028]该叠合结构将巨型钢桁架结构与弦支网壳结构混合应用,在结构中央比较扁平的 区域使用弦支网壳结构,弦支网壳结构的主骨架包括环向穹顶拉索和径向撑杆,径向撑杆 沿环向穹顶拉索支撑环向穹顶拉索,并与环向桁架连接,如图5所示。环向穹顶拉索与径向 撑杆之间还设有与环向桁架相匹配的单层网壳,如图4所示。
[0029] 本实施例中,将叠合结构应用到某商务山水中心的水馆中,如图6〜8所示,该建筑 为一大体量扁平椭球体。整个屋盖落于地下室柱顶即〇. 000标高处,在与相邻的山馆接口处 有一道弧形切口。屋盖纵向长度为228m,横向最大宽度为137m,中央最高处标尚为3〇m,矢跨 比分别为1A.6和1/4.6。屋盖中央设玻璃采光顶,结合金属面板作为外维护材料,整体造型 晶莹剔透,不同表面材料表现出强烈的对比,极具现代感和体量感。

Claims (6)

1. 一种超大跨度的叠合结构,其特征在于,所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架 结构和叠合在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构,所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环 向桁架和径向桁架,所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接,共同支撑位于顶 部中央的环向桁架,所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方,所述径向桁架之间不设有 支撑骨架。
2. 根据权利要求1所述的超大跨度的叠合结构,其特征在于,所述巨型钢桁架结构还包 括单层网壳,所述单层网壳位于相邻的径向桁架之间。
3. 根据权利要求2所述的超大跨度的叠合结构,其特征在于,所述单层网壳包括环梁和 斜支撑,所述环梁和斜支撑相互交错构成单层网壳,分布于相邻的径向桁架之间。
4. 根据权利要求1所述的超大跨度的叠合结构,其特征在于,所述环向桁架的上弦杆的 截面积不小于49000mm2,下弦杆的截面积不小于41233mm2。
5. 根据权利要求1所述的超大跨度的叠合结构,其特征在于,所述弦支网壳结构的主骨 架包括环向穹顶拉索和径向撑杆,所述径向撑杆沿环向穹顶拉索支撑环向穹顶拉索,并与 环向桁架连接。
6. 根据权利要求5所述的超大跨度的叠合结构,其特征在于,所述环向穹顶拉索与径向 撑杆之间还设有与所述环向桁架相匹配的单层网壳。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108385841A (zh) * 2018-03-09 2018-08-10 重庆科鑫三佳车辆技术有限公司 一种大型可拆展馆
CN111379321A (zh) * 2020-04-07 2020-07-07 兰州理工大学 一种超大跨度穹顶结构
CN111519763A (zh) * 2020-04-08 2020-08-11 浙江省建筑设计研究院 一种类椭圆内开口的大跨度外四切边双屋面叠合网壳体系及应用
CN113323154A (zh) * 2021-06-10 2021-08-31 中国建筑第八工程局有限公司 带悬挑结构的单层网壳结构罩棚的施工方法

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