CN111155696A - 一种肋环型多撑杆弦支穹顶 - Google Patents

一种肋环型多撑杆弦支穹顶 Download PDF

Info

Publication number
CN111155696A
CN111155696A CN202010120225.6A CN202010120225A CN111155696A CN 111155696 A CN111155696 A CN 111155696A CN 202010120225 A CN202010120225 A CN 202010120225A CN 111155696 A CN111155696 A CN 111155696A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
supporting rod
ring
dome
main
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.)
Pending
Application number
CN202010120225.6A
Other languages
English (en)
Inventor
朱明亮
张步宽
郭正兴
张培伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN202010120225.6A priority Critical patent/CN111155696A/zh
Publication of CN111155696A publication Critical patent/CN111155696A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/08Vaulted roofs
    • 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
    • E04B1/342Structures covering a large free area, whether open-sided or not, e.g. hangars, halls
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/14Conveying or assembling building elements

Abstract

本发明公开了一种肋环型多撑杆弦支穹顶,该肋环型多撑杆弦支穹顶包括上部单层网壳和下部索杆体系,其中下部索杆体系包含斜索、环索、主撑杆、次撑杆。该新型结构是在传统弦支穹顶的内部除主撑杆外,沿径向在单层网壳和斜索之间增设次撑杆,次撑杆可有一根或多根。与传统弦支穹顶相比,多撑杆弦支穹顶结合了张弦梁和弦支穹顶两种结构的特点,在不增加环索数量的前提下,提高结构整体刚度,增大弦支穹顶的跨越能力;增强径向索的局部刚度,防止松弛;在不降低结构效率的前提下,降低撑杆高度进而增加净空;施工简单方便,适用于超大跨度建筑的屋盖,具有广阔的应用前景和推广价值。

Description

一种肋环型多撑杆弦支穹顶
技术领域
本发明属于土木工程的空间结构技术领域,公开了一种新型的预应力结构,具体涉及一种肋环型多撑杆弦支穹顶。
背景技术
随着对大跨度大空间的需求日益增长,人们创造性的提出了大量新型的大跨度预应力空间结构体系,其中弦支穹顶是支承于周边受压环梁上的一种预应力结构,具有很高的结构效率。它由上部单层网壳、下部斜索、环索、撑杆组成,对拉索施加预应力后整个结构形成张力结构,能有效提高结构刚度,其中,各环撑杆上端与单层网壳铰接连接,下端与斜索相连,并由环索连接在一起。当结构承受外部荷载时,撑杆能为单层网壳提供有效的弹性支撑。可见,撑杆在弦支穹顶中的作用是非常重要的,而传统弦支穹顶只在每圈环索与斜索连接处设置撑杆,因此,对上部单层网壳的支撑作用有限,若结构跨度增大时,往往只能通过增加下部索杆系的圈数来增加撑杆的数量,而这将显著增加工程造价。
虽然,现有的弦支穹顶结构有着卓越的空间跨越能力,但在需要应对更大跨度时,传统弦支穹顶存在某些不足之处:(1)下部索杆系对上部单层网壳的支撑点有限,且斜索在较大的屋面风荷载作用下容易松弛;(2)跨度进一步增大时需增加环索圈数,否则单根斜索长度过长,局部刚度降低;(3)外圈撑杆较长,占用内部使用空间。
发明内容
为解决上述问题,本发明公开了一种适用于超大跨度建筑的新型预应力结构体系,相较于传统肋环型弦支穹顶而言,它结合了平面张弦梁和弦支穹顶两种结构的特点,能提供更大的整体刚度和局部刚度,有效防止拉索松弛,降低撑杆高度,适用于更大的结构跨度,具有广泛的应用和推广前景。
技术方案如下:
一种肋环型多撑杆弦支穹顶,包括上部单层网壳和下部索杆体系,其中下部索杆体系包含斜索、环索、主撑杆、次撑杆;单层网壳在结构上部,为刚性节点连接的空间网格结构,下部索杆体系呈肋环型布置,其中斜索水平方向呈径向辐射状布置;竖直的主撑杆上端与单层网壳铰接,下端与斜索一端铰接,斜索另一端与单层网壳铰接;环索呈环形闭合布置,连接在主撑杆和斜索的连接处;除主撑杆外,沿径向在单层网壳与斜索之间设有次撑杆,次撑杆为一根或多根,下端通过索夹与斜索相连,上端通过销轴与单层网壳球节点连接。
进一步地,所述下部索杆体系至少应包含一圈斜索、一圈环索、一圈主撑杆、一圈次撑杆。
进一步地,所述主撑杆和次撑杆的长度满足H2﹥X2*H1/(X1+X2),其中H1为主撑杆的长度,H2为次撑杆的长度,X1为主撑杆与相邻次撑杆之间的距离,X2为次撑杆与单层网壳、斜索交点之间的距离。
进一步地,所述斜索和环索为预应力拉索,主撑杆、次撑杆均为无缝圆钢管。
有益效果:与现有技术相比,本发明弥补了传统肋环型弦支穹顶的不足,存在以下优点:(1)多撑杆弦支穹顶在不增加环索数量的前提下,增大弦支穹顶的跨越能力,提高结构整体刚度;(2)次撑杆的存在可以有效提高斜索的局部刚度,防止拉索松弛;(3)多撑杆索穹顶能够显著降低撑杆高度进而增加净空。本发明适用于超大跨度的建筑屋盖,易于施工安装,综合经济效益良好,是一种具有广阔应用前景和推广价值的新型预应力大跨空间结构形式。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的平面布置图;
图3为本发明的剖面图;
图4为本发明的次撑杆构造及顶升施工示意图;
图5为本发明主次撑杆位置与长度关系示意图。
附图标记列表:
1-单层网壳;2-斜索;3-环索;4-主撑杆;5-次撑杆;6-索夹;7-销轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
肋环型多撑杆弦支穹顶结构设计:
(1)确定肋环型多撑杆弦支穹顶结构的几何拓扑关系,单层网壳1、斜索2、主撑杆4、次撑杆5呈径向辐射状布置,确定结构的支座约束条件;
(2)确定结构各构件的材料和截面规格;
(3)进行结构找形和找力分析,初步确定结构外形和预应力大小;
(4)进行结构极限承载能力状态和正常使用极限状态设计;
(5)进行必要的结构优化设计。
一种肋环型多撑杆弦支穹顶,见图1所示,主要包括单层网壳1和下部索杆体系,其中下部索杆体系包含斜索2、环索3、主撑杆4、次撑杆5。该新型结构是在传统肋环型弦支穹顶的内部除主撑杆4外,沿径向在单层网壳1和斜索2之间增设次撑杆5,次撑杆5设有多根,上下两端通过索夹6与斜索2相连。
单层网壳1与斜索2、环索3、主撑杆4、次撑杆5各构件之间均为铰接连接。斜索2有3圈,呈径向布置,环索3有两圈,为闭合环向布置,主撑杆4、次撑杆5均为竖直状态并呈径向排列。
如图5,主撑杆4和次撑杆5的长度满足H2﹥X2*H1/(X1+X2),其中H1为主撑杆4的长度,H2为次撑杆5的长度,X1为主撑杆4与相邻次撑杆5之间的距离,X2为次撑杆5与单层网壳1、斜索2交点之间的距离。
斜索2和环索3为预应力拉索,主撑杆4、次撑杆5均为无缝圆钢管。
单层网壳和最外圈斜索连接于边环梁,边环梁为受压圈梁,可采用刚度较大的混凝土梁亦可采用钢结构圈梁。上部单层网壳施工完成后,结构仍处于无应力状态,刚度较弱,当进行完预应力张拉后结构成为预应力结构,次撑杆5能够提高结构局部刚度,有效防止拉索松弛,增大结构跨度。
具体的安装方法,包括以下步骤:
(1)采用胎架散拼的方法安装上部单层网壳1;
(2)对下部斜索2、环索3、主撑杆4和次撑杆5组成的索杆系进行提升,到位后依次连接主撑杆4、次撑杆5和斜索2;
(3)对斜索2进行张拉锚固,结构主动脱离胎架。

Claims (5)

1.一种肋环型多撑杆弦支穹顶,其特征在于,包括上部单层网壳(1)和下部索杆体系,其中下部索杆体系包含斜索(2)、环索(3)、主撑杆(4)、次撑杆(5);单层网壳(1)位于结构上部,为刚性节点连接的空间网格结构,下部索杆体系成肋环型布置,其中斜索(2)水平方向呈径向辐射状布置;竖直的主撑杆(4)上端与单层网壳(1)焊接球节点铰接,下端与斜索(2)一端铰接,斜索(2)另一端与单层网壳(1)铰接;环索(3)呈环形闭合布置,连接在主撑杆(4)和斜索(2)的连接处;除主撑杆(4)外,沿径向在单层网壳(1)和斜索(2)之间还设有次撑杆(5),次撑杆(5)为一根或多根,下端通过索夹(6)与斜索(2)相连,上端通过销轴(7)与单层网壳(1)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种肋环型多撑杆弦支穹顶,其特征在于:所述下部索杆体系至少应包含一圈斜索、一圈环索、一圈主撑杆、一圈次撑杆。
3.根据权利要求1所述的一种肋环型多撑杆弦支穹顶,其特征在于:所述主撑杆(4)长度和次撑杆(5)长度应满足H2﹥X2*H1/(X1+X2),其中H1为主撑杆(4)的长度,H2为次撑杆(5)的长度,X1为主撑杆(4)与相邻次撑杆(5)之间的距离,X2为次撑杆(5)与单层网壳(1)、斜索(2)交点之间的距离。
4.根据权利要求1所述的一种肋环型多撑杆弦支穹顶,其特征在于:所述斜索(2)和环索(3)为预应力拉索。
5.根据权利要求1所述的一种肋环型多撑杆弦支穹顶,其特征在于:所述主撑杆(4)、次撑杆(5)均为无缝圆钢管。
CN202010120225.6A 2020-02-26 2020-02-26 一种肋环型多撑杆弦支穹顶 Pending CN111155696A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010120225.6A CN111155696A (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种肋环型多撑杆弦支穹顶

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010120225.6A CN111155696A (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种肋环型多撑杆弦支穹顶

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111155696A true CN111155696A (zh) 2020-05-15

Family

ID=70566536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010120225.6A Pending CN111155696A (zh) 2020-02-26 2020-02-26 一种肋环型多撑杆弦支穹顶

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111155696A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112878493A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 中国航空国际建设投资有限公司 带斗屏子结构的球面穹顶

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3313469B2 (ja) * 1993-07-22 2002-08-12 川口 衛 ドーム式屋根構造
CN201024561Y (zh) * 2007-03-30 2008-02-20 北京工业大学 索杆弦支穹顶
CN201221131Y (zh) * 2008-06-24 2009-04-15 浙江省二建建设集团有限公司 用于弦支穹顶结构的连接结构
CN101906815A (zh) * 2010-07-19 2010-12-08 天津大学 弦支拱壳结构
CN102251616A (zh) * 2011-05-03 2011-11-23 东南大学 次索网索穹顶结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3313469B2 (ja) * 1993-07-22 2002-08-12 川口 衛 ドーム式屋根構造
CN201024561Y (zh) * 2007-03-30 2008-02-20 北京工业大学 索杆弦支穹顶
CN201221131Y (zh) * 2008-06-24 2009-04-15 浙江省二建建设集团有限公司 用于弦支穹顶结构的连接结构
CN101906815A (zh) * 2010-07-19 2010-12-08 天津大学 弦支拱壳结构
CN102251616A (zh) * 2011-05-03 2011-11-23 东南大学 次索网索穹顶结构

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付帅锋: "类椭圆形弦支穹顶布索方式研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *
王秀丽等: "辐射式张弦梁结构自振特性分析", 《第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112878493A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 中国航空国际建设投资有限公司 带斗屏子结构的球面穹顶
CN112878493B (zh) * 2021-01-08 2022-07-26 中国航空规划设计研究总院有限公司 带斗屏子结构的球面穹顶

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105569187A (zh) 一种大跨度钢结构反拱张弦梁屋盖及其施工方法
CN111075023A (zh) 车辐式单、双层混合索网结构
CN111155696A (zh) 一种肋环型多撑杆弦支穹顶
CN111119338A (zh) 一种葵花型多撑杆索穹顶及其安装方法
KR101161644B1 (ko) 힌지 연결부를 이용한 일부 타정식 사장교 및 그 시공 공법
CN112227805B (zh) 一种斜交索网的烟塔合一结构体系及其施工方法
CN212026270U (zh) 一种基坑装配式h型钢支撑体系
CN111088867A (zh) 一种大跨度装配式预应力脊杆环撑索穹顶结构体系
CN212561900U (zh) 一种葵花型多撑杆索穹顶
CN113719139A (zh) 一种体育场馆不规则空间网架吊装施工方法
CN215498808U (zh) 一种立式张弦太阳能光伏支架
CN112482577B (zh) 一种大跨空间弦支轮辐式桁架结构体系及施工方法
CN216195399U (zh) 一种快速施工的新型钢结构
CN212271206U (zh) 一种桁架上弦转角处连接节点
CN112459316B (zh) 一种用于螺旋递升式幕墙支撑的竖向长悬挑桁架结构及应用
CN214062063U (zh) 用于螺旋递升式幕墙支撑的竖向长悬挑桁架结构
CN215887934U (zh) 一种斜拉桥塔间斜撑预应力精轧螺纹钢压浆装置
CN216198674U (zh) 预应力管桩风机塔架结构
CN213114661U (zh) 格构式桁架系统
CN212271245U (zh) 一种桁架下弦转角处连接节点
CN211818256U (zh) 屋面钢桁架安装支撑架
CN113175091B (zh) 一种全装配式预应力框架索系组合结构
CN216340349U (zh) 体育场馆主体屋盖钢结构
CN212002582U (zh) 一种具有高稳定性的通信铁塔
CN216851840U (zh) 一种拱支撑的柔性光伏支架结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200515

RJ01 Rejection of invention patent application after publication