CN112302178B - 一种锥形建筑结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥形建筑结构及其施工方法，涉及建筑物技术领域，用于解决现有技术中的锥形建筑结构采用截面尺寸较大的主杆而导致室内有效使用空间降低和材料用量增加的问题。该锥形建筑结构包括主体、第一固定组件和张拉结构，主体包括多个主杆，各主杆倾斜设置而围成上细下粗的锥体结构，各主杆环绕锥体结构的中心线均布；第一固定组件包括多个第一固定杆，各第一固定杆环绕锥体结构的中心线排布，各第一固定杆的两端分别与相邻的主杆固定连接；张拉结构用于拉动各主杆向锥体结构内部变形而使各主杆内产生预应力。

Description

一种锥形建筑结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑物技术领域，尤其涉及一种锥形建筑结构及其施工方法。

背景技术

很多建筑的顶部会设置锥形建筑结构来提高建筑的美感，锥形建筑结构一般包括主体和固定组件，主体包括多个主杆，各主杆倾斜设置而围成上细下粗的锥体结构，固定组件环绕锥体结构的中心线布置，将各相邻的主杆固定在一起，以使锥形建筑结构形成一个整体结构。

随着锥形建筑结构高度的增加，现有技术中，为了保证锥形建筑结构的结构强度，通常会采用截面尺寸较大的主杆。而采用截面尺寸较大的主杆，不仅会占用室内空间、降低室内有效使用空间，而且还会增加材料的用量，进而增加施工难度和建造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锥形建筑结构，用于解决现有技术中的锥形建筑结构采用截面尺寸较大的主杆而导致室内有效使用空间降低和材料用量增加的问题；本发明的目的还在于提供一种用于上述锥形建筑结构的施工方法。

为实现上述目的，本发明所提供的锥形建筑结构采用如下技术方案：

本申请的一些实施例中，该锥形建筑结构包括：

主体，包括多个主杆，各主杆倾斜设置而围成上细下粗的锥体结构，各主杆环绕锥体结构的中心线均布；

第一固定组件，包括多个第一固定杆，各第一固定杆环绕锥体结构的中心线排布，各第一固定杆的两端分别与相邻的主杆固定连接；

张拉结构，用于拉动各主杆向锥体结构内部变形而使各主杆内产生预应力。

上述锥形建筑结构中设有张拉结构，张拉结构用于拉动各主杆向锥体结构内部变形而使各主杆内产生预应力，从而可以提高锥形建筑结构整体的结构强度。通过使各主杆内产生预应力而提高锥形建筑结构的结构强度，就不需要再增大各主杆的截面尺寸，进而避免了各主杆占用过多的室内空间，可以增大锥形建筑结构内的有效使用空间，同时，还降低了主杆的材料消耗量，进而降低了施工难度和建造成本。

本申请的一些实施例中，张拉结构设有多个且与主杆一一对应，张拉结构设于锥体结构的内部，张拉结构包括张拉杆和连接杆，张拉杆包括顺次螺纹连接的第一杆段、螺纹连接件和第二杆段，第一杆段和第二杆段同轴设置，第一杆段上设有与螺纹连接件配合的第一螺纹，第二杆段上设有与螺纹连接件配合的第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹的旋向相反，第一杆段和第二杆段之间具有供两者相互靠近的移动空间，第一杆段与对应的主杆铰接，第二杆段与连接杆铰接，连接杆还与对应的主杆铰接，第二杆段与连接杆的铰接点与对应的主杆之间设有第一支撑腹杆，第一支撑腹杆的一端与主杆铰接，第一支撑腹杆的另一端分别与第二杆段和连接杆铰接。这样设置，在锥形建筑结构整体建造完成后，张拉杆配合张拉设备(张拉设备为现有技术中成熟的产品)使用，使得主杆向锥体结构内部变形，进而产生预应力，具体为：张拉设备分别与第一杆段和第二杆段固定，并能够向第一杆段拉动第二杆段，张拉设备拉动第二杆段的同时旋拧螺纹连接件，因为第一杆段上的第一螺纹和第二杆段上的第二螺纹旋向相反，所以第一杆段和第二杆段能够相互靠近，在第二杆段向第一杆段靠近的过程中，第二杆段带动支撑腹杆和连接杆动作，支撑腹杆与第二杆段铰接的部位会朝向第一杆段摆动，连接杆会拉动主杆而使主杆发生变形，从而使主杆内产生预应力，螺纹连接件在第一杆段和第二杆段靠近后仍然将两者锁定，也相当于将主杆的变形锁住，进而使主杆内的预应力长久存在；这个过程中，张拉杆和连接杆也会被拉伸，从而各自内部也会产生预应力，主杆、张拉杆及连接杆内产生预应力，从而使得锥形建筑结构的结构强度较高。

本申请的一些实施例中，相邻两第一支撑腹杆之间设有第一加强杆，第一加强杆的两端分别与两第一支撑腹杆铰接。各第一加强杆整体围成一个环状结构，环状结构将各第一支撑腹杆连接成一个整体，从而提高了该锥形建筑结构的整体性，同时也提高了该锥形建筑结构的结构强度。

本申请的一些实施例中，连接杆包括多个顺次铰接的节杆，连接杆通过位于其一端的节杆与主杆铰接，连接杆通过位于其另一端的节杆与第二杆段铰接；相邻节杆的铰接点与对应的主杆之间设有第二支撑腹杆，第二支撑腹杆的一端与主杆铰接，另一端分别与对应的两节杆铰接。将连接杆分成多个节杆，各节杆的长度相比连接杆较短，安装起来较为方便。

本申请的一些实施例中，位于同一高度且沿锥体结构的周向排布的各第二支撑腹杆中，相邻两第二支撑腹杆之间设有第二加强杆，第二加强杆的两端分别与两第二支撑腹杆铰接。各第二加强杆整体围成一个环状结构，环状结构将各第二支撑腹杆连接成一个整体，从而提高了该锥形建筑结构的整体性，同时也提高了该锥形建筑结构的结构强度。

本申请的一些实施例中，第一固定组件设有多组，多组第一固定组件沿上下方向间隔排布；第一支撑腹杆和第二支撑腹杆与主杆铰接的位置均设有第一固定组件。通过设置多个第一固定组件，可以提高该锥形建筑结构的结构强度；第一支撑腹杆和第二支撑腹杆与主杆铰接的位置均设有第一固定组件，提高了主杆在与第一支撑腹杆、第二支撑腹杆铰接的位置的结构强度，避免了主杆在受力时发生不必要的变形。

本申请的一些实施例中，位于同一高度且沿锥体结构的周向排布的各第二支撑腹杆中，相邻两第二支撑腹杆之间设有辅助支撑腹杆，辅助支撑腹杆的一端铰接在与一个第二支撑腹杆铰接的主杆上，辅助支撑腹杆的另一端铰接在另一个第二支撑腹杆上。这样设置，提高了各张拉结构的稳定性，进而保证了张拉结构和主杆被张拉的效果；同时还提高了该锥形建筑结构的结构强度。

本申请的一些实施例中，相邻两第一支撑腹杆之间设有辅助支撑腹杆，辅助支撑腹杆的一端铰接在与一个第一支撑腹杆铰接的主杆上，辅助支撑腹杆的另一端铰接在另一个第一支撑腹杆上。这样设置，提高了各张拉结构的稳定性，进而保证了张拉结构和主杆被张拉的效果；同时还提高了该锥形建筑结构的结构强度。

本申请的一些实施例中，锥形建筑结构还包括第二固定组件，第二固定组件包括多个第二固定杆，各第二固定杆的两端分别与相邻的主杆固定连接，第二固定杆的延伸方向与第一固定杆的延伸方向交叉。这样设置，提高了该锥形建筑结构的整体性，同时也提高了该锥形建筑结构的结构强度。

本发明所提供的用于上述锥形建筑结构的施工方法采用如下技术方案：

本申请的一些实施例中，该用于上述锥形建筑结构的施工方法中，使用张拉设备同时对所有主杆对应的张拉杆施力，以使各张拉杆中的第一杆段和第二杆段相互靠近；或者，将各主杆分为数量相同的多组，每组中的各主杆环绕锥体结构的中心线均布，使用张拉设备同时对一组主杆对应的张拉杆施力，以使各张拉杆中的第一杆段和第二杆段相互靠近，一组主杆对应的张拉杆施力结束后，按逆时针或顺时针顺序对相邻一组主杆对应的张拉杆施力，如此重复，直至完成对所有张拉杆的施力。

使用上述施工方法建造锥形建筑结构，在对各主杆及对应的张拉结构进行张拉时，因为是同时拉动多个主杆，且同时拉动的各主杆环绕锥体结构的中心线均布，所以可以防止未被拉动的主杆向锥体结构的外侧发生变形，这样一来，既保证了张拉工作的顺利进行，也保证了各主杆最终都能够向锥体结构内部发生变形且变形量相同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提供的锥形建筑结构的实施例的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是本发明所提供的锥形建筑结构的实施例中主杆、支撑腹杆、张拉杆、节杆的布置示意图；

图4是本发明所提供的锥形建筑结构的实施例中张拉杆的部分结构示意图；

图5是本发明所提供的锥形建筑结构的实施例中主杆、第一固定杆、支撑腹杆、加强杆、辅助支撑腹杆的布置示意图；

图6是本发明所提供的锥形建筑结构的实施例中一种张拉设备与张拉杆的配合示意图；

图7是本发明所提供的锥形建筑结构的施工方法的实施例中张拉杆的布置示意图。

附图中：1-主杆，2-第一固定杆，4-底端分段杆，5-中间分段杆，6-第二固定杆，7-张拉杆，8-支撑腹杆，9-顶端节杆，10-连接节杆，11-第一杆段，12-连接套筒，13-第二杆段，14-第一螺套，15-第二螺套，16-第一卡板，17-第二卡板，18-调节杆，19-锁定螺母，20-穿心千斤顶，21-加强杆，22-辅助支撑腹杆，23-支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明所提供的锥形建筑结构的实施例：

如图1-图3所示，该锥形建筑结构包括主体，主体包括多个主杆1，各主杆1由多个分段杆顺次焊接拼成，且同一主杆1中的各分段杆的延伸方向相同；各主杆1倾斜设置而围成上细下粗的锥体结构，各主杆1环绕锥体结构的中心线均布，各主杆1在顶端焊接固定在一起，即各主杆1中位于最上端的分段杆焊接固定在一起。

如图1、图2和图5所示，该锥形建筑结构还包括第一固定组件，第一固定组件包括多个第一固定杆2，各第一固定杆2分别设于两相邻的两主杆1之间，且任意相邻的两主杆1之间均设有第一固定杆2，各第一固定杆2沿水平方向延伸且环绕锥体结构的中心线排布，以使第一固定组件整体呈环形，第一固定杆2的两端分别与相邻的两主杆1焊接固定，以将各主杆1固定连接在一起。

在其他实施例中，第一固定组件中的各第一固定杆2也可以以其他方式与各主杆1焊接固定，如各第一固定杆2顺次相连并焊接固定，第一固定组件中的所有第一固定杆2一起围成一个环箍，可以使该环箍的外周面分别与各主杆1焊接固定，也可以使该环箍的内周面分别与各主杆1焊接固定，均可以使用。

第一固定组件设有多组，各第一固定组件沿上下方向间隔排布。具体的，如图3所示，定义各主杆1中位于最上端的分段杆为顶端分段杆，位于最下端的分段杆为底端分段杆4，其余分段杆为中间分段杆5；如图1和图2所示，在主体中，各中间分段杆5的上端对应部位及各底端分段杆4的上端对应部位均设有第一固定组件，与各底端分段杆4对应的第一固定组件将各底端分段杆4固定连接在一起，与各中间分段杆5对应的第一固定组件将各对应的中间分段杆5固定连接在一起，进而实现将各主杆1固定连接在一起。需要说明的是，各第一固定杆2的长度根据其所处位置确定，保证其两端分别与相邻主杆1焊接固定即可。在其他的一些实施例中，各第一固定组件也可以按照其他方式布置，如可以设置第一固定组件的数量与一个主杆1中分段杆的数量相同，则各第一固定组件可以对应各分段杆的中部区域布置，同样可以使用。

如图1和图2所示，任意相邻主杆1之间还设有第二固定杆6，第二固定杆6的下端焊接固定在一个主杆1上，第二固定杆6的上端焊接固定在另一个主杆1上，本实施例中任意相邻两主杆1之间设有两个第二固定杆6，其具体布置方式为：定义任意相邻的两主杆1中的一个为第一主杆，另一个为第二主杆，一个第二固定杆6的下端焊接固定在第一主杆上，上端焊接固定在第二主杆上，另一个第二固定杆6的下端焊接固定在第二主杆上，上端焊接固定在第一主杆上，且一个第二固定杆6位于另一个第二固定杆6的上侧。各第二固定杆6一起构成第二固定组件。

如图2所示，第一固定杆2和第二固定杆6在延伸方向上存在交叉，且各第一固定杆2在其延伸路径上遇到第二固定杆6时进行打断处理，第一固定杆2断开的端头与第二固定杆6焊接固定，即保证第二固定杆6始终连续。当然，在其他实施例中，第一固定杆2和第二固定杆6在各自的延伸路径上也可以不交叉，如相邻两主杆1之间的第二固定杆6设有多个，各第二固定杆6分别设置在两相邻主杆1之间的两相邻第一固定杆2之间，同样可以使用。

该锥形建筑结构还包括张拉结构，张拉结构的数量与主杆1的数量相同，各张拉结构与各主杆1一一对应，各张拉结构分别安装在各主杆1朝向锥体结构中心线的侧面上；如图1-图3所示，张拉结构包括张拉杆7、多个节杆和多个支撑腹杆8，节杆的数量和支撑腹杆8的数量均等于中间分段杆5的数量。

如图3所示，同一张拉结构的各支撑腹杆8中，一个支撑腹杆8铰接在底端分段杆4上，其余支撑腹杆8铰接在各中间分段杆5上，且位于最上端的中间分段杆5上未铰接支撑腹杆8，各支撑腹杆8均铰接在各分段杆固定连接第一固定组件的部位，各支撑腹杆8的铰接轴线水平延伸，且各支撑腹杆8的铰接轴线延伸方向垂直于对应支撑腹杆8的延伸方向。

如图2和图3所示，节杆包括顶端节杆9和连接节杆10，顶端节杆9设有一个，其余的节杆为连接节杆10，顶端节杆9的下端铰接在最靠上的支撑腹杆8上且铰接在支撑腹杆8远离主杆1的端部，顶端节杆9的上端铰接在最靠上的中间分段杆5上，顶端节杆9与支撑腹杆8的铰接轴线、顶端节杆9与中间分段杆5的铰接轴线均平行于支撑腹杆8与主杆1的铰接轴线；相邻支撑腹杆8之间分别通过一个连接节杆10连接，各连接节杆10分别与对应的支撑腹杆8铰接，且各连接节杆10分别铰接在对应支撑腹杆8远离主杆1的端部，各连接节杆10与支撑腹杆8的铰接轴线平行于支撑腹杆8与主杆1的铰接轴线。

如图4所示，张拉杆7包括顺次螺纹连接的第一杆段11、连接套筒12和第二杆段13，第一杆段11、连接套筒12、第二杆段13同轴，第一杆段11靠近第二杆段13的端部设有第一螺纹，第二杆段13靠近第一杆段11的端部设有第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹的旋向相反，连接套筒12的内腔中分别对应第一螺纹和第二螺纹设有适配的内螺纹，第一杆段11和第二杆段13通过连接套筒12连接后，两者之间具有间隔，该间隔可供第一杆段11和第二杆段13相互靠近。第一杆段11远离第二杆段13的一端铰接在底端分段杆4上，第一杆段11与底端分段杆4的铰接轴线平行于支撑腹杆8与主杆1的铰接轴线；第二杆段13远离第一杆段11的端部铰接在最靠下的支撑腹杆8上且铰接点位于支撑腹杆8远离主杆1的端部，第二杆段13与支撑腹杆8的铰接轴线平行于支撑腹杆8与主杆1的铰接轴线。各节杆一起构成连接杆，最靠下的支撑腹杆8构成第一支撑腹杆，其余支撑腹杆8构成第二支撑腹杆，第一杆段11和第二杆段13之间的间隔构成移动空间，连接套筒12构成张拉杆7中的螺纹连接件。

本实施例中的螺纹连接件为连接套筒12，在其他实施例中，螺纹连接件也可以为他结构形式，如可以为一个螺柱，对应的，第一杆段11靠近第二杆段13的端部设置一个螺纹孔，第二杆段13靠近第一杆段11的端部同样设置有一个螺纹孔，第一杆段11和第二杆段13的螺纹孔内的螺纹旋向相反，螺柱的两端分别设置有与两个螺纹孔内螺纹适配的外螺纹，则第一杆段11和第二杆段13同样可以通过该螺柱连接固定。

在锥形建筑结构建造时，可以通过张拉设备配合张拉杆7、支撑腹杆8及各节杆拉动主杆1，进而使得主杆1朝向锥体结构内部发生变形，以使主杆1内产生预应力。张拉设备为现有技术中成熟的产品，下面结合一种张拉设备描述如何实现对张拉结构中的张拉杆及节杆的张拉。

如图6所示，在安装张拉设备之前，先在第一杆段11上旋装一个第一螺套14，在第二杆段13上旋装一个第二螺套15，第一螺套14内设有与第一杆段11上的第一螺纹适配的内螺纹，第二螺套15内设有与第二杆段13上的第二螺纹适配的内螺纹；张拉设备包括第一卡板16和第二卡板17，第一卡板16上设有第一卡槽(图中未示出)，第一卡板16通过第一卡槽卡装在第一杆段11上且与第一螺套14贴合，第二卡板17上设有第二卡槽(图中未示出)，第二卡板17通过第二卡槽卡装在第二杆段13上且与第二螺套15贴合，第一卡板16和第二卡板17位于第一螺套14和第二螺套15相背的两侧；第一卡板16和第二卡板17上穿装有两个调节杆18，调节杆18的两端设有外螺纹，且分别旋装有一个锁定螺母19，调节杆18上穿装有一个穿心千斤顶20，位于第二卡板17一端的锁定螺母19与第二卡板17背向第一卡板16的侧面贴合，位于第一卡板16一端的锁定螺母19将穿心千斤顶20压紧在第一卡板16背向第二卡板17的侧面上；在张拉设备安装后，两个调节杆18分别位于张拉杆7的两侧，且两个调节杆18的轴线与张拉杆7的轴线共面。第一卡板16沿调节杆18的轴向未被约束时，可以相对调节杆18沿调节杆18的轴向移动；第二卡板17沿调节杆18的轴向未被约束时，可以相对调节杆18沿调节杆18的轴向移动。

将张拉设备安装在张拉杆7上后，启动两个穿心千斤顶20，两个穿心千斤顶20的顶推使得第一卡板16产生朝向第二卡板17运动的趋势，因为第一卡板16被第一螺套14挡止，第二卡板17被第二螺套15挡止，所以第二杆段13能够产生朝向第一杆段11运动的趋势，同时旋转连接套筒12，则可使第一杆段11和第二杆段13逐渐相互靠近，因为第一杆段11与底端分段杆4铰接，所以实际为第二杆段13逐渐靠近第一杆段11，在第二杆段13靠近第一杆段11的过程中，第二杆段13能够带动各支撑腹杆8向下摆动，同时各节杆会拉动主杆1向锥体结构内部发生变形，进而使得主杆1内部产生预应力，同时张拉杆7和各节杆内也会产生预应力；因为连接套筒12始终与第一杆段11和第二杆段13螺纹连接，所以最终穿心千斤顶20停止动作时，连接套筒12也同时锁定第一杆段11和第二杆段13，进而相当于将主杆1的变形锁住，使得主杆1内产生的预应力长久存在；主杆1对应的张拉结构中张拉杆7和节杆张拉完成后，将张拉设备卸下即可。

为了提高该锥形建筑结构的整体性，进而提高该锥形建筑结构的结构强度，如图2和图5所示，对应于同一第一固定组件的各支撑腹杆8中，任意相邻两支撑腹杆8之间均设置一个加强杆21，加强杆21的两端分别与对应的两支撑腹杆8铰接，且铰接在支撑腹杆8远离主杆1的端部，加强杆21与支撑腹杆8的铰接轴线水平延伸，且铰接轴线的延伸方向垂直于加强杆21的延伸方向，与同一第一固定组件对应的各加强杆21一起围成环状结构，环状结构将各支撑腹杆8连接在一起，从而提高了锥形建筑结构的整体性。设置在第一支撑腹杆之间的加强杆21为第一加强杆，设置在第二支撑腹杆之间的加强杆21为第二加强杆。

如图2和图5所示，相邻两支撑腹杆8之间具有一个支撑间隔，各支撑间隔内均设有一个辅助支撑腹杆22，辅助支撑腹杆22的一端铰接在与一个支撑腹杆8铰接的主杆1上，另一端铰接在另一个支撑腹杆8远离主杆1的端部，辅助支撑腹杆22与主杆1的铰接轴线水平延伸，且其延伸方向垂直于辅助支撑腹杆22的延伸方向，辅助支撑腹杆22与支撑腹杆8的铰接轴线水平延伸，且其延伸方向垂直于辅助支撑腹杆22的延伸方向；相邻支撑间隔内的辅助支撑腹杆22均铰接在同一个主杆1上，或者均铰接在同一个支撑腹杆8上。

如图1所示，在底端分段杆4的下端还焊接固定有一个支架23，在各支架23的上端对应部位焊接固定有一个第一固定组件，支架23具有两个支腿，支架23通过两个支腿与使用该锥形建筑结构的建筑上对应的结构焊接固定。

本发明所提供的锥形建筑结构的施工方法的实施例：

该施工方法包括以下步骤：

1)将各支架焊接固定在使用该锥形建筑结构的建筑对应的结构上，在支架上端对应部位焊接第一固定组件。

2)将各底端分段杆焊接固定在对应的各支架上，在各底端分段杆的对应部位安装支撑腹杆、加强杆、辅助支撑腹杆和张拉杆。

3)将最靠近底端分段杆的各中间分段杆焊接固定在对应的各底端分段杆上，在中间分段杆上的对应部位安装支撑腹杆、加强杆、辅助支撑腹杆和节杆。

4)逐层将其余各中间分段杆焊接固定，焊接完一层中间分段杆后再焊接另一层中间分段杆，且每焊接完一层中间分段杆，均安装对应的支撑腹杆、加强杆、辅助支撑腹杆和节杆，直至所有中间分段杆焊接完成，且对应的支撑腹杆、加强杆、辅助支撑腹杆和节杆安装完成；需要注意的是，无支撑腹杆、加强杆和辅助支撑腹杆的则不安装即可。

5)将顶端分段杆焊接固定在最上层的各中间分段杆上，并将各顶端分段杆的上端焊接固定在一起。

6)将各第二固定杆焊接固定在相邻主杆之间。

7)将各第一固定杆焊接固定在相邻主杆之间，需要注意的时，第一固定杆安装位置有第二固定杆时，提前将第一固定杆打断，然后将第一固定杆焊接固定，第一固定杆与第二固定杆的交叉位置断开的端头与第二固定杆焊接固定。

8)使用张拉设备对各张拉结构中的张拉杆和节杆进行张拉。

根据主杆的数量制定对各张拉结构中的张拉杆和节杆进行张拉的方案，方案主要分为两种：I、同时对所有的主杆对应的张拉结构中的张拉杆和节杆进行张拉，即准备与主杆的数量相同的张拉设备，各张拉设备分别安装在各主杆对应的张拉杆上，同时对各张拉杆施力，进而实现同时对所有的张拉结构中的张拉杆和节杆进行张拉；I I、根据主杆的数量，将各主杆分成多组，每组包括N个主杆，N为2的倍数，各组中的N个主杆环绕锥体结构的中心线均布，张拉时，首先选择任一组主杆，同时对该组中各主杆对应的张拉结构中的张拉杆和节杆进行张拉，该组主杆对应的张拉结构中的张拉杆和节杆张拉完成后，按逆时针或顺时针顺序选择相邻的另一组主杆同时进行张拉，直至完成所有主杆对应的张拉结构中张拉杆和节杆的张拉。

下面结合附图对方案I I进行说明，如图7所示，图示为锥形建筑结构中各主杆对应的张拉杆的布置示意图，主杆有24个，对应的张拉杆也有24个，将主杆分成6组，每组4个，对应的每组中的张拉杆也为4个。如图所示，4个张拉杆a构成一组且4个张拉杆a环绕锥体结构的中心线均布，4个张拉杆b构成一组且4个张拉杆b环绕锥体结构的中心线均布，4个张拉杆c构成一组且4个张拉杆c环绕锥体结构的中心线均布，4个张拉杆d构成一组且4个张拉杆d环绕锥体结构的中心线均布，4个张拉杆e构成一组且4个张拉杆e环绕锥体结构的中心线均布，4个张拉杆f构成一组且4个张拉杆f环绕锥体结构的中心线均布。

准备4个张拉设备，先将张拉设备固定在4个张拉杆a上，同时对4个张拉杆a及对应的节杆进行张拉，然后将张拉设备固定在4个张拉杆b上，同时对4个张拉杆b及对应的节杆进行张拉，如此逆时针转动，依次进行，直至将4个张拉杆f及对应的节杆张拉完成，至此完成对所有主杆对应的张拉结构中的张拉杆和节杆的张拉；当然，在对4个张拉杆a及对应的节杆张拉完成后，也可以顺指针转动，对4个张拉杆f及对应的节杆进行张拉，依次进行，直至将4个张拉杆b及对应的节杆张拉完成为止，同样可以使用。

上述锥形建筑结构的实施例中，张拉杆和各节杆一起配合张拉设备进行张拉。在其他实施例中，各节杆也可以被其他结构代替，如可以为一整段预应力索，预应力索为柔性的绳索，其上端固定在最靠上的中间分段杆上，各支撑腹杆上设有供预应力索穿过的穿孔，预应力索的下端与张拉杆的第二杆段固定连接，最靠上的支撑腹杆和最靠下的支撑腹杆为预应力索提供改变方向的支撑点，则在张拉设备对张拉杆施力时，张拉杆中的第二杆段能够拉动预应力索，进而拉动主杆朝向锥体结构的内部变形；用预应力索替换节杆，虽然也能够使主杆内产生预应力，但是，预应力索需要在各主杆对应的所有中间分段杆安装完成且对应的所有支撑腹杆安装完成后才能安装，而各节杆可以在对应高度的中间分段杆及支撑腹杆安装完成后即可安装，非常方便。锥形建筑结构还可以通过其他的形式实现张拉，如可以对应每个主杆设置一个预应力索，预应力索的上端固定在主杆的上部(如最上端的中间分段杆上)，预应力索的下端固定在一个张拉杆上，张拉杆的结构与上述实施例中张拉杆的结构相同，然后将张拉杆的第一杆段铰接在使用该锥形建筑结构的建筑的屋顶上，则通过张拉设备对张拉杆施力时，同样可以实现拉动主杆朝向锥体结构的内部变形；当然，虽然这种方式同样可以使主杆内产生预应力，但是张拉杆的下端铰接在建筑的屋顶上，会占用锥形建筑结构内的使用空间，从而降低锥形建筑结构的有效使用空间。

上述锥形建筑结构的实施例中，连接杆包括多个节杆。在其他实施例中，连接杆也可以仅为一个连续的杆，主杆上仅对应一个第一固定组件设置支撑腹杆，连接杆的上端铰接在最靠上的中间分段杆上，连接杆的下端铰接在支撑腹杆上，张拉杆的第二杆段铰接在支撑腹杆上，第一杆段铰接在底端分段杆上，则通过张拉设备对张拉杆施力时，同样可以实现拉动主杆朝向锥体结构的内部产生变形。

上述锥形建筑结构的实施例中，第二杆段与最靠下的连接节杆通过支撑腹杆间接铰接在一起。在其他实施例中，第二杆段、最靠下的连接节杆和对应的支撑腹杆也可以通过一个转轴直接铰接在一起，转轴的轴线水平延伸，转轴的延伸方向垂直于支撑腹杆的延伸方向，同样可以使用。

上述锥形建筑结构的实施例中，相邻节杆通过支撑腹杆间接铰接在一起，在其他实施例中，相邻节杆与对应的支撑腹杆也可以通过一个转轴直接铰接在一起，转轴的轴线水平延伸，转轴的延伸方向垂直于支撑腹杆的延伸方向，同样可以使用。

上述锥形建筑结构的实施例中，各相邻的支撑腹杆之间设有加强杆。在其他实施例中，相邻的支撑腹杆之间也可以不设置加强杆，同样可以使用。

上述锥形建筑结构的实施例中，第一固定组件设有多组，底端分段杆上和各中间分段杆上均设有第一固定组件。在其他实施例中，第一固定组件也可以仅设置在一组，该组第一固定组件可以设置在底端分段杆上，也可以设置在任意的一层中间分段杆上，同样可以使用；当然，对应的，一些支撑腹杆与主杆的铰接位置就不存在第一固定组件，只要保证支撑腹杆与主杆铰接即可。

上述锥形建筑结构的实施例中，锥形建筑结构还包括第二固定组件。在其他实施例中，也可以不设置第二固定组件，同样可以使用。

上述锥形建筑结构的实施例中，第一固定杆与主杆之间焊接固定，第一固定杆与第二固定杆之间焊接固定，第二固定杆与主杆之间焊接固定。在其他实施例中，第一固定杆与主杆之间、第一固定杆与第二固定杆之间、第二固定杆与主杆之间也可以通过其他方式固定连接，如通过螺栓紧固连接，同样可以使用。

上述锥形建筑结构的施工方法的实施例中，方案I I中将各主杆分成6组，每组包括4个主杆。在其他实施例中，也可以将各主杆分成其他数量的组数，各组也可以包括2个、3个、6个或者更多个主杆，只要各组中的所有主杆能够环绕锥体结构的中心线均布即可。当然，锥形建筑结构中主杆的数量也不一定是24个，可以是其他数量，根据具体情况选择具体的方案即可。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种锥形建筑结构，其特征在于，包括：

主体，包括多个主杆，各所述主杆倾斜设置而围成上细下粗的锥体结构，各所述主杆环绕所述锥体结构的中心线均布；

第一固定组件，包括多个第一固定杆，各所述第一固定杆环绕所述锥体结构的中心线排布，各所述第一固定杆的两端分别与相邻的所述主杆固定连接；

张拉结构，用于拉动各所述主杆向所述锥体结构内部变形而使各所述主杆内产生预应力；

第二固定组件，所述第二固定组件包括多个第二固定杆，各所述第二固定杆的两端分别与相邻的所述主杆固定连接，所述第二固定杆的延伸方向与所述第一固定杆的延伸方向交叉；

所述张拉结构设有多个且与所述主杆一一对应，所述张拉结构设于所述锥体结构的内部，所述张拉结构包括张拉杆和连接杆，所述张拉杆包括顺次螺纹连接的第一杆段、螺纹连接件和第二杆段，所述第一杆段和所述第二杆段同轴设置，所述第一杆段上设有与所述螺纹连接件配合的第一螺纹，所述第二杆段上设有与所述螺纹连接件配合的第二螺纹，所述第一螺纹和所述第二螺纹的旋向相反，所述第一杆段和所述第二杆段之间具有供两者相互靠近的移动空间，所述第一杆段与对应的所述主杆铰接，所述第二杆段与所述连接杆铰接，所述连接杆还与对应的所述主杆铰接，所述第二杆段与所述连接杆的铰接点与对应的所述主杆之间设有第一支撑腹杆，所述第一支撑腹杆的一端与所述主杆铰接，所述第一支撑腹杆的另一端分别与所述第二杆段和所述连接杆铰接。

2.根据权利要求1所述的锥形建筑结构，其特征在于，相邻两所述第一支撑腹杆之间设有第一加强杆，所述第一加强杆的两端分别与两所述第一支撑腹杆铰接。

3.根据权利要求1所述的锥形建筑结构，其特征在于，所述连接杆包括多个顺次铰接的节杆，所述连接杆通过位于其一端的所述节杆与所述主杆铰接，所述连接杆通过位于其另一端的所述节杆与所述第二杆段铰接；相邻所述节杆的铰接点与对应的所述主杆之间设有第二支撑腹杆，所述第二支撑腹杆的一端与所述主杆铰接，另一端分别与对应的两所述节杆铰接。

4.根据权利要求3所述的锥形建筑结构，其特征在于，位于同一高度且沿所述锥体结构的周向排布的各所述第二支撑腹杆中，相邻两所述第二支撑腹杆之间设有第二加强杆，所述第二加强杆的两端分别与两所述第二支撑腹杆铰接。

5.根据权利要求3或4所述的锥形建筑结构，其特征在于，所述第一固定组件设有多组，多组所述第一固定组件沿上下方向间隔排布；所述第一支撑腹杆和所述第二支撑腹杆与所述主杆铰接的位置均设有所述第一固定组件。

6.根据权利要求3或4所述的锥形建筑结构，其特征在于，位于同一高度且沿所述锥体结构的周向排布的各所述第二支撑腹杆中，相邻两所述第二支撑腹杆之间设有辅助支撑腹杆，所述辅助支撑腹杆的一端铰接在与一个所述第二支撑腹杆铰接的所述主杆上，所述辅助支撑腹杆的另一端铰接在另一个所述第二支撑腹杆上。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的锥形建筑结构，其特征在于，相邻两所述第一支撑腹杆之间设有辅助支撑腹杆，所述辅助支撑腹杆的一端铰接在与一个所述第一支撑腹杆铰接的所述主杆上，所述辅助支撑腹杆的另一端铰接在另一个所述第一支撑腹杆上。

8.一种用于上述权利要求1-7中任一项所述的锥形建筑结构的施工方法，其特征在于，使用张拉设备同时对所有主杆对应的张拉杆施力，以使各所述张拉杆中的第一杆段和第二杆段相互靠近；或者，将各所述主杆分为数量相同的多组，每组中的各所述主杆环绕锥体结构的中心线均布，使用张拉设备同时对一组主杆对应的所述张拉杆施力，以使各所述张拉杆中的第一杆段和第二杆段相互靠近，一组主杆对应的张拉杆施力结束后，按逆时针或顺时针顺序对相邻一组主杆对应的张拉杆施力，如此重复，直至完成对所有所述张拉杆的施力。

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