CN112695889A - 一种骨架膜棚结构 - Google Patents

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CN112695889A CN202011643774.8A CN202011643774A CN112695889A CN 112695889 A CN112695889 A CN 112695889A CN 202011643774 A CN202011643774 A CN 202011643774A CN 112695889 A CN112695889 A CN 112695889A
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侯亚委
李庆建
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陈有志
李博
张丹
史丙成
崔禹婷
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Abstract

本发明提供一种骨架膜棚结构，包括：顶棚结构，包括若干主桁架和连接支撑件，所述主桁架呈弧形设置，开口向下，相邻所述主桁架平行且间隔设置，所述连接支撑件连接相邻设置的所述主桁架，并向上方突出设置，相邻所述主桁架间的若干所述连接支撑件沿排列方向呈弧形设置，且与所述主桁架沿同向延伸；承架结构，设置在顶棚结构底侧，与所述主桁架连接，适于支撑所述顶棚结构；膜结构，至少包覆在所述顶棚结构外侧，与所述主桁架和所述连接支撑件贴合设置。这样设置既便于导水又改变了设置在顶棚结构外侧膜结构的受力面积，提高了顶棚结构的结构强度，避免顶棚结构和包覆的膜结构因积水或积雪过多导致的撕裂毁坏，提高骨架膜顶棚结构使用寿命。

Description

一种骨架膜棚结构
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种骨架膜棚结构。
背景技术
在大跨度门式钢结构工程中，屋面桁架的矢高较低，作为膜支撑骨架，屋面拱度较小，导致屋面膜的坡度小，这样设置在雨季时，会在雨水的作用下，使膜单元出现凹陷变形，使得屋面会上存在积水情况，长期作用下会导致膜单元产生塑性变形，影响膜材的使用寿命，在冬季时，北方地区坡度较小的屋面会存在积雪情况，积雪流动性小，积雪在屋面上的厚度会不断增加，在长期作用不但会导致膜单元产生塑性变形，更可能导致膜材撕裂破坏，发生安全隐患。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中膜支撑骨架顶端存在积累雨雪，导致膜材发生变形或破坏的缺陷，从而提供一种骨架膜棚结构。
本发明提供一种骨架膜棚结构，包括：顶棚结构，包括若干主桁架和连接支撑件，所述主桁架呈弧形设置，开口向下，相邻所述主桁架平行且间隔设置，所述连接支撑件连接相邻设置的所述主桁架，并向上方突出设置，相邻所述主桁架间的若干所述连接支撑件沿排列方向呈弧形设置，且与所述主桁架沿同向延伸；
承架结构，设置在顶棚结构底侧，与所述主桁架连接，适于支撑所述顶棚结构；
膜结构，至少包覆在所述顶棚结构外侧，与所述主桁架和所述连接支撑件贴合设置。
主桁架包括：桁架弦结构，包括桁架上弦和两条桁架下弦，呈弧形设置，与所述承架结构连接，所述桁架下弦等高且平行设置于所述桁架上弦下侧，并与所述桁架上弦沿相同方向延伸设置；
若干三角支撑结构，设置在所述桁架弦结构内侧，其沿高度方向的顶端与所述桁架上弦连接，其底边分别连接两条所述桁架下弦。
三角支撑结构沿所述桁架上弦和所述桁架下弦的延伸方向均匀设置。
相邻所述三角支撑结构沿顶端或底边连接设置。
沿顶端连接的相邻所述三角支撑结构，其底边上至少两个相对设置的顶点位置处连接设置有加强弦。
主桁架还包括张拉结构，所述张拉结构设置在所述桁架弦结构下侧，并至少与所述桁架下弦固定连接。
张拉结构包括：张拉弦，设置在所述桁架下弦下侧，其端部与设置在两条所述桁架下弦中部的三角支撑结构固定连接；
若干连接弦，一端连接所述张拉弦，另一端与所述三角支撑结构底边端部连接设置；
固定弦，设置在所述三角支撑结构上，分别与所述张拉弦的端部以及所述三角支撑结构固定。
主桁架中部顶端还突出设置有通风天窗架体，所述通风天窗架体穿过所述膜结构，相邻所述主桁架上的所述通风天窗架体连接设置。
连接支撑件包括：若干联系桁架，呈弧形向上突出，与所述主桁架同形设置，并分别对应连接所述桁架上弦和所述桁架下弦；
若干弧形支撑杆，与所述联系桁架沿相同方向交替排列，并间隔设置，所述弧形支撑杆连接相邻所述主桁架上的桁架上弦。
连接支撑件还包括弧形系连杆，沿所述联系桁架和所述弧形支撑杆中部顶侧设置，与所述主桁架弧度相同。
至少所述主桁架和所述连接支撑件连接方式为相贯焊接。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供一种骨架膜棚结构，包括：顶棚结构，包括若干主桁架和连接支撑件，所述主桁架呈弧形设置，开口向下，相邻所述主桁架平行且间隔设置，所述连接支撑件连接相邻设置的所述主桁架，并向上方突出设置，相邻所述主桁架间的若干所述连接支撑件沿排列方向呈弧形设置，且与所述主桁架沿同向延伸；承架结构，设置在顶棚结构底侧，与所述主桁架连接，适于支撑所述顶棚结构；膜结构，至少包覆在所述顶棚结构外侧，与所述主桁架和所述连接支撑件贴合设置。
通过呈弧形且平行间隔设置的主桁架，以及连接相邻主桁架并呈弧形排列并向上突出设置的连接支撑件，构成呈连续弧形的波浪状顶棚结构，这样设置一方面顶部呈弧形设置，在覆盖膜结构后，由于连接相邻主桁架的连接支撑件向上突出设置，则主桁架的顶部相较两侧的连接支撑件高度较低，形成凹陷，并可以作为排水槽，将积水和积雪导出，提高积水和积雪的流动性，另一方面，导出积水或积雪的排水槽位置为主桁架的顶侧，结构强度较高，此外主桁架和连接支撑件相互连接且同样呈弧形设置，既便于导水又改变了设置在顶棚结构外侧膜结构的受力面积，提高了顶棚结构的结构强度，提升了顶棚结构的承载能力，避免顶棚结构和包覆的膜结构因积水或积雪过多导致的撕裂毁坏，提高骨架膜顶棚结构的使用寿命，减少后期膜材维修及更换次数。
2.本发明提供的骨架膜棚结构，主桁架包括：桁架弦结构，包括桁架上弦和两条桁架下弦，呈弧形设置，与所述承架结构连接，所述桁架下弦等高且平行设置于所述桁架上弦下侧，并与所述桁架上弦沿相同方向延伸设置；若干三角支撑结构，设置在所述桁架弦结构内侧，其沿高度方向的顶端与所述桁架上弦连接，其底边分别连接两条所述桁架下弦。
通过在呈三角轨迹延伸的桁架弦结构，并在其内设置三角支撑结构，连接桁架上弦和桁架下弦，提高了主桁架的结构稳定性，同时桁架下弦等高且设置在桁架下弦下侧，这样设置便于承载沿竖直方向的载荷，提高了对雨雪负荷的承载作用。
3.本发明提供的骨架膜棚结构，沿顶端连接的相邻所述三角支撑结构，其底边上至少两个相对设置的顶点位置处连接设置有加强弦。
通过增设加强弦，进一步提高了三角支撑结构的稳定性，保证了主桁架的结构强度，提高了对负荷的承载能力。
4.本发明提供的骨架膜棚结构，所述主桁架还包括张拉结构，所述张拉结构设置在所述桁架弦结构下侧，并至少与所述桁架下弦固定连接。
通过设置张拉结构，为呈弧形设置的主桁架的下侧提供张拉力，平衡主桁架在受到的顶侧负载，提高了主桁架的稳定性。
5.本发明提供的骨架膜棚结构，所述连接支撑件包括：若干联系桁架，呈弧形向上突出，与所述主桁架同形设置，并分别对应连接所述桁架上弦和所述桁架下弦；若干弧形支撑杆，与所述联系桁架沿相同方向交替排列，并间隔设置，所述弧形支撑杆连接相邻所述主桁架上的桁架上弦。
通过设置与主桁架同形的联系桁架，内置有三角支撑结构且分别连接桁架上弦和桁架下弦，这样设置可以稳定连接相邻的主桁架结构，保证顶棚结构整体的结构强度，同时，配合设置弧形支撑杆，可以支撑膜结构，并与联系桁架交替间隔设置，保证对膜结构支撑的均匀性。
6.本发明提供的骨架膜棚结构，所述连接支撑件还包括弧形系连杆，沿所述联系桁架和所述弧形支撑杆中部顶侧设置，与所述主桁架弧度相同。
通过在联系桁架和弧形支撑杆中部设置弧形系连杆，进一步保证了联系桁架和弧形支撑杆间距及其自身结构的稳定性，避免在外力作用下发生扭曲、晃动或偏移等问题。
7.本发明提供的骨架膜棚结构，至少所述主桁架和所述连接支撑件连接方式为相贯焊接。
通过将连接支撑件两端与主桁架通过相贯焊接，施工方法简便，受力结构稳定，可以有效承载膜结构及雨雪载荷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的实施例中提供的骨架膜棚结构的立体结构示意图；
图2为图1所示的骨架膜棚结构的俯视示意图；
图3为图1所示的骨架膜棚结构的侧视示意图；
图4为图1所示的骨架膜棚结构中相邻主桁架的结构示意图；
图5为图1所示的骨架膜棚结构中主桁架的局部结构示意图；
图6为图1所示的骨架膜棚结构中主桁架的结构示意图；
图7为图4所示的骨架膜棚结构中相邻主桁架另一角度的结构示意图。
附图标记说明：
1－顶棚结构；2－主桁架；3－连接支撑件；4－承架结构；5－通风天窗架体；11－桁架上弦；12－桁架下弦；13－三角支撑结构；14－加强弦；15－张拉结构；151－张拉弦；152－连接弦；153－固定弦；31－联系桁架；32－弧形支撑杆；33－弧形系连杆。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1－图7，本实施例提供一种骨架膜棚结构，包括顶棚结构1、承架结构4和膜结构。
其中顶棚结构1包括若干主桁架2和连接支撑件3，主桁架2呈弧形设置，开口向下，相邻的主桁架2平行并且等间隔设置，作为可变换的实施方式，也可以非均匀间隔设置。连接支撑件3可以连接相邻的主桁架2，并向上方突出设置，相邻的主桁架2间的多个连接支撑件3呈弧形排列，并与主桁架2同向延伸。在本实施例中，连接支撑件3的突出高度高于主桁架2的水平高度，同时连接支撑件3排列的弧度与主桁架2的弧度相同，作为可变换的实施方式，相邻主桁架2间的连接支撑件3的排列弧度也可以与主桁架2不同，如设置有弧度变化的凹凸结构等。
承架结构4设置在顶棚结构1底侧，与主桁架2连接，承架结构4的具体结构不做限制，在本实施例中，与主桁架2同形设置，并与主桁架2固定连接，可以支撑顶棚结构1。此外，顶棚整体呈弧形面设置，沿其长度方向的两侧，可以根据实际需求设置框架支撑结构或门架结构。
膜结构，至少包覆在顶棚结构1外侧，与主桁架2和连接支撑件3贴合设置，在本实施例中，膜结构完全包覆在顶棚结构1和承架结构4外侧，作为可变换的实施方式，膜结构可以仅覆盖在顶棚结构1外侧。
通过呈弧形且平行间隔设置的主桁架2，以及连接相邻主桁架2并呈弧形排列并向上突出设置的连接支撑件3，构成呈连续弧形的波浪状顶棚结构1，这样设置一方面顶部呈弧形设置，在覆盖膜结构后，由于连接相邻主桁架2的连接支撑件3向上突出设置，则主桁架2的顶部相较两侧的连接支撑件3高度较低，形成凹陷，并可以作为排水槽，将积水和积雪导出，提高积水和积雪的流动性，另一方面，导出积水或积雪的排水槽位置为主桁架2的顶侧，结构强度较高，此外主桁架2和连接支撑件3相互连接且同样呈弧形设置，既便于导水又改变了设置在顶棚结构1外侧膜结构的受力面积，提高了顶棚结构1的结构强度，提升了顶棚结构1的承载能力，避免顶棚结构1和包覆的膜结构因积水或积雪过多导致的撕裂毁坏，提高骨架膜顶棚结构1的使用寿命，减少后期膜材维修及更换次数。
主桁架2包括桁架弦结构和三角支撑结构13。
桁架弦结构，呈圆弧形设置，与承架结构4连接，包括桁架上弦11和两条桁架下弦12，两条桁架下弦12设在相同水平高度上，同时平行设置在桁架上弦11下侧，并与桁架上弦11沿相同方向延伸，在本实施例中，相邻的桁架上弦11和桁架下弦12，以及相邻的桁架下弦12等距设置，沿垂直截面呈等边三角形。这样设置可以较为均匀的分散主桁架2的载荷，提高主桁架2的承载能力。作为可变换的实施方式，相邻的桁架上弦11和桁架下弦12，以及相邻的桁架下弦12可以非等距设置，如沿垂直于桁架弦延伸方向的垂直截面呈等腰三角形，或其三个顶点距离均不相等。
若干三角支撑结构13，包括三条支撑弦结构，设置在桁架弦结构内侧，其沿高度方向的顶端与桁架上弦11连接，其底边分别连接两条桁架下弦12。
通过在呈三角轨迹延伸的桁架弦结构，并在其内设置三角支撑结构13，连接桁架上弦11和桁架下弦12，提高了主桁架2的结构稳定性，同时桁架下弦12等高且设置在桁架下弦12下侧，这样设置便于承载沿竖直方向的载荷，提高了对雨雪负荷的承载作用。
在本实施例中，三角支撑结构13沿桁架上弦11和桁架下弦12的延伸方向均匀设置。这样设置使得主桁架2的结构强度更加均匀。作为可变换的实施方式，三角支撑结构13也可以沿桁架上弦11和桁架下弦12的延伸方向呈非均匀设置。
在本实施例中，相邻的三角支撑结构13沿顶端或底边连接设置，具体为共用同一顶点或共用同一底边。这样设置使得三角支撑结构13排列更加紧密，对材料利用率更高。
沿顶端连接的相邻三角支撑结构13，其底边上至少两个相对设置的顶点位置处连接设置有加强弦14。在本实施例中，沿顶端连接的两个相邻的三角支撑结构13间设置一条加强弦14，且不同加强弦14间端部相连。作为可变换的实施方式，沿顶端连接的两个相邻的三角支撑结构13间可以设置两条加强弦14。通过增设加强弦14，进一步提高了三角支撑结构13的稳定性，保证了主桁架2的结构强度，提高了对负荷的承载能力。
主桁架2还包括张拉结构15，张拉结构15设置在桁架弦结构下侧，并至少与桁架下弦12固定连接。在本实施例中，张拉结构15与桁架下弦12、桁架上弦11以及三角支撑结构13均连接固定，作为可变换的实施方式，张拉结构15可以仅仅与桁架下弦12固定。通过设置张拉结构15，为呈弧形设置的主桁架2的下侧提供张拉力，平衡主桁架2在受到的顶侧负载，提高了主桁架2的稳定性。
张拉结构15包括张拉弦151、连接弦152和固定弦153。
其中张拉弦151设置在桁架下弦12下侧，其端部与设置在两条桁架下弦12中部的三角支撑结构13的底边固定连接；若干连接弦152一端连接张拉弦151，另一端与三角支撑结构13底边端部连接设置；固定弦153设置在三角支撑结构13上，分别与张拉弦151的端部以及三角支撑结构13固定。
此外，主桁架2中部顶端还突出设置有通风天窗架体5，通风天窗架体5穿过膜结构，相邻主桁架2上的通风天窗架体5连接设置。作为可变换的实施方式，通风天窗架体5也可以不设置。
连接支撑件3包括联系桁架31和弧形支撑杆32。若干联系桁架31呈弧形向上突出，与主桁架2同形设置，并分别对应连接桁架上弦11和桁架下弦12；若干弧形支撑杆32与联系桁架31沿相同方向交替排列，并间隔设置，弧形支撑杆32连接相邻主桁架2上的桁架上弦11。
通过设置与主桁架2同形的联系桁架31，内置有三角支撑结构13且分别连接桁架上弦11和桁架下弦12，这样设置可以稳定连接相邻的主桁架2结构，保证顶棚结构1整体的结构强度，同时，配合设置弧形支撑杆32，可以支撑膜结构，并与联系桁架31交替间隔设置，保证对膜结构支撑的均匀性。
连接支撑件3还包括弧形系连杆33，沿联系桁架31和弧形支撑杆32中部顶侧设置，与主桁架2弧度相同。通过在联系桁架31和弧形支撑杆32中部设置弧形系连杆33，进一步保证了联系桁架31和弧形支撑杆32间距及其自身结构的稳定性，避免在外力作用下发生扭曲、晃动或偏移等问题。
在本实施例中，至少主桁架2和连接支撑件3连接方式为相贯焊接。通过将连接支撑件3两端与主桁架2通过相贯焊接，施工方法简便，受力结构稳定，可以有效承载膜结构及雨雪载荷，作为可变换的实施方式，骨架膜棚结构上的其他结构的连接节点也可以通过相贯焊接固定连接。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种骨架膜棚结构，其特征在于，包括：
顶棚结构(1)，包括若干主桁架(2)和连接支撑件(3)，所述主桁架(2)呈弧形设置，开口向下，相邻所述主桁架(2)平行且间隔设置，所述连接支撑件(3)连接相邻设置的所述主桁架(2)，并向上方突出设置，相邻所述主桁架(2)间的若干所述连接支撑件(3)沿排列方向呈弧形设置，且与所述主桁架(2)沿同向延伸；
承架结构(4)，设置在顶棚结构(1)底侧，与所述主桁架(2)连接，适于支撑所述顶棚结构(1)；
膜结构，至少包覆在所述顶棚结构(1)外侧，与所述主桁架(2)和所述连接支撑件(3)贴合设置。
2.根据权利要求1所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述主桁架(2)包括：
桁架弦结构，包括桁架上弦(11)和两条桁架下弦(12)，呈弧形设置，与所述承架结构(4)连接，所述桁架下弦(12)等高且平行设置于所述桁架上弦(11)下侧，并与所述桁架上弦(11)沿相同方向延伸设置；
若干三角支撑结构(13)，设置在所述桁架弦结构内侧，其沿高度方向的顶端与所述桁架上弦(11)连接，其底边分别连接两条所述桁架下弦(12)。
3.根据权利要求2所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述三角支撑结构(13)沿所述桁架上弦(11)和所述桁架下弦(12)的延伸方向均匀设置。
4.根据权利要求2所述的骨架膜顶棚结构(1)，其特征在于，相邻所述三角支撑结构(13)沿顶端或底边连接设置。
5.根据权利要求4所述的骨架膜棚结构，其特征在于，沿顶端连接的相邻所述三角支撑结构(13)，其底边上至少两个相对设置的顶点位置处连接设置有加强弦(14)。
6.根据权利要求2所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述主桁架(2)还包括张拉结构(15)，所述张拉结构(15)设置在所述桁架弦结构下侧，并至少与所述桁架下弦(12)固定连接。
7.根据权利要求6所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述张拉结构(15)包括：
张拉弦(151)，设置在所述桁架下弦(12)下侧，其端部与设置在两条所述桁架下弦(12)中部的三角支撑结构(13)固定连接；
若干连接弦(152)，一端连接所述张拉弦(151)，另一端与所述三角支撑结构(13)底边端部连接设置；
固定弦(153)，设置在所述三角支撑结构(13)上，分别与所述张拉弦(151)的端部以及所述三角支撑结构(13)固定。
8.根据权利要求2所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述主桁架(2)中部顶端还突出设置有通风天窗架体(5)，所述通风天窗架体(5)穿过所述膜结构，相邻所述主桁架(2)上的所述通风天窗架体(5)连接设置。
9.根据权利要求1－8任一项所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述连接支撑件(3)包括：
若干联系桁架(31)，呈弧形向上突出，与所述主桁架(2)同形设置，并分别对应连接所述桁架上弦(11)和所述桁架下弦(12)；
若干弧形支撑杆(32)，与所述联系桁架(31)沿相同方向交替排列，并间隔设置，所述弧形支撑杆(32)连接相邻所述主桁架(2)上的桁架上弦(11)。
10.根据权利要求9所述的骨架膜棚结构，其特征在于，所述连接支撑件(3)还包括弧形系连杆(33)，沿所述联系桁架(31)和所述弧形支撑杆(32)中部顶侧设置，与所述主桁架(2)弧度相同。
11.根据权利要求1－10任一项所述的骨架膜棚结构，其特征在于，至少所述主桁架(2)和所述连接支撑件(3)连接方式为相贯焊接。
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