CN201502119U - 弦支筒壳结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弦支筒壳结构，由一个柱面网壳和竖向撑杆、环向索、对角线索组成，其中竖向撑杆上端和柱面网壳对应的节点铰接，竖向撑杆下端由对角线索与柱面网壳的下一环节点连接，同一环的撑杆下端由环向索连接在一起，使得整个结构形成一个空间受力自平衡结构。能充分发挥上部柱面网壳良好的受压性能和索体高强受拉性能，提高了结构的刚度和稳定性，结构简单、效能较高。适用于中小跨度、大柱距的的轻型屋盖，可以形成多连跨、多柱距的建筑结构，可普遍应用于一般的工业与民用建筑，尤其适用于展览馆、火车站等。

Description

弦支筒壳结构

技术领域

本实用新型涉及一种建筑钢结构技术，尤其涉及一种弦支筒壳结构。

背景技术

弦支结构为目前常用的建筑结构，现有技术中的结构体系包括单向张弦梁(桁架)、双向张弦梁(桁架)、空间张弦梁(桁架)，弦支网壳、弦支穹顶等。

其中，弦支穹顶、空间张弦梁(桁架)结构主要用于周边支承时圆形或椭圆形轻型大跨度屋盖；弦支网壳主要用于长边支承的圆柱面轻型大跨度屋盖；双向张弦桁架梁(桁架)用于矩形周边支撑的轻型大跨度屋盖；单向张弦梁主要用于中小跨度且柱距较小时的平面或曲面轻型屋盖；单向张弦桁架主要用于大跨度且柱距较小时的曲面轻型屋盖

上述现有技术至少存在以下缺点：

网架或桁架结构用于中小跨度(15m≤l₁≤60m)大柱距(15m≤l₁≤60m)时候，杆件多而杂乱、结构美观性欠缺、网架或桁架厚度较大、结构效能较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、效能较高的弦支筒壳结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的弦支筒壳结构，包括柱面网壳，所述柱面网壳的下方设有弦支结构，所述弦支结构包括至少一道环向索，每一道环向索设有多根竖向撑杆；

所述竖向撑杆的上端与所述柱面网壳对应的节点铰接，所述多根竖向撑杆的下端通过所述环向索相互连接；

所述竖向撑杆的下端通过对角线索与所述柱面网壳的下一环节点连接。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的弦支筒壳结构，由于柱面网壳下方的弦支结构包括至少一道环向索，每一道环向索设有多根竖向撑杆；竖向撑杆的上端与柱面网壳对应的节点铰接，下端通过环向索相互连接；竖向撑杆的下端通过对角线索与柱面网壳的下一环节点连接。可以使上部柱面网壳良好的受压性能和下部索体高强受拉性能充分发挥，结构简单、效能较高。

附图说明

图1为本实用新型弦支筒壳结构的轴测示意图；

图2为本实用新型弦支筒壳结构的平面示意图；

图3为本实用新型中上部柱面网壳的平面示意图；

图4为本实用新型弦支筒壳结构的立面示意图；

图5为本实用新型中下部弦支结构的布置示意图；

图6a为本实用新型中竖向撑杆下端节点构造立面示意图；

图6b为本实用新型中竖向撑杆下端节点构造平面示意图；

图7为本实用新型中竖向撑杆上端节点构造示意图。

具体实施方式

本实用新型的弦支筒壳结构，其较佳的具体实施方式是，包括柱面网壳，所述柱面网壳的下方设有弦支结构，所述弦支结构包括至少一道环向索，每一道环向索设有多根竖向撑杆；所述竖向撑杆的上端与所述柱面网壳对应的节点铰接，所述多根竖向撑杆的下端通过所述环向索相互连接；所述竖向撑杆的下端通过对角线索与所述柱面网壳的下一环节点连接。可以使上部柱面网壳良好的受压性能和下部索体高强受拉性能充分发挥，结构简单、效能较高。

所述柱面网壳可以为单层柱面网壳，也可以为双层柱面网壳，也可以是其它的柱面网壳。

所述环向索可以呈环状方形布置，方形的四角分别设有一根竖向撑杆。也可以是三角形、或其它多边形布置。

所述竖向撑杆的上端与所述柱面网壳对应的节点之间可以采用铰接连接。

具体弦支结构可以包括2～5道环向索，如包括3道环向索。

该弦支筒壳结构的跨距和柱距可以分别为15～60m；跨距与柱距之比可以为0.5～2。

该弦支筒壳结构可以有多个，多个弦支筒壳结构之间相互连接形成多连跨。

具体实施例：

对于中小跨度大柱网建筑，如大型展览馆，其屋盖单跨跨度满足15m≤l₁≤60m，柱距满足15m≤l₂≤60m，且0.5≤l₁/l₂≤2。

如图1、图2、图3所示，其单跨跨度l₁＝36m，l₂＝36m，l₁/l₂＝1，长度为N*36，宽度方向为M*36(N、M为自然数)。它是由一个柱面网壳和竖向撑杆、环向索、对角线索组成。

如图4、图5、图6a、图6b、图7所示，每个单元(36mx36m)设置3道环索2，每一个单元中每两个环索2相交处设置竖向撑杆1共12根(图4、图5)，对角线索3一端与竖向撑杆1下端相连(图6a、图6b)，另一端与外道环索2的竖向撑杆1对应的上部柱面网壳7的节点相连(图7)，支座处为铰接节点，结构整体为自平衡体系。节点处还设有耳板4、调节器5、加强筋6等用于连接、调节、加强的部件。

本实用新型弦支筒壳结构的工作状态必然出现两个最基本状态，即建立预应力的工作状态(成型态)和屋盖安装完成后，承受结构自重和屋面各种设计荷载的工作状态(荷载态)，这两种工作状态的变形与内力叠加，即形成屋盖在正常使用情况下变形和内力。当结构对索进行张拉建立预应力时(成型态)，钢索自平衡体系产生与竖向荷载作用产生向下变形的反变形，从而使网格结构各杆内力反号内力或减小，从而使结构在正常工作状态(成型态+荷载态＝使用态)达到节省用钢量，降低造价低的目的。体现此类新型弦支结构在弧形中小跨度(15m≤l₁≤60m)大柱距(15m≤l₂≤60m)且0.5≤l₁/l₂≤2建筑领域的优势。

本实用新型是基于张拉整体思想的一种高效能结构体系，它将两种不同类型的结构进行巧妙组合，使得整个结构形成一个空间受力自平衡结构。能充分发挥上部柱面网壳良好的受压性能和索体高强受拉性能，提高了结构的刚度和稳定性，可以更合理、更经济、更美观地跨越更大的空间。

由于结构为自平衡结构，使得结构对边界约束的要求大大降低。通过对拉索施加预应力，上部柱面网壳将产生与荷载作用反向的变形和内力，从而使结构在荷载作用下，上部柱面网壳的相对变形更小，使其具有更大的变形储备。上部柱面网壳良好的受压性能和索体高强受拉性能，使钢材利用更加充分，结构自重和造价将因此降低，同时克服了采用网架或桁架结构杆件杂乱、结构美观欠缺的不足，使得结构更加轻盈美观，实现了建筑和结构的完美结合。

本实用新型适用于中小跨度(15m≤l₁≤60m)大柱距(15m≤l₂≤60m)且0.5≤l₁/l₂≤2的弧形轻型屋盖，可以形成多连跨、多柱距的建筑结构，可普遍应用于一般的工业与民用建筑，尤其适用于展览馆、火车站等。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弦支筒壳结构，包括柱面网壳，所述柱面网壳的下方设有弦支结构，其特征在于，所述弦支结构包括至少一道环向索，每一道环向索设有多根竖向撑杆；

所述竖向撑杆的上端与所述柱面网壳对应的节点铰接，所述多根竖向撑杆的下端通过所述环向索相互连接；

所述竖向撑杆的下端通过对角线索与所述柱面网壳的下一环节点连接。

2.根据权利要求1所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述柱面网壳为单层柱面网壳。

3.根据权利要求1所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述柱面网壳为双层柱面网壳。

4.根据权利要求1所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述环向索呈环状方形布置，方形的四角分别设有一根竖向撑杆。

5.根据权利要求1所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述竖向撑杆的上端与所述柱面网壳对应的节点之间采用铰接连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述弦支结构包括2～5道环向索。

7.根据权利要求6所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述弦支结构包括3道环向索。

8.根据权利要求6所述的弦支筒壳结构，其特征在于，该弦支筒壳结构的跨距和柱距分别为15～60m。

9.根据权利要求8所述的弦支筒壳结构，其特征在于，所述跨距与柱距之比为0.5～2。

10.根据权利要求1至5任一项所述的弦支筒壳结构，其特征在于，该弦支筒壳结构有多个，多个弦支筒壳结构之间相互连接形成多连跨。

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