CN201649393U - 一种斜拉弦支穹顶 - Google Patents

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郭佳民
刘文白
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Abstract

本实用新型公开了一种斜拉弦支穹顶，由单层网壳、支座以及索杆系统组成；其中，索杆系统由斜拉索杆系统与弦支索杆系统组成，主要包括上部撑杆、上部斜拉索、上部环索、下部撑杆、下部斜拉索与下部环索；且最外层弦支索杆系统上的下部斜索与单层网壳以及上部斜拉索相连。本实用新型构造简单、受力合理、造型美观；最外一圈的弦支索杆改为斜拉索杆的形式，有效地避免了已有弦支穹顶结构索杆布置易受建筑功能限制的缺陷，同时也可加强外部悬挑部分的刚度，使结构受力更为合理；上部环索确保了上部撑杆在环向平面内的稳定性，跨中下部的弦支部分有效地加强了结构的刚度，并在不影响结构净空的前提下，提高了结构的整体稳定性。

Description

一种斜拉弦支穹顶
技术领域
本实用新型涉及建筑领域，特别涉及一种可以有效保证结构刚度与稳定性的斜拉弦支穹顶。
背景技术
经过最近几十年的发展，各种类型的大跨空间结构在世界各国都得到了广泛应用，并且涌现出了许多新的结构形式和造型，形成了各具特色的多样化结构体系。其中杂交结构作为一种非常灵活的结构形式，充分融合了各种结构的优点，可更加经济和合理地跨越更大的跨度，比如组合网架就是充分发挥混凝土受压、钢材受拉的合理结构形式。
随着张力结构的出现，使得传统刚性结构和柔性结构结合形成新的结构体系成为可能。如1993年日本法政大学的川口卫教授提出了由单层球面网壳和去掉上层索的索穹顶结构组成的一种合理的新型杂交空间结构形式——弦支穹顶结构，与单层网壳相比，弦支穹顶结构具有更高的刚度和稳定性；与索穹顶相比，它缓解了周边环梁的强大压力，降低了结构的施工难度。弦支穹顶在20世纪90年代一经提出，便在工程中得到了应用。
但随着建筑结构功能的不断提升与建筑外观造型的进一步复杂化，弦支穹顶在一些特殊建筑中的应用受到一定的约束。其一表现在，当弦支穹顶结构应用在体育馆等公共建筑时，其最外层撑杆的高度就会受到体育馆看台的影响，撑杆太高则下部索杆会影响看台上观众的视线，撑杆太低则结构需要施加较大的预应力，造成结构施工难度的增加；其二表现在，当整个屋盖外边缘有较大跨度的悬臂挑檐时，对于挑檐部分仍需做特殊处理。鉴于上述两点，本实用新型提出了一种斜拉弦支穹顶，来避免弦支穹顶结构使用过程中出现的这些问题。
实用新型内容
本实用新型主要提供一种斜拉弦支穹顶，以解决现有弦支穹顶结构在实际使用过程中出现的多种缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
一种斜拉弦支穹顶，包括安装在上部的单层网壳与安装在相应节点处的支座，所述穹顶还包括安装在单层网壳上起支撑作用的斜拉弦支索杆系统；所述斜拉弦支索杆系统由弦支索杆系统与斜拉索杆系统组成，所述弦支索杆系统包括下部撑杆、下部斜拉索与下部环索，所述斜拉索杆系统包括上部撑杆、上部斜拉索与上部环索；所述上部撑杆上端与上部斜拉索以及上部环索相连，下端与用于安装所述支座的节点相连；所述下部撑杆上端与所述单层网壳相连、下端与下部斜拉索以及下部环索相连；所述下部斜拉索还与外面相邻层索杆支架上的下部撑杆顶端以及单层网壳相连；所述最外层弦支索杆系统的下部斜索还与所述单层网壳以及上部斜拉索相连。
本实用新型结构简单、受力合理、造型美观、索杆系统布置灵活；而且，由于将最外一圈的弦支索杆系统改为斜拉索杆系统，有效地避免了原有弦支穹顶结构最外层撑杆高度易受建筑功能要求限制的缺陷，同时也可加强悬挑部分的刚度，使结构受力更为合理；在结构中，上部环索确保了上部撑杆在环向平面内的稳定性，而跨中下部的弦支部分有效地加强了结构的刚度，并在不影响结构净空的前提下，提高了结构的整体稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型的结构简图。
图2为本实用新型的俯视图。
图3为本实用新型中索杆系统的结构简图。
图4为本实用新型在图2中A-A位置处的结构剖视图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
本实用新型为一种斜拉弦支穹顶，主要是用于解决目前所使用的弦支穹顶结构在实际使用过程中表现出的缺陷，从而达到在保证弦支穹顶结构刚度与稳定性能的基础上，有效避免索杆布置对建筑功能影响的目的。
如图1与图2所示，本实用新型为一种斜拉弦支穹顶的简图，本实用新型主要是在现有弦支穹顶结构的基础上，进行必要的改良与改进。在结构的设计上，本实用新型的整个结构体系，主要由单层壳体1、索杆系统2以及支座3组成。
如图3与图4所示，整个索杆系统2为一种斜拉弦支索杆系统，由斜拉索杆系统与弦支索杆系统组成，其中，包括斜拉索杆系统中的上部斜拉索21、上部环索22与上部撑杆23以及弦支索杆系统中的下部斜拉索24、下部撑杆25与下部环索26。在安装时，上部撑杆23可向外倾斜也可竖直向上，其下端与单层网壳1上用于安装支座3的节点相连，上端与上部斜拉索21、上部环索22连接。下部撑杆25上端与单层网壳1相连，下端与下部斜拉索24、下部环索26连接。下部斜拉索24上端与外侧相邻索杆层上的下部撑杆25顶端以及单层网壳1相连，且安装在索杆系统2中最外层的下部斜拉索24与单层网壳1以及上部斜拉索23相连。至于安装在索杆系统2中每一层上的上部环索22与下部环索26均封闭连接在同一平面内。
在整个索杆系统2的安装时，上部撑杆23与下部撑杆25的长短，需要依据实际情况确定，而且每根上部撑杆23与下部撑杆25的长短可以有效调节索杆系统2的使用效率。而且上部撑杆23的倾角大小可依据与其相连的两根上部斜拉索21的受力大小与整个撑杆的标高进行调节。在实际的应用中，整个索杆系统2均需施加预应力，来满足使用要求。
本实用新型具有受力合理、造型美观、索杆系统布置灵活等优点，且可进一步提高结构的跨度；而且，在本实用新型中将最外一圈的弦支索杆改为斜拉索杆的形式，有效地避免了原有弦支穹顶结构最外层撑杆高度易受建筑功能限制的缺陷，同时也可加强悬挑部分的刚度，结构受力更为合理；在结构中，上部环索确保了上部撑杆在环向平面内的稳定性，而跨中下部的弦支部分有效地加强了结构的刚度，并在不影响结构净空的前提下，提高了结构的整体稳定性。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种斜拉弦支穹顶，包括安装在上部的单层网壳与安装在相应节点处的支座，其特征在于，所述穹顶还包括斜拉弦支索杆系统；所述斜拉弦支索杆系统由弦支索杆系统与斜拉索杆系统组成，所述弦支索杆系统包括下部撑杆、下部斜拉索与下部环索；所述斜拉索杆系统包括上部撑杆、上部斜拉索与上部环索；所述上部撑杆上端与上部斜拉索以及上部环索相连，下端与用于安装所述支座的节点相连；所述下部撑杆上端与所述单层网壳相连、下端与下部斜拉索以及下部环索相连；所述下部斜拉索还与外面相邻层弦支索杆上的下部撑杆顶端以及单层网壳相连；所述最外层弦支索杆系统的下部斜索还与所述单层网壳以及上部斜拉索相连。
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