CN202672431U - 一种蜂窝型建筑屋盖网格结构 - Google Patents

一种蜂窝型建筑屋盖网格结构 Download PDF

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袁啸天
袁瑞青
王树旗
戴连双
苏清才
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Abstract

本实用新型涉及一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，整体结构为球冠形；蜂窝型建筑屋盖网格结构由多个六边形网格构成，顶部中央是一个水平放置的正六边形网格，其余六边形网格依次环绕顶部中央正六边形网格向外圈和底部扩展；最底层的网格被所述球冠形的底圆截断，球冠形的底圆由多条直线线段沿圆弧连接形成，构成一个由多条网格直线边构成的蜂窝型的单层球冠面网壳；每一条网格直线边都是一根杆件，在所述网格结构上铺设有屋盖面板。本实用新型的有益效果是：造型美观，艺术感强，节点加工简单，施工方便，用钢量较低，综合经济指标高。

Description

一种蜂窝型建筑屋盖网格结构
技术领域
本实用新型属于建筑屋盖结构，尤其涉及一种蜂窝型建筑屋盖网格结构。
背景技术
随着社会的发展，建筑的屋盖也涌现出了许多种新的空间结构形式，其中，单层网壳结构由于结构美观、施工简单和受力合理等优点而得以推广，目前已经提出的单层网壳的结构形式有单层球面网壳、单层柱面网壳、单层椭球面网壳、单层旋转抛物面网壳、单层旋转双曲面网壳、单层圆锥面网壳、单层椭圆抛物面网壳、单层双曲抛物面网壳、单层扭曲面网壳、单层四角锥网壳等十种，在具体应用时，可以根据建筑功能的布置选用适宜的空间结构形式；尽管如此，设计者仍然感觉到现有的屋盖结构形式的选择余地有限，无法满足建筑业日益发展的要求，因此，建筑设计行业需要开发更多的建筑功能强和建筑造型新颖的多样化的建筑屋盖结构。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种蜂窝型建筑屋盖网格结构的技术方案，以实现建筑屋盖造型的新颖性和多样化。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，整体形状为球冠形，由多个六边形网格构成，顶部中央是一个水平放置的正六边形网格，其余六边形网格依次环绕所述顶部中央正六边形网格向外圈和底部扩展；最底层的网格被球冠形的底圆截断，球冠形的底圆由多条直线线段沿圆弧连接形成，构成一个由多条网格直线边构成的蜂窝型的单层球冠面网壳；每一条网格直线边都是一根杆件，在网格结构上铺设有屋盖面板。
网格结构在水平面上的投影是形状相同的正六边形网格。
网格结构每个节点上连接有三根杆件，网格结构的节点采用螺栓球棍结构或焊接球棍结构或者是杆件直接焊接的方式。
杆件可以采用槽钢或弧形钢管。
球冠形的网格结构的底圆直径，既屋盖的跨度小于50米，矢跨比为1/7至1/3。
屋盖面板材料可以采用反光彩钢板、生物膜结构或玻纤水泥石膏板。
本实用新型在内部仰视网壳时网格呈现为大小相等正六边形，与已有的单层球面网壳对比可发现，在相同的跨度和矢高的情况下，蜂窝型建筑屋盖网格结构的杆件数和节点数都是最少的，并且杆件的几何尺寸也比较均匀。
本实用新型的有益效果是：造型美观，艺术感强，节点加工简单，施工方便，用钢量较低，综合经济指标高。
下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
附图说明
图1是本实用新型立体结构图；
图2是本实用新型网格结构在水平面的投影图；
图3是本实用新型侧视图；
图4是本实用新型节点构造图；
图5是本实用新型屋盖面板材料连接示意图；
图6是本实用新型实施例中蜂窝型网壳结构荷载-位移曲线图。
具体实施方式
实施例1，
如图1、图3、图5，一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，整体形状为球冠形，由多个六边形网格构成，顶部中央是一个水平放置的正六边形网格1，其余六边形网格2依次环绕顶部中央正六边形网格向外圈和底部扩展；最底层的网格3被球冠形的底圆5截断，球冠形的底圆由多条直线线段4沿圆弧连接形成，构成一个由多条网格直线边构成的蜂窝型的单层球冠面网壳；每一条网格直线边都是一根杆件6，在网格结构上铺设有屋盖面板7。
如图2，网格结构在水平面上的投影是形状相同的正六边形网格。
如图4，网格结构每个节点上连接有三根杆件，网格结构的节点采用螺栓球棍结构或焊接球棍结构或者是杆件直接焊接的方式。
如图4、图5，杆件6槽钢或圆弧形钢管。
屋盖面板材料采用反光彩钢板，使用高强螺栓8固定在杆件上，两块反光彩钢板的接缝处加垫防水材料9。
本实施例中，球冠形的网格结构的底圆直径，既屋盖的跨度为36.5米，矢高为7.3米，矢跨比为1/5，中央正六边形网格外接圆半径为3米；设计荷载为1kN/平方米，根据计算分析，可得结构的极限承载力为设计荷载的2.10倍，如图6所示。由于没有环向杆件提供的约束作用，结构的极限承载力会低于一些其他类型的网壳结构，但是也足以满足中小跨度建筑的要求。
在具体实施中，在水平面内以一个正六边形为中心，在其周围用大小相同的正六边形一圈环绕一圈地排列在一起，形成一个大的正六边形轮廓，根据屋盖跨度做外轮廓六边形的外接圆，将部分大圆弧进行均分并与最近的六边形轮廓的点连接起来形成径向杆件，环向圆弧段也用直线段连接起来，在平面内整体上形成大小相等的正六边形网格，将这些直线段都投影到球面上，即可形成一个蜂窝型的单层球面网壳。
本实用新型在内部仰视网壳时网格呈现为大小相等正六边形，与已有的单层球面网壳对比可发现，在相同的跨度和矢高的情况下，蜂窝型建筑屋盖网格结构的杆件数和节点数都是最少的，并且杆件的几何尺寸也比较均匀。
本实施例的有益效果是：造型美观，艺术感强，节点加工简单，施工方便，用钢量较低，综合经济指标高。 

Claims (6)

1.一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，其特征在于，蜂窝型建筑屋盖网格结构的整体形状为球冠形，由多个六边形网格构成，顶部中央是一个水平放置的正六边形网格，其余六边形网格依次环绕所述顶部中央正六边形网格向外圈和底部扩展；最底层的网格被所述球冠形的底圆截断，所述球冠形的底圆由多条直线线段沿圆弧连接形成，构成一个由多条网格直线边构成的蜂窝型的单层球冠面网壳；所述每一条网格直线边都是一根杆件，在所述网格结构上铺设有屋盖面板。
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，其特征在于，所述网格结构在水平面上的投影是形状相同的正六边形网格。
3.根据权利要求1所述的一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，其特征在于，所述网格结构每个节点上连接有三根杆件，网格结构的节点采用螺栓球棍结构或焊接球棍结构或者是杆件直接焊接的方式。
4.根据权利要求1所述的一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，其特征在于，所述杆件采用槽钢或弧形钢管。
5.根据权利要求1所述的一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，其特征在于，所述球冠形的网格结构的底圆直径，既屋盖的跨度小于50米，矢跨比为1/7至1/3。
6.根据权利要求1所述的一种蜂窝型建筑屋盖网格结构，其特征在于，所述屋盖面板材料可以采用反光彩钢板、生物膜结构或玻纤水泥石膏板。
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