CN202850202U - 折叠索杆穹顶结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种折叠索杆穹顶结构,包括内部索杆体系以及环形连杆机构,环形连杆机构通过拉索与内部索杆体系连接,所述的环形连杆机构由至少4个压杆通过节点件首尾相连构成,压杆节点与节点件通过转动铰相连。环形连杆机构的运动驱动着内部索杆体系的折叠展开,从而实现整个结构的折叠展开,其运动机理简单、构造合理;本实用新型结构的外荷载主要由内部索杆体系承担,其自重轻;本结构的构件数量远小于一般的网格结构,因此给人一种简洁明快的效果,克服了常用折叠结构感观上杆件繁多凌乱的缺点;而且其设计和施工简单,特别适合于具有大跨度要求的折叠穹顶结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种穹顶结构,尤其是一种折叠穹顶结构。
背景技术
在过去的几十年中,各国学者们提出了折叠结构的概念,其中一些已经宇航、建筑结构和军事工程中得到应用。目前,基于剪式单元的折叠穹顶结构的研究最为系统,但其在大跨结构中使用较少,主要原因有:(1)折叠穹顶结构的节点设计一般比较复杂,目前尚缺乏构造简单且实用、造价低廉的适合工程应用的节点设计;(2)折叠穹顶结构的构件除受轴力外,还受一定弯矩,受力性能不佳,造价较高;(3)折叠穹顶结构的刚度很差,位移较难满足使用要求。为此,提出新型折叠结构,使之能够应用于大跨度体系显得十分必要。
索杆结构体系由高强度索和压杆组成,其质量较小,收纳率较大,且索杆连接的节点相对简单。
发明内容
为了克服现有折叠穹顶结构技术的缺陷,本实用新型提供了一种结构简易,刚性较高的折叠索杆穹顶结构。
为了达到上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:
一种折叠穹顶结构,包括内部索杆体系以及环形连杆机构,环形连杆机构通过拉索与内部索杆体系连接,所述的环形连杆机构由至少4个压杆通过节点件首尾相连构成,压杆节点与节点件通过转动铰相连。
所述折叠穹顶结构,所述内部索杆体系包括中心竖向压杆、脊索、环索、撑杆、径向索,中心竖向压杆的上端与脊索的一端相连,脊索的另一端与环形连杆机构中的节点件铰接,脊索是向下弧形辐射状,由多段拉索相连构成,撑杆的上端与脊索的转折点铰接,撑杆的下端与径向索的一端和环索铰接,最外圈径向索与环形连杆机构的节点件铰接,环索沿环向闭合布置。
所述折叠穹顶结构,所述压杆和节点件的数量为不小于3且不大于720。
所述折叠穹顶结构,所述的脊索、环索、径向索为预应力拉索为预应力拉索。
所述折叠穹顶结构,所述的中心竖向压杆和撑杆为金属杆棒或者金属管。
本实用新型的有益效果是,本实用新型由内部索杆体系和外部环形连杆机构构成,环形连杆机构的运动驱动着内部索杆体系的折叠展开,从而实现整个结构的折叠展开,其运动机理简单、构造合理;本实用新型结构的外荷载主要由内部索杆体系承担,其自重轻,而且采用高强度拉索,结构的刚度主要由预应力提供,其受力性能十分优越;另外,本结构的构件数量远小于一般的网格结构,因此给人一种简洁明快的效果,克服了常用折叠结构感观上杆件繁多凌乱的缺点;而且其设计和施工简单,特别适合于具有大跨度要求的折叠穹顶结构。
附图说明
图1是本实用新型折叠穹顶结构结构示意图;
图2是环形连杆机构运动过程示意图。
图中:1,中心竖向压杆;2,脊索;3,环索;4,撑杆;5,径向索;6,环形连杆机构;7,压杆;8,节点件。
具体实施方式
一种折叠索杆穹顶结构,如图1所示,包括:内部索杆体系以及环形连杆机构6,
所述的环形连杆机构6是由n个压杆7通过n个节点件8首尾相连组成的正n边形连杆机构,压杆7和节点件8通过转动铰相连,其从折叠状态至完全展开状态如图2所示,n不小于4且不大于720。
所述的内部索杆体系,由中心竖向压杆1、脊索2、环索3、撑杆4、径向索5组成,中心竖向压杆1的上端与n条脊索2的一端相连,脊索2的另一端与环形连杆机构6中的节点件8铰接,脊索2是向下弧形辐射状,由多段拉索相连构成,撑杆4的上端与脊索2的转折点铰接,撑杆4的下端与径向索5的一端和环索3铰接,最外圈径向索与环形连杆机构6的节点件8铰接,环索3沿环向闭合布置。
所述的中心竖向压杆1标高最高,撑杆4顶部标高环向相同,径向由内向外递减,所述的脊索2、环索3、径向索为预应力拉索,所述的中心竖向压杆1和撑杆4可以是金属杆棒或者金属管,所述的环形连杆机构6的压杆7为金属管。
折叠索杆穹顶结构折叠机理为:由环形连杆机构6的折叠,带动铰接于节点件8上的脊索2和径向索5节点的向内径向运动,使内部索杆体系的预应力移除,也即内部索杆结构转变为机构,随着环形连杆机构6的不断折叠,内部索杆体系不断向内运动,从而完成整个结构的折叠。
Claims (5)
1.一种折叠索杆穹顶结构,其特征在于:包括内部索杆体系以及环形连杆机构,环形连杆机构通过拉索与内部索杆体系连接,所述的环形连杆机构由至少4个压杆通过节点件首尾相连构成,压杆节点与节点件通过转动铰相连。
2.如权利要求1所述折叠索杆穹顶结构,其特征在于:所述内部索杆体系包括中心竖向压杆、脊索、环索、撑杆、径向索,中心竖向压杆的上端与脊索的一端相连,脊索的另一端与环形连杆机构中的节点件铰接,脊索是向下弧形辐射状,由多段拉索相连构成,撑杆的上端与脊索的转折点铰接,撑杆的下端与径向索的一端和环索铰接,最外圈径向索与环形连杆机构的节点件铰接,环索沿环向闭合布置。
3.如权利要求1或2所述折叠索杆穹顶结构,其特征在于:所述压杆和节点件的数量为不小于3且不大于720。
4.如权利要求2所述折叠索杆穹顶结构,其特征在于:所述的环索、径向索为预应力拉索。
5.如权利要求2所述折叠索杆穹顶结构,其特征在于:所述的中心竖向压杆和撑杆为金属杆棒或者金属管。
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Legal Events
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20130403 Effective date of abandoning: 20140528 |
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