CN203821593U - 一种可调曲率的曲面网架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可调曲率的曲面网架结构，该网架结构包括至少两个架体单元，架体单元为四棱锥体结构，包括四个横杆件、四个斜向杆件、节点连接件和曲率调节节点，横杆件位于四棱锥体的底面四边，并通过节点连接件相互连接；斜向杆件位于四棱锥体的斜边，其一端与节点连接件连接，另一端与曲率调节节点连接；相邻的两个架体单元共用一个横杆件，相邻的两个曲率调节节点之间通过一可调长度的曲率调节杆件连接。采用上述结构后，本实用新型不用制作不同长度的杆件和不同角度的节点，因此可大大降低制造的复杂性。

Description

一种可调曲率的曲面网架结构

技术领域

本实用新型涉及网架结构。更具体地，涉及一种可调曲率的曲面网架结构。

背景技术

网架是由多根杆件按一定的网格形式，通过节点将杆件连结成的空间结构。具有空间受力性能好、重量轻、刚度大、结构合理、材料用量少等众多优点。因此被广泛地应用于需要大跨度空间的体育馆、剧院、展览馆、科技馆等建筑中。这些大跨度的屋面多采用曲面网架结构，其曲面的曲率是由设计制造出的不同长度的杆件和不同连接角度的节点产生的。但在临时性的工程中，特别是在跨度和曲率经常需要根据其功能要求进行改变的工程中，采用上述方法显然是不能适用的，如果按照设计改变杆件长度和变动节点连接角度的方法来构建曲面网架，就需要准备多种杆长和多种角度的网架杆件与节点连接件，从而导致浪费和积压大量的资金，增加了管理的难度和费用。显然现有曲面网架的改变杆长和节点连接角度的方法，只能应用在一劳永逸的建筑中，而不能满足需要重复组装与拆卸，并根据使用功能和客体要求，改变网架的曲率、形状、空间和大小的其他领域，例如模板工程、临时拱桥、展览门架、展示网架、临时性棚类、活动建筑等的使用要求。因此创新一种多用途可调曲面网架结构，把网架结构众多的良好特点扩大到永久性建筑之外的其他领域，显然是节约材料，节省资金、方便管理的一个举措，也是一个值得研究的有意义课题。

本实用新型提供一种可调曲率的曲面网架结构，该网架结构简单，安装、拆卸、运输方便，造价低廉。并可根据使用的客体要求改变形状、调节曲率，所以具有广泛的适应性和实用性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可调曲率的曲面网架结构，该网架结构能够重复拆装，并可根据使用的客体要求而调节曲率半径。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种可调曲率的曲面网架结构，包括四个横杆件、四个斜向杆件、节点连接件和曲率调节节点连接件，所述横杆件位于四棱锥体的底面四边，并通过所述节点连接件相互连接；所述斜向杆件位于四棱锥体的斜边，其一端与所述横杆件连接，另一端与曲率调节节点连接；相邻的两个架体单元共用一个横杆件，相邻的两个曲率调节节点之间通过一可调长度的曲率调节杆件连接。

优选地，所述曲率调节节点包括曲率调节节点本体和防脱盖板，所述防脱盖板通过螺钉固定在曲率调节节点本体上；所述曲率调节节点本体上设置有用于与所述斜向杆件匹配对应连接的耳板，所述曲率调节节点本体上还设置有呈十字对称设置的卡槽；所述曲率调节杆件的两端头分别设有球体，所述球体与卡槽匹配对应设置。

优选地，所述曲率调节杆件包括一个外螺纹管和两个分别与外螺纹管螺接的内螺纹管，所述内螺纹管的另一端头设有球体。

优选地，所述节点连接件包括第一双插耳连接板、第一单插耳连接板、第二双插耳连接板、第二单插耳连接板和十字旋转轴，所述十字旋转轴包括左半轴体、右半轴体和挡块，所述左半轴体和右半轴体拼合后的外径与第二双插耳连接板上的孔以及第二单插耳连接板上的孔匹配对应；所述右半轴体的内侧面上垂直设有穿心轴，所述穿心轴的外径与第一双插耳连接板上的孔以及第一单插耳连接板上的孔匹配对应；所述右半轴体外侧面的两端设有第一突起部，所述左半轴体外侧面的一端设有第二突起部，所述挡块通过螺钉固定在左半轴体外侧面的另一端；所述第一双插耳连接板和第一单插耳连接板插合后套在穿心轴上，所述第二双插耳连接板和第二单插耳连接板插合后套装在左半轴体和右半轴体上。

优选地，所述穿心轴的端部设有突起，所述左半轴体的内侧面上设有与该突起匹配的凹槽。

优选地，所述横杆件的两端均设有耳板，所述横杆件通过耳板与所述节点连接件固定连接。

优选地，所述斜向杆件的两端均设有耳板，所述斜向杆件的一端通过耳板与横杆件固定连接，另一端通过耳板与曲率调节节点固定连接。

本实用新型的有益效果如下：

采用上述结构后，本实用新型具有以下有益效果，与现有的曲面网架相比，本实用新型不用制作不同长度的杆件和不同角度的节点，因此可大大降低制造的复杂性，从而本实用新型制作简单，加工方便，造价较低。由于本实用新型在安装、调节、拆卸、运输等方面的特性，在现有曲面网架技术难以应用的众多领域具有优势。特别是在不能采用固定曲率、形状、空间的模板工程、临时拱桥、展览门架、展示网架、临时性的棚类、活动建筑等领域，更能突显其优点和特性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本实用新型的架体单元的结构示意图。

图2示出本实用新型的曲率调节杆件的结构示意图。

图3示出本实用新型的曲率调节节点的结构示意图。

图4示出本实用新型的曲率调节节点处的连接大样示意图。

图5示出本实用新型的曲率调节节点处的爆炸图。

图6示出本实用新型的斜向杆件的结构示意图。

图7示出本实用新型的横杆件的结构示意图。

图8示出本实用新型的节点连接件的结构示意图。

图9示出本实用新型的节点连接件的爆炸图。

图10示出本实用新型的节点连接件处的连接大样示意图。

图11示出本实用新型的节点连接件处的爆炸图。

图12示出本实用新型的架体单元组合的倒置结构示意图。

图13示出本实用新型的架体单元组合的正置结构示意图。

图14示出运用本实用新型的架体单元组装的圆筒状网架结构示意图。

图15示出运用本实用新型的架体单元组装的球冠曲面网架结构示意图。

图16示出运用本实用新型的架体单元组装的单曲面网架结构示意图。

图17示出运用本实用新型的架体单元组装的双向曲面网架结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种可调曲率的曲面网架包括至少两个架体单元100，该架体单元100为四棱锥体形状，包括曲率调节节点1、斜向杆件2、横杆件3和节点连接件4；所述横杆件3位于四棱锥体的底面四边，并通过所述节点连接件4相互连接；所述斜向杆件2位于四棱锥体的斜边，其一端与所述横杆件3连接，另一端与曲率调节节点1连接；相邻的两个架体单元100共用一个横杆件3，相邻的两个曲率调节节点之间通过一可调长度的曲率调节杆件5连接。在本实施例中斜向杆件2、横杆件3均为圆管加工而成。

如图2所示，曲率调节杆件5包括1个外螺旋管52和2个内螺旋管51，内螺旋管51通过螺纹固定在外螺旋管52的两端。内螺旋管51的一端具有圆锥状的过渡部54，过渡部54通过短方钢55与球体56连接。通过旋转外螺旋管52能够改变曲率调节杆件5的长度。

如图3～5所示，曲率调节节点1为双层结构，包括防脱盖板17和曲率调节节点本体，防脱盖板17通过螺钉固定在曲率调节节点本体上；曲率调节节点本体上设有4个与斜向杆件2匹配连接的连接耳板12；曲率调节节点本体上十字对称设有4个连接卡槽11；连接卡槽11包括卡槽室15和卡槽口16，卡槽室15用于容纳球体56，卡槽口16的开口小于球体56的直径，且与短方钢55相匹配，使得曲率调节杆件5不能从卡槽室15中脱落，同时使曲率调节杆件5不能沿自身的轴线旋转；连接耳板12上设有与斜向杆件2的耳板相配合的螺栓孔13。当改变曲率调节杆件5的长度时，球体56拉动曲率调节节点1，球体56在卡槽室15内的转动，保证了曲率调节杆件5在曲率调节节点1处角度的顺畅无级变化。为了操作时方便调节曲率调节杆件5的长度，在外螺旋管52的中部设置了孔53，调整时把小拨杆插入孔53内旋转外螺旋管52就能改变曲率调节杆件5的长短。

如图6所示，斜向杆件2包括斜向杆体21和斜向杆件耳板22，斜向杆件耳板22上设有耳板孔23，其与曲率调节节点1上的耳板孔13相匹配，将斜向杆件2的一端栓结于曲率调节节点1，斜向杆件2的另一端的耳板孔与横杆件3的端部耳板孔33相匹配，将斜向杆件2的另一端栓结于横杆件3的端部耳板。

如图7所示，横杆件3包括横杆体31和设置在其两端的双向耳板32，双向耳板32上设有连接斜向杆件2的耳板孔33和连接节点连接件4的耳板孔34，横杆件3通过双向耳板32上设置的耳板孔33和耳板孔34，分别与斜向杆件2和节点连接件4相连。

如图8和9所示，节点连接件4包括第一双插耳连接板41、第一单插耳连接板42、第二双插耳连接板43、第二单插耳连接板44和十字旋转轴45，十字旋转轴45包括左半轴体451、右半轴体452和挡块453，左半轴体451和右半轴体452拼合后的外径与第二双插耳连接板43和第二单插耳连接板44上的孔匹配对应；右半轴体452的内侧面上垂直设有穿心轴454，穿心轴454的外径与第一双插耳连接板41和第一单插耳连接板42上的孔匹配对应；右半轴体452的两端设有突起部455，左半轴体451的一端设有突起部456，挡块453通过螺钉固定在左半轴体451的另一端；第一双插耳连接板41和第一单插耳连接板42插合后套在穿心轴上，第二双插耳连接板43和第二单插耳连接板44插合后套装在左半轴体和右半轴体上。穿心轴454的端部上设有突起457，左半轴体451的内侧面上设有与突起457匹配对应的凹槽。安装时，先将第一双插耳连接板41和第一单插耳连接板42插合后套在穿心轴上，将第二双插耳连接板43和第二单插耳连接板44插合后套装在右半轴体452上，然后将左半轴体451沿突起457插入，最后把挡块453用螺钉固定到左半轴体451上，完成组装。第一双插耳连接板41和第一单插耳连接板42可以围绕穿心轴454旋转，第二双插耳连接板43和第二单插耳连接板44能够围绕左半轴体451和右半轴体452的组合体旋转。

如图10和11所示，节点连接件4的连接板只和横杆件3相连。而斜向杆件2与横杆件3的对应耳板互相栓结在一起。横杆件3端部设置有双向耳板32，双向耳板32沿横杆件3轴向的部分与节点连接件4连接，双向耳板32与横杆件3轴向相斜的部分与斜向杆件2连接。

如图12所示，当本实用新型的架体单元100组成网架结构后，改变曲率调节杆件5的长短，即可改变各个四棱锥底矩形面相互之间的角度，进而产生了相应的曲面网架。

如图13所示，本实用新型可以根据使用的功能和要求来决定网架放置方向和方式。

如图14所示，运用本实用新型的架体单元100组装成的圆筒状网架结构。

如图15所示，运用本实用新型的架体单元100组装成的球冠曲面网架结构。

如图16所示，运用本实用新型的架体单元100组装成的单曲面网架结构。。

如图17所示，运用本实用新型的架体单元100组装成的双向曲面网架结构。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，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它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种可调曲率的曲面网架结构，其特征在于：该网架结构包括至少两个架体单元，所述架体单元为四棱锥体结构，包括四个横杆件、四个斜向杆件、节点连接件和曲率调节节点连接件，所述横杆件位于四棱锥体的底面四边，并通过所述节点连接件相互连接；所述斜向杆件位于四棱锥体的斜边，其一端与所述横杆件连接，另一端与曲率调节节点连接；相邻的两个架体单元共用一个横杆件，相邻的两个曲率调节节点之间通过一可调长度的曲率调节杆件连接。

2.根据权利要求1所述的曲面网架结构，其特征在于：所述曲率调节节点包括曲率调节节点本体和防脱盖板，所述防脱盖板通过螺钉固定在曲率调节节点本体上；所述曲率调节节点本体上设置有用于与所述斜向杆件匹配对应连接的耳板，所述曲率调节节点本体上还设置有呈十字对称设置的卡槽；所述曲率调节杆件的两端头分别设有球体，所述球体与卡槽匹配对应设置。

3.根据权利要求2所述的曲面网架结构，其特征在于：所述曲率调节杆件包括一个外螺纹管和两个分别与外螺纹管螺接的内螺纹管，所述内螺纹管的另一端头设有球体。

4.根据权利要求1所述的曲面网架结构，其特征在于：所述节点连接件包括第一双插耳连接板、第一单插耳连接板、第二双插耳连接板、第二单插耳连接板和十字旋转轴，所述十字旋转轴包括左半轴体、右半轴体和挡块，所述左半轴体和右半轴体拼合后的外径与第二双插耳连接板上的孔以及第二单插耳连接板上的孔匹配对应；所述右半轴体的内侧面上垂直设有穿心轴，所述穿心轴的外径与第一双插耳连接板上的孔以及第一单插耳连接板上的孔匹配对应；所述右半轴体外侧面的两端设有第一突起部，所述左半轴体外侧面的一端设有第二突起部，所述挡块通过螺钉固定在左半轴体外侧面的另一端；所述第一双插耳连接板和第一单插耳连接板插合后套在穿心轴上，所述第二双插耳连接板和第二单插耳连接板插合后套装在左半轴体和右半轴体上。

5.根据权利要求4所述的曲面网架结构，其特征在于：所述穿心轴的端部设有突起，所述左半轴体的内侧面上设有与该突起匹配的凹槽。

6.根据权利要求4所述的曲面网架结构，其特征在于：所述横杆件的两端均设有耳板，所述横杆件通过耳板与所述节点连接件固定连接。

7.根据权利要求1所述的曲面网架结构，其特征在于：所述斜向杆件的两端均设有耳板，所述斜向杆件的一端通过耳板与横杆件固定连接，另一端通过耳板与曲率调节节点固定连接。