CN205046672U - 一种新型组合索拱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型组合索拱结构，由数个拱结构组合而成整体的拱体系，各个拱结构之间互相形成横向支撑作用，并且每个拱结构的两端之间均拉有索，使每个拱结构均形成索拱，所述索对拱结构起到牵拉作用；所述的拱体系由六个拱结构组成，六个拱结构的大跨度截面拱的矢跨比均为1/5；六个拱结构的大跨度截面拱之间采用高强度的大六角头螺栓交错连接。本实用新型体的拱体系中的各条单拱在侧向方向上都存在有效的横向支撑，从而确保了该组合拱体系的稳定承载能力，同时，将平面拱结构拉伸至立体拱结构，造型新颖，空间立体感强，具有较高的审美价值。

Description

一种新型组合索拱结构

技术领域

本实用新型涉及一种新型组合索拱结构，属于结构工程领域。

背景技术

拱形结构由于具有截面尺寸小、造型美观、结构轻巧、造价节省等优点，因而备受设计师们青睐。传统的钢拱结构主要分为三类：实腹式钢拱、格构式钢拱以及索拱结构。而承受竖向荷载的钢拱结构，可能发生平面内失稳和平面外失稳。一般情况下，建筑结构的钢拱在侧向方向上没有檩条等横向支撑构件提供有效的面外支撑，当受到一定的外力荷载时，易发生对称失稳、反对称失稳和跃越失稳。另外，传统的拱结构大都为平面拱结构，造型单一，不符合建筑艺术的审美要求。为了解决拱结构在建筑运用中存在的各种问题，以及结合索拱结构能有效减小拱支座产生的水平推力的优点，创新性地提出了一种拱结构----通过六条大跨度索拱在空间的交错组合而形成的组合索拱结构。

实用新型内容

本实用新型针对传统拱结构在外力荷载的作用下易发生失稳的现象，以及追求拱结构建筑物外形新颖美观，创新性地提出了一种新型组合索拱结构，从而有效地平衡了结构安全和建筑造型两者之间的关系。该组合索拱结构既具有索拱结构的受力特点，也同时满足了组合拱力学上分析上的优点。该结构体系适用于一些诸如体育馆等的大跨度建筑物或构筑物中，不仅可以满足整体美观要求，还可以进一步减少工程造价。

本实用新型提供的技术方案是：

一种新型组合索拱结构，由数个拱结构组合而成整体的拱体系，各个拱结构之间互相形成横向支撑作用，并且每个拱结构的两端之间均拉有索，使每个拱结构均形成索拱，所述索对拱结构起到牵拉作用；所述的拱体系由六个拱结构组成，六个拱结构的大跨度截面拱的矢跨比均为1/5；六个拱结构的大跨度截面拱之间采用高强度的大六角头螺栓交错连接。

所述的大六角头螺栓自由穿入螺栓孔内，在截面拱上的一个接头上的多个高强度大六角头螺栓的穿入方向一致。

所述的大六角头螺栓在终拧以后，螺栓丝扣外露2-3扣。

所述的大六角头螺栓在终拧以后，外露1扣或者4扣的螺丝扣的比例小于10%。

有益效果：

本实用新型为了解决拱结构在受到外力荷载易发生失稳的问题，以及追求拱结构建筑物外形的美观，创新性地提出了一种新型的拱结构----通过六条大跨度索拱在空间的交错组合而形成的组合索拱结构，属于结构工程领域。其特征在于，该组合拱体系由六条大跨度截面钢拱通过交错紧密搭接而成，既具有索拱结构的受力特点，也同时满足了组合拱在力学分析上的优点，从而确保了整体的稳定性。相比于传统的实腹式钢拱结构和格构式刚拱结构在外力荷载作用下易发生失稳的现象，该体系中的各条单拱在侧向方向上都存在有效的横向支撑，从而确保了该组合拱体系的稳定承载能力。同时，该组合拱体系将传统意义上的平面拱结构拉伸至立体拱结构，造型新颖，空间立体感强，具有极高的审美价值。

本实用新型的组合拱的优点有：

1)结构承载率高，稳定性好。在传统的单拱结构和格构式拱结构中，当面内荷载增加到一定值时，拱在面外方向上会产生挠曲伴随扭转的空间弯扭失稳。当拱结构受到外力荷载时，由于其侧向往往没有檩条等横向支撑构件提供面外约束，仅仅靠拱支座提供的水平推力不足以平衡其所受到的外力荷载，因此拱结构往往还会发生平面外失稳。而在组合索拱结构中，其整体结构承载效率高，通过合理地布拱，使得各单个拱在空间上互为约束，起到了一个横向支撑的作用，从而将各单个拱受到的外力荷载转化为对于其他各拱支座的水平推力，克服了单个拱结构的外力荷载仅有其拱支座来承担的弊端，使得整个组合拱结构成为一个有机的整体，有效控制了该组合索拱结构在非对称荷载下产生的变形，极大地改善了组合索拱整体的刚度和极限承载力，提高了整体结构的面内稳定承载能力和面外稳定承载能力。

2)符合建筑艺术审美要求。本发明将传统意义上的平面拱结构拉伸至立体拱结构，该组合拱结构构造新颖，空间立体感强，具有极高的审美价值。

3)满足网壳结构受力优点。因组合拱在空间结构上与网壳结构相似，其受力特点相近，所以组合拱结构内力分布比较均匀，应力峰值较小，可以充分发挥材料的强度作用。

附图说明

图1：单个索拱结构平面图。

图2：各拱之间连接处的平面图。

图3：新型组合索拱结构的示意图。

图4：新型组合索拱结构的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种新型组合索拱结构，由数个拱结构1（如图1所示）组合，而成整体的拱体系2（如图3、图4所示），各个拱结构1之间互相形成横向支撑作用，并且每个拱结构1的两端之间均拉有索3，使每个拱结构1均形成索拱，所述索3对拱结构起到牵拉作用；所述的拱体系2由六个拱结构1组成，六个拱结构1的大跨度截面拱的矢跨比均为1/5；六个拱结构1的大跨度截面拱之间采用高强度的大六角头螺栓4交错连接（如图2所示）。

所述的大六角头螺栓4自由穿入螺栓孔内，在截面拱上的一个接头上的多个高强度大六角头螺栓4的穿入方向一致。

所述的大六角头螺栓4在终拧以后，螺栓丝扣外露二至三扣。

所述的大六角头螺栓4在终拧以后，外露一扣或者四扣的螺丝扣的比例小于10%。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型组合索拱结构，其特征在于：由数个拱结构组合而成整体的拱体系，各个拱结构之间互相形成横向支撑作用，并且每个拱结构的两端之间均拉有索，使每个拱结构均形成索拱，所述索对拱结构起到牵拉作用；所述的拱体系由六个拱结构组成，六个拱结构的大跨度截面拱的矢跨比均为1/5；六个拱结构的大跨度截面拱之间采用高强度的大六角头螺栓交错连接。

2.如权利要求1所述的新型组合索拱结构，其特征在于：所述的大六角头螺栓自由穿入螺栓孔内，在截面拱上的一个接头上的多个高强度大六角头螺栓的穿入方向一致。

3.如权利要求1所述的新型组合索拱结构，其特征在于：所述的大六角头螺栓在终拧以后，螺栓丝扣外露2-3扣。

4.如权利要求1所述的新型组合索拱结构，其特征在于：所述的大六角头螺栓在终拧以后，外露1扣或者4扣的螺丝扣的比例小于10%。