CN206070735U - 一种9×9正方形平面四角点支承网架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种9×9正方形平面四角点支承网架。本网架上弦均匀布置100个节点，其相邻节点在水平和竖向方向连有杆件。网架下弦在结构中部布为“口”字型，外侧布为“井”字型，四周闭合，下弦四角点与“口”字型角部连有下弦杆。每个下弦节点与相邻上弦节点连有四根腹杆。本实用新型的网架总杆件数明显少于目前规程提供的网架形式杆件数，与规程提供的同类型结构形式，如正放四角锥、正放抽空四角锥、棋盘四角锥网架结构形式相比，结构的承载力、鲁棒性相当或者更佳，而用钢量可节约10％以上，具有明显的社会和经济效益。

Description

一种9×9正方形平面四角点支承网架

技术领域

本实用新型涉及建筑工程空间结构的形式，尤其涉及正方形平面四角点支承网架。

背景技术

空间网格结构一般是指由刚性构件通过节点连接起来的结构体系，包括网架、网壳等结构形式。由于跨度大、自重轻、造型美观等优点，目前空间网格结构已经广泛应用于体育场馆、文教建筑、交通设施、工业厂房等建筑中，而且很多已经成为标志性建筑。

目前，我国空间网格结构规程种推荐了十三种网架结构形式，这些网架结构形式是否为最有优，还无人回答。因此，为了寻找比目前规程中更好的网架结构形式，是值得研究的。本实用新型通过渐进式拓扑优化，获得了比规程提供的更为优越的网架结构形式。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种9×9网格正方形平面周边简支网架。

本网架上弦均匀布置100个节点，其相邻节点在水平和竖向方向连有杆件。网架下弦在结构中部布为“口”字型，外侧布为“井”字型，四周闭合，下弦四角点与“口”字型角部连有下弦杆。每个下弦节点与相邻上弦节点连有四根腹杆。具体为：

一种9×9正方形平面四角点支承网架，包括上弦节点和下弦节点，所述的上弦节点为10×10均匀点阵布置，上弦节点与其水平和竖向相邻节点连有杆件。

所述的下弦节点以上弦左下角的节点为坐标原点，以水平为X轴，竖向为Y轴，以上弦节点间杆件长度的一半为单位长度，该坐标系中：坐标E(1,1)、D(3,1)、C(5,1)、B(7,1)、A(9,1)、F(1,3)、M(3,3)、G(1,5)、L(5,5)、O(7,5)、N(9,5)、H(1,7)、K(5,7)、R(7,7)、P(9,7)、I(1,9)、J(5,9)、Q(7,9)正下方处设置下弦节点；上述下弦节点以x＝9为轴进行对称布置，再以y＝9为轴进行对称布置，形成下弦节点点阵；每一下弦节点与最近的相邻四个上弦节点分别连有腹杆。

编号A的下弦节点与编号B的下弦节点、编号B的下弦节点与编号C的下弦节点、编号C的下弦节点与编号D的下弦节点、编号D的下弦节点与编号E的下弦节点、编号E的下弦节点与编号F的下弦节点、编号F的下弦节点与编号G的下弦节点、编号G的下弦节点与编号H的下弦节点、编号H的下弦节点与编号I的下弦节点、编号E的下弦节点与编号M的下弦节点、编号M的下弦节点与编号L的下弦节点、编号L的下弦节点与编号R的下弦节点、编号G的下弦节点与编号L的下弦节点、编号L的下弦节点与编号O的下弦节点、编号O的下弦节点与编号N的下弦节点、编号L的下弦节点与编号K的下弦节点、编号K的下弦节点与编号J的下弦节点、编号R的下弦节点与编号P的下弦节点、编号R的下弦节点与编号Q的下弦节点之间连有下弦杆。

下弦杆布置，以x＝9为轴进行对称布置，再以y＝9为轴进行对称布置。

本实用新型与背景技术相比具有的有益效果是：

1)本实用新型能适应正方形平面四角点支承的网架，杆件数量比现有网架形式少，加工更省时。

2)本实用新型的网架下弦杆件布置比正交正方类网架丰富，有艺术感。

3)本实用新型的网架结构用钢量是现有四角点支承网架形式中最省的。

附图说明

图1是网架下弦节点编号图；

图2是网架上弦杆件布置图；

图3是网架腹杆杆件布置图；

图4是网架下弦杆件布置图；

图5是网架整体杆件布置图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步阐述。

如图1～5所示，一种9×9正方形平面四角点支承网架，包括上弦节点和下弦节点。上弦节点设置于下弦节点正上方。如图2所示，所述的上弦节点为10×10均匀点阵布置，上弦节点与其水平和垂直方向的相邻节点连有杆件，最终形成图中的具有9×9个阵列排布的正方形方格的上弦。

所述的下弦也由下弦节点及下弦杆形成。为了便于描述，下弦节点所处的位置以坐标系方式表示，坐标系以上弦最左下角的节点为坐标原点，以水平为X轴，竖向为Y轴，以上弦节点间杆件长度的一半为单位长度(本处所说的方向均以说明书附图的方向为基础进行描述)。如图1所示，该坐标系中：坐标E(1,1)、D(3,1)、C(5,1)、B(7,1)、A(9,1)、F(1,3)、M(3,3)、G(1,5)、L(5,5)、O(7,5)、N(9,5)、H(1,7)、K(5,7)、R(7,7)、P(9,7)、I(1,9)、J(5,9)、Q(7,9)的正下方处设置下弦节点。上述下弦节点为整个下弦所有节点中的一部分，将上述节点以x＝9为对称轴进行镜像对称布置，再将上述对称布置后的所有下弦节点以y＝9为对称轴再进行镜像对称布置，最终形成下弦节点点阵。每一下弦节点与最近的相邻四个上弦节点分别连有腹杆，腹杆布置如图3所示。

编号A的下弦节点与编号B的下弦节点、编号B的下弦节点与编号C的下弦节点、编号C的下弦节点与编号D的下弦节点、编号D的下弦节点与编号E的下弦节点、编号E的下弦节点与编号F的下弦节点、编号F的下弦节点与编号G的下弦节点、编号G的下弦节点与编号H的下弦节点、编号H的下弦节点与编号I的下弦节点、编号E的下弦节点与编号M的下弦节点、编号M的下弦节点与编号L的下弦节点、编号L的下弦节点与编号R的下弦节点、编号G的下弦节点与编号L的下弦节点、编号L的下弦节点与编号O的下弦节点、编号O的下弦节点与编号N的下弦节点、编号L的下弦节点与编号K的下弦节点、编号K的下弦节点与编号J的下弦节点、编号R的下弦节点与编号P的下弦节点、编号R的下弦节点与编号Q的下弦节点之间连有下弦杆。

上述下弦杆布置完毕后，再以相同方式将其余三部分镜像形成的下弦节点进行连接，即以x＝9为对称轴进行镜像对称布置，再以y＝9为对称轴进行镜像对称布置，形成图4所示的下弦。最终上弦与下弦所形成的9×9正方形平面四角点支承网架俯视图如图5所示。

实施例

算例：设计平面尺寸24m×24m，网架高度2m，四角点支承，所用杆件截面分别为60.0×3.50、75.5×3.75、88.5×4.00、114.0×4.00、140.0×4.00(直径×壁厚，单位：mm)，杆件材料为Q235钢材。荷载5kN/m²。现分别采用本实用新型的网架形式，和现有规程中推荐的正放四角锥、抽空四角锥、棋盘四角锥网格。进行满应力优化设计，获得结构的杆件用钢量、鲁棒性(数值越小，鲁棒性越好)、极限承载力如表1。从表中可见，本实用新型的网架钢材用量最小，从极限承载力角度看，尽管正方四角锥较大，与本实用新型的网架相比，用钢量比值为1.11，但承载力比值只为1.08，但正方四角锥的鲁棒性较差，同时，由于杆件少，加工安装成本减少，说明本实用新型网架结构有一定优势。

表1 用钢量、鲁棒性指标及极限承载力

。

Claims (1)

1.一种9×9正方形平面四角点支承网架，包括上弦节点和下弦节点，其特征在于，所述的上弦节点为10×10均匀点阵布置，上弦节点与其水平和竖向相邻节点连有杆件；所述的下弦节点以上弦左下角的节点为坐标原点，以水平为X轴，竖向为Y轴，以上弦节点间杆件长度的一半为单位长度，该坐标系中：坐标E（1,1）、D（3,1）、C（5,1）、B（7,1）、A（9,1）、F（1,3）、M（3,3）、G（1,5）、L（5,5）、O（7,5）、N（9,5）、H（1,7）、K（5,7）、R（7,7）、P（9,7）、I（1,9）、J（5,9）、Q（7,9）正下方处设置下弦节点；上述下弦节点以x=9为轴进行对称布置，再以y=9为轴进行对称布置，形成下弦节点点阵；每一下弦节点与最近的相邻四个上弦节点分别连有腹杆；编号A的下弦节点与编号B的下弦节点、编号B的下弦节点与编号C的下弦节点、编号C的下弦节点与编号D的下弦节点、编号D的下弦节点与编号E的下弦节点、编号E的下弦节点与编号F的下弦节点、编号F的下弦节点与编号G的下弦节点、编号G的下弦节点与编号H的下弦节点、编号H的下弦节点与编号I的下弦节点、编号E的下弦节点与编号M的下弦节点、编号M的下弦节点与编号L的下弦节点、编号L的下弦节点与编号R的下弦节点、编号G的下弦节点与编号L的下弦节点、编号L的下弦节点与编号O的下弦节点、编号O的下弦节点与编号N的下弦节点、编号L的下弦节点与编号K的下弦节点、编号K的下弦节点与编号J的下弦节点、编号R的下弦节点与编号P的下弦节点、编号R的下弦节点与编号Q的下弦节点之间连有下弦杆；下弦杆布置，以x=9为轴进行对称布置，再以y=9为轴进行对称布置。