CN206655321U - 一种大跨双层空间网壳结构 - Google Patents
一种大跨双层空间网壳结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型的大跨双层空间网壳结构，包括有多个多边形框架单元组成的双层网壳，上下两层多边形框架单元之间通过弹性短柱连接，上下两层多边形框架单元之间和单个多边形框架单元顶角和边框之间有碳纤维牵拉连接。本实用新型具有跨度大的优点。单元结构为在平面内有一定变形能力的多边形，使该结构在风、地震等荷载及温度、不均匀沉降作用下产生二维平面变形的效果，实现单元结构的自由呼吸。同时，碳纤维缠绕每个多边形，使得单元结构既轻盈又坚固。单元与单元之间的中空短柱起到支撑和加固双层网壳结构作用，还能减轻网壳结构的自重，实现垂直方向的可呼吸，当风荷载、温度应力等作用时，自主产生一定量伸缩变形，消纳附加荷载，确保结构的稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑结构技术领域，特别是涉及一种能够释放温度应力，耗能减震的大跨双层空间网壳结构。
背景技术
网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。该结构既可以用于中、小跨度的民用和工业建筑，也可用于大跨度的各种建筑，特别是超大跨度的建筑。在建筑平面上可以适应多种形状，如圆形、矩形、多边形、扇形以及各种不规则的平面。在建筑外形上可以形成多种曲面。但是网壳结构在受到风荷载，温度应力等外力影响时，需要一定的变形余量来保持其结构的稳定性。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种适应于大跨度、消纳附加荷载、确保结构的稳定的“可呼吸”大跨双层空间网壳结构。
本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种大跨双层空间网壳结构，其特征在于：包括有多个多边形框架单元组成的双层网壳，所述多边形框架单元边数大于3，上下两层多边形框架单元之间通过弹性短柱连接，所述上下两层多边形框架单元之间和单个多边形框架单元顶角和边框之间有碳纤维牵拉连接。
其进一步特征在于：所述弹性短柱为中空短柱，设置在上下两层多边形框架单元顶角之间，所述碳纤维穿过所述弹性短柱中心连接上下两层多边形框架单元顶角后，再与单个多边形框架顶角和单元边框之间相连。
优选的：所述多边形框架单元为型钢焊接而成的六边形，所述弹性短柱通过拉铆铆接方式与多边形框架单元连接。
连接弹性短柱和多边形框架单元的铆钉截面积之和不少于弹性短柱和多边形框架单元连接面面积的15%。
本实用新型结构是双层的，相对于单层具有跨度大的优点。单元结构为在平面内有一定变形能力的六边形，达到了使该结构在风、地震等荷载以及温度、不均匀沉降作用下产生二维平面变形的效果，实现单元结构的自由呼吸。同时，碳纤维仿照鞘翅纤维结构通过机器自动编制技术缠绕每个六边形，使得单元结构既轻盈又坚固。单元与单元之间的中空短柱有类似加强筋的作用，既能支撑和加固双层网壳结构，还能有效减轻整个网壳结构的自重，实现结构垂直方向的可呼吸，当风荷载、温度应力等作用至结构时，通过自主产生一定量的伸缩变形，消纳附加荷载，确保结构的稳定。
附图说明
图 1 为本实用新型结构示意图。
图 2 为弹性短柱结构示意图。
具体实施方式
如图1所示一种大跨双层空间网壳结构，包括有多个六形框架单元1组成的双层网壳，上下两层六边形框架单元1之间通过如图2的弹性短柱2连接，上下两层六边形框架单元1之间和单个六边形框架单元1顶角和边框之间有碳纤维3牵拉连接。
具体的，弹性短柱2为中空短柱，设置在上下两层六边形框架单元1顶角之间，碳纤维3穿过弹性短柱2中心连接上下两层六边形框架单元1顶角后，再与单个六边形框架单元1其他顶角和边框相连。
弹性短柱2通过拉铆铆接方式与六边形框架单元1连接。连接弹性短柱2和六边形框架单元1的铆钉截面积之和不少于弹性短柱2和六边形框架单元1连接面面积的15%。
本实用新型是一种“可呼吸”大跨双层空间网壳结构。该网壳结构仿照鞘翅内部构造：单元结构为型钢焊接的六边形，当结构受到不均匀风荷载、地震荷载或产生温度应力时，能产生一定的变形，使得屋盖在二维平面可呼吸。单元之间的竖向构件为由高弹性材料制作的中空短柱，该结构仿照鞘翅中用来连接背、腹壁的纤维空心小柱，能有效减轻整体自重，实现耗能效果。同时鞘翅纤维层间的复合材料编织构造有利于提高鞘翅的强度、改善韧性，使鞘翅能充分抵抗各种荷载的作用。
Claims (4)
1.一种大跨双层空间网壳结构，其特征在于：包括有多个多边形框架单元组成的双层网壳，所述多边形框架单元边数大于3，上下两层多边形框架单元之间通过弹性短柱连接，所述上下两层多边形框架单元之间和单个多边形框架单元顶角和边框之间有碳纤维牵拉连接。
2.根据权利要求1所述的大跨双层空间网壳结构，其特征在于：所述弹性短柱为中空短柱，设置在上下两层多边形框架单元顶角之间，所述碳纤维穿过所述弹性短柱中心连接上下两层多边形框架单元顶角后，再与单个多边形框架单元顶角和边框之间相连。
3.根据权利要求1或2所述的大跨双层空间网壳结构，其特征在于：所述多边形框架单元为型钢焊接而成的六边形，所述弹性短柱通过拉铆铆接方式与多边形框架单元连接。
4.根据权利要求3所述的大跨双层空间网壳结构，其特征在于：连接弹性短柱和多边形框架单元的铆钉截面积之和不少于弹性短柱和多边形框架单元连接面面积的15%。
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|---|---|
| CN (1) | CN206655321U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109372120A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-02-22 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种两向正六边形网格结构及其构建方法 |
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2017
- 2017-04-01 CN CN201720342104.XU patent/CN206655321U/zh not_active Expired - Fee Related
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