CN208857961U - 一种大跨悬索-系杆拱结构体系及房屋结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种大跨悬索‑系杆拱结构体系及房屋结构，悬索‑系杆拱结构体系包括：悬索结构，系杆拱结构以及立柱。其中系杆拱结构作为主承载系统横向支撑于立柱上，悬索结构作为次承载系统纵向支撑于系杆拱结构上。在所述悬索—系杆拱结构体系基础上添加檩条及屋面覆盖物后即为所述房屋结构。本实用新型的大跨悬索‑系杆拱结构体系及房屋结构，通过将悬索结构与系杆拱结构两种结构形式进行组合，充分利用了悬索结构质量轻、跨度大和可扩展的优点，也发挥了系杆拱结构净空高、自平衡和外形美观的优势，既能扩大屋盖结构的跨度范围，又能节省占地空间。本实用新型所提供的大跨悬索‑系杆拱结构体系及房屋结构可广泛应用于大跨度房屋、体育馆或机场航站楼等建筑当中。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑结构领域，具体涉及一种大跨悬索—系杆拱体系及房屋结构。
背景技术
在我国钢结构规范中，跨度超过60米的空间结构体系称为大跨度结构建筑，目前大跨度空间结构体系常用形式有网壳结构、悬挑桁架结构、张拉整体结构和悬索结构等；其中悬索结构有着跨度大、自重小、材料省、布置灵活且施工方便等优点。
拱结构具有良好的力学性能且外形美观，在桥梁、展馆等大跨度建筑中有广泛应用，同时，拱结构作为自平衡系统，无需设置边拉索，节省了占地。但其在反对称荷载作用下受力性能较差，对下部支撑结构要求较高；因此，结合悬索结构与拱结构的结构体系，不仅提高拱结构的整体刚度和承载稳定性，减小了拱结构整体用钢量及支座对水平刚度的需求，还能获得更大结构跨度、更高的室内净空和更好的视觉效果。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的是克服现有技术中的不足，提供一种适用于大跨度屋盖结构的悬索-系杆拱结构体系，避免了网壳结构、悬挑桁架结构杆件较多的缺点，克服了拱结构截面较大、稳定性差、用钢量多等缺点。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索-系杆拱结构体系包括悬索结构、系杆拱结构以及立柱；系杆拱结构支撑于立柱之上，悬索结构支撑于系杆拱结构之上，系杆拱结构与悬索结构正交或斜交。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，所述系杆拱结构包括拱肋、拱支杆以及系杆横梁；所述拱肋两端由所述系杆横梁相连；所述拱肋与所述系杆横梁之间由所述拱支杆相连；所述拱肋、拱支杆、系杆横梁支撑于所述立柱之上。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，所述悬索结构包括承重索、稳定索、边索、索吊杆、索支杆及边柱；所述承重索与所述稳定索位于同一竖直平面，所述承重索位于所述稳定索上侧，所述承重索与所述稳定索由所述索吊杆及所述索支杆相连；所述承重索和所述稳定索均与所述边柱相接；所述边索与所述边柱相接，并锚固于地面。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，所述系杆拱结构沿横向支撑于所述立柱上，所述悬索结构沿纵向支撑于所述系杆拱结构上。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，所述拱肋的类型可为单管，多管或立体桁架。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，所述悬索结构与所述系杆拱结构可有多种连接形式。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，一种所述悬索结构与系杆拱结构连接形式可为：所述索支杆置于所述拱肋上侧，所述索支杆底端与所述拱肋相接。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，一种所述悬索结构与系杆拱结构连接形式可为：所述索支杆置于所述拱肋与所述系杆横梁之间，所述索支杆顶端与所述拱肋相接，所述索支杆底端与所述系杆横梁相接，所述索支杆和所述拱支杆可为同一根杆件。
如上所述的一种大跨悬索—系杆拱结构体系，其中，一种所述悬索结构与系杆拱结构连接形式可为：所述索支杆置于所述拱肋与所述系杆横梁之间，所述索支杆顶端与所述拱肋相接，所述索支杆底端不与所述系杆横梁相接，所述索支杆和所述拱支杆不为同一根杆件。
本实用新型的另一个目的是提供一种房屋结构，所述房屋结构是一种以所述大跨悬索-系杆拱结构体系为基础，添加檩条及屋面覆盖物的房屋结构。
本实用新型的大跨悬索-系杆拱结构体系及房屋结构的特点和优点是：
本实用新型的大跨悬索-系杆拱结构体系及房屋结构，通过将悬索结构与系杆拱结构两种结构形式进行组合，既避免了网壳结构、悬挑桁架结构杆件较多的缺点，又克服了拱结构截面较大、稳定性差、用钢量多等缺点。同时对于悬索结构来说，系杆拱结构起到了飞柱的作用，可大幅提高悬索结构跨度，使其达到数百米级范畴。
附图说明
图1为本实用新型实施例的整体示意图。
图2-1至图2-3分别为系杆拱结构示意图。
图2-4为抗侧倾构件及拱肋类型示意图。
图3为本实用新型所述悬索结构示意图。
主要元件标号说明：
101：系杆拱结构；102：悬索结构；103：立柱；201：拱肋；202：系杆横梁；203：拱支杆；204：抗侧倾构件；301：承重索；302：稳定索；303：索支杆；304：索吊杆；305：边柱；306：边索。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型提供一种大跨悬索-系杆拱结构体系及房屋结构，其中包括系杆拱结构101，悬索结构102以及立柱103，系杆拱结构101横向支撑于立柱103之上，主要提供横向刚度；多榀悬索结构102纵向支撑于系杆拱结构101之上，主要提供纵向刚度，系杆拱结构101与悬索结构102可正交或斜交；将两种结构相组合可以保证整体结构刚度及稳定性。
进一步，如图1所示，竖向荷载可由承重索301传递给拱肋201与边柱305，由拱肋201传递给立柱103，再由立柱103及边柱305传至地面；拱肋的受压形变可由系杆横梁202以及拱支杆203约束，拱支杆203为受压杆。
进一步，如图2-1所示，系杆拱结构101与悬索结构102的连接形式可为：索支杆303设置于拱肋201上侧，索支杆303底端与拱肋201相接
进一步，如图2-2所示，系杆拱结构1与悬索结构2的连接形式可为：索支杆303设置于拱肋201与系杆横梁202之间，索支杆303顶端与拱肋201相接，索支杆303底端与系杆横梁202相接，索支杆303和拱支杆203可为同一根杆件。
进一步，如图2-3所示，系杆拱结构101与悬索结构102的连接形式可为：索支杆303设置于拱肋201与系杆横梁202之间，索支杆303顶端与拱肋201相接，索支杆303底端不与系杆横梁202相接，索支杆303和拱支杆203不为同一根杆件。
进一步，如图2-1至图2-3所示，可对系杆拱结构1设置一种抗侧倾构件204，以保证系杆拱结构抗侧倾刚度。
进一步，如图2-4所示，抗侧倾构件204可为三角形桁架，也可按需设计。
进一步，如图2-4所示，拱肋201的截面类型可为单管、多管或立体桁架等。
如图3所示，承重索301与稳定索302位于同一竖直平面，承重索301位于上侧，承重索301与稳定索302间由索支杆303和索吊杆304相连，索支杆303受压，索吊杆304受拉；可对稳定索302施加预张力，使稳定索302与承重索301一起承受竖向荷载，提高悬索结构102的整体刚度。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索-系杆拱结构体系包括悬索结构、系杆拱结构以及立柱；系杆拱结构支撑于立柱之上，悬索结构支撑于系杆拱结构之上，系杆拱结构与悬索结构正交或斜交。
2.根据权利要求1所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述系杆拱结构包括拱肋、拱支杆以及系杆横梁；所述拱肋两端由所述系杆横梁相连；所述拱肋与所述系杆横梁之间由所述拱支杆相连；所述拱肋、拱支杆、系杆横梁支撑于所述立柱之上。
3.根据权利要求1所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索结构包括承重索、稳定索、边索、索吊杆、索支杆及边柱；所述承重索与所述稳定索位于同一竖直平面，所述承重索位于所述稳定索上侧，所述承重索与所述稳定索由所述索吊杆及所述索支杆相连；所述承重索和所述稳定索均与所述边柱相接；所述边索与所述边柱相接，并锚固于地面。
4.根据权利要求1所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述系杆拱结构沿横向支撑于所述立柱上，所述悬索结构沿纵向支撑于所述系杆拱结构上。
5.根据权利要求1所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索结构与所述系杆拱结构有多种连接方式。
6.根据权利要求2所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索结构与所述系杆拱结构连接方式中，悬索结构的索支杆置于所述拱肋上侧，悬索结构的索支杆底端与所述拱肋相接。
7.根据权利要求2所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索结构与所述系杆拱结构连接方式中，悬索结构的索支杆置于所述拱肋与所述系杆横梁之间，悬索结构的索支杆顶端与所述拱肋相接，悬索结构的索支杆底端与所述系杆横梁相接，悬索结构的索支杆和系杆拱结构的拱支杆可为同一根杆件。
8.根据权利要求2所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，所述悬索结构与所述系杆拱结构连接方式中，悬索结构的索支杆置于所述拱肋与所述系杆横梁之间，悬索结构的索支杆顶端与所述拱肋相接，悬索结构的索支杆底端不与所述系杆横梁相接，悬索结构的索支杆和系杆拱结构的拱支杆不为同一根杆件。
9.根据权利要求2所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系，其特征在于，对所述系杆拱结构增设抗侧倾构件，以保证所述拱肋抗侧倾刚度。
10.一种房屋结构，其特征在于，所述房屋结构是一种在权利要求1至9任一项所述的一种大跨悬索-系杆拱结构体系基础上，添加檩条及屋面覆盖物的房屋结构。
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| CN201820954710.1U CN208857961U (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种大跨悬索-系杆拱结构体系及房屋结构 |
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| CN108755965A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-06 | 浙江大学 | 一种大跨悬索-系杆拱结构体系及房屋结构 |
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