CN210562917U - 一种具有内嵌式网壳的网架结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有内嵌式网壳的网架结构，包括网架主体、边缘桁架以及中部网壳，所述网架主体上设有中空的嵌设空间，所述边缘桁架固设于所述网架主体的所述嵌设空间的边缘，所述中部网壳嵌设于所述嵌设空间，并与所述边缘桁架固定连接。该网架结构包括网架主体及嵌设于网架主体的嵌设空间并通过边缘桁架实现与网架主体固定的中部网壳。采用这种结构设计，该中部网壳不仅可通过边缘桁架实现承载和连接，而且还可通过边缘桁架实现与建筑结构的基座或者是建筑结构的网架结构连接，从而使得网壳结构可适用于不仅是普通单一的建筑形式，还可适用于屋面采用网架结构的大型建筑，适用范围更广。

Description

一种具有内嵌式网壳的网架结构

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种具有内嵌式网壳的网架结构。

背景技术

网壳结构因兼有杆件结构和薄壳结构的主要特性，具有自重轻盈、受力合理以及可以跨越较大的跨度等优点。此外，合理的曲面设计可以使网壳结构受力均匀，内力以单一受压为主，从而提高网壳结构的刚度、减少了结构变形、提高结构稳定性高且节省材料等优点。因此，网壳结构被广泛应用于大型的建筑中。

传统的多边形网壳结构通常是一个独立的壳体，然后固定在建筑结构的基座(例如基础、结构梁板)上。这种传统的多边形网壳结构的整体结构复杂，且使用场景单一，仅能适用于普通的大型建筑，对于某些设置网架结构的大型建筑来说，由于网壳结构无法与网架结构连接，从而无法适用于设置有网架的大型建筑中。

实用新型内容

本实用新型实施例公开了一种结构简单且适用范围更广的具有内嵌式网壳的网架结构。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有内嵌式网壳的网架结构，

网架主体，所述网架主体上设有中空的嵌设空间；

边缘桁架，所述边缘桁架固设于所述网架主体的所述嵌设空间的边缘；以及

中部网壳，嵌设于所述嵌设空间，并与所述边缘桁架固定连接。

其中，该网架结构为不规则网架结构，该中空的嵌设空间的形状为不规则形状。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述边缘桁架包括至少一层桁架层，所述桁架层包括多个杆件单元，多个所述杆件单元沿所述嵌设空间的边缘依次围合连接，所述中部网壳与所述多个杆件单元固定连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述边缘桁架包括两层所述桁架层，分别为第一桁架层及第二桁架层，所述第二桁架层叠设于所述第一桁架层上，所述第二桁架层的各所述杆件单元与所述第一桁架层的各所述杆件单元一一对应设置，所述中部网壳固定连接于所述第二桁架层的各所述杆件单元。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述边缘桁架还包括多个第一连接节点，所述第一桁架层的相邻两所述杆件单元共用同一所述第一连接节点，所述第二桁架层与所述第一桁架层对应的相邻两所述杆件单元共用该同一所述第一连接节点，并与该所述第一桁架层的该相邻两所述杆件单元相交于该同一所述第一连接节点。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述杆件单元包括上弦杆、与所述上弦杆平行设置的下弦杆以及垂直连接于所述上弦杆及所述下弦杆之间的竖腹杆，所述中部网壳与所述杆件单元的所述上弦杆固定连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述第一层桁架层还包括多根第一层斜腹杆，所述第二桁架层还包括多根第二层斜腹杆，所述第一层斜腹杆连接于所述第一桁架层的所述上弦杆与所述下弦杆之间，所述第二层斜腹杆连接于所述第二桁架层的所述上弦杆与所述下弦杆之间，位于所述第一桁架层上的相邻两所述第一层斜腹杆相交，位于所述第二桁架层上的所述第二层斜腹杆均与所述中部网壳固结连接。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述网架主体包括中部网架以及设于所述中部网架的边缘并与所述中部网架相连的边缘网架，所述中部网架上设有所述中空的嵌设空间。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述中部网架为双层平面网架，所述边缘网架为三角锥网架或四角锥网架。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述中部网壳包括多个第一网壳单元和多个第二网壳单元，所述多个第一网壳单元依次连接，所述多个第二网壳单元连接于所述多个第一网壳单元及所述杆件单元。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述第一网壳单元包括多根依次围合连接的第一连接杆，相邻的两个所述第一网壳单元至少共用同一所述第一连接杆，每一个所述第二网壳单元均与杆件单元及多个所述第一网壳单元连接，且每一个所述第二网壳单元均和与其连接的每一个所述第一网壳单元共用一所述第一连接杆。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型的实施例中，所述第一网壳的截面形状为第一多边形，所述第二网壳单元与所述杆件单元连接形成截面形状为第二多边形的结构，所述第二多边形的形状与所述第一多边形的形状相同。

其中，所述第一多边形和第二多边形均为等边六边形。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种具有内嵌式网壳的网架结构，该网架结构包括网架主体及嵌设于网架主体的嵌设空间并通过边缘桁架实现与网架主体固定的中部网壳。采用这种结构设计，该中部网壳不仅可通过边缘桁架实现承载和连接，而且还可通过边缘桁架实现与建筑结构的基座或者是建筑结构的网架结构连接，从而使得网壳结构可适用于不仅是普通单一的建筑形式，还可适用于屋面采用网架结构的大型建筑，适用范围更广。此外，本实用新型的网架结构采用中部网壳内嵌的方式，整体结构更加简洁且采光效果更优。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的网架结构的结构示意图；

图2是图1的d处放大视图；

图3是本实用新型实施例提供的中部网壳与边缘桁架连接的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的边缘桁架的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

以下进行结合附图进行详细描述。

请一并参见图1至图4，本实用新型实施例提供一种具有内嵌式网壳的网架结构100，该网架结构100包括网架主体10、边缘桁架20以及中部网壳30。网架主体10上设有中空的嵌设空间10a，边缘桁架20固设于网架主体10的嵌设空间10a的边缘，中部网壳30嵌设于该嵌设空间10a，并与边缘桁架20固定连接。

本实用新型采用在网架主体10上开设中空的嵌设空间10a，然后将中部网壳30嵌设于该嵌设空间10a，利用边缘桁架20实现中部网壳30与网架主体10的连接固定，从而使得大型建筑的网架与网壳的结合成为了可能。

在本实施例中，该网架主体10可为规则网架或不规则网架，不规则网架的意思是指：该网架主体10的整体形状为不规则图形。目前，大部分的网架的整体形状多为规则图形，从而可降低施工的难度。当网架的整体形状为不规则图形时，则需考虑网架的自身结构强度以及整个网架的跨度。本实施例的网架主体10可由多个三角形的网架及弧形网架组成，且该多个三角形的网架之间可通过长条形的弧形网架来连接。可以理解的是，对于该网架主体10的形状可根据实际建筑的形状和要求调整，这里不做具体限定。

进一步地，该网架主体10包括中部网架11以及设于中部网架11的边缘并与该中部网架11相连的边缘网架12，该中部网架11上设有该中空的嵌设空间10a。具体地，该中部网架11为双层的平面网架，包括由上至下设置的第一层中部网架和第二层中部网架，该第一层中部网架包括多个相连的第一网架单元，每一个第一网架单元的形状均为六边形，从而使得该中部网架11形成六边形网架。该第二层中部网架包括多个相连的第二网架单元，且所有的第二网架单元的形状均为矩形，且该第二层网架单元的宽度小于该第一网架单元的宽度。采用双层中部网架11的设计，可有利于提高中部网架11的结构强度。同时，采用双层中部网架11的设计，在该双层中部网架11上设置该嵌设空间10a时，也可使得该嵌设空间10a具有一定的空间高度，从而便于设置该中部网壳30。

更进一步地，该边缘网架12为三角锥网架或四角锥网架，该边缘网架12用于实现与中部网架11的连接，以支撑该中部网架11。

在本实施例中，该边缘桁架20不仅用于支撑固定该中部网壳30，而且还可用于与大型建筑的基座或网架连接。具体地，该边缘桁架20不仅与中部网壳30连接，还与该中部网架11连接，且由于中部网架11为双层网架，因此，该边缘桁架20可包括至少一层桁架层，该桁架层可包括多个杆件单元21，该多个杆件单元21沿嵌设空间10a的边缘依次围合连接，该中部网壳30与该多个杆件单元21固定连接。具体地，该桁架层可为一层、两层或多层，取决于该中部网壳30的跨度及连接的大型建筑的基座或网架。

进一步地，边缘桁架20为三角锥桁架结构，即，边缘桁架20的杆件连接形成三角锥形状。采用三角锥桁架结构的方式，可进一步有利于边缘桁架20与中部网壳30的连接以及与中部网架11的连接。

进一步地，该边缘桁架20包括两层桁架层，分别为第一桁架层20a和第二桁架层20b，该第二桁架层20b叠设于第一桁架层20a上，且第二桁架层20b的杆件单元21与第一桁架层20a的杆件单元21一一对应设置，从而实现第二桁架层20b与第一桁架层20a的对应设置，此时，中部网壳30固定连接于第二桁架层20b的杆件单元21。也就是说，当桁架层为多层时，该多层桁架依次叠设设置，同时，每一层桁架的杆件单元21均是一一对应设置的，该中部网壳30固定连接于最上层的桁架层。这样，利用最上层的桁架层实现对中部网壳30的支撑固定时，还可利用位于最层的桁架层实现与大型建筑的基座或网架固定连接，使得该具有内嵌式网壳的网架结构100的整体受力和固定都更加合理。

更进一步地，由于边缘桁架20包括多层桁架层时，每一层桁架层依次叠加设置，因此，沿边缘桁架20的高度延伸方向，上、下相邻的两层桁架层之间在设置时，可共用该连接组件的部分杆件。具体地，每一层桁架层的杆件单元21都可包括上弦杆11a、与上弦杆11a平行设置的下弦杆11b以及垂直连接于上弦杆11a和下弦杆11b之间的竖腹杆11c。以该桁架层为两层为例，由于第二桁架层20b叠设于第一桁架层20a上方，因此，第一桁架层20a的上弦杆11a可作为第二桁架层20b的下弦杆11b。也就是说，第二桁架层20b与第一桁架层20a是共用了第一桁架层20a的上弦杆11a的。

采用上述设置方式，不仅可有效减少杆件的数量，节约材料成本，同时还可使得第二桁架层20b与第一桁架层20a的连接和施工更加简便。

在本实施例中，边缘桁架20还包括多个第一连接节点22，该第一桁架层20a的相邻两个杆件单元21共用同一个第一连接节点22，该第二桁架层20b与第一桁架层20a对应的相邻的两个杆件单元21也共用该同一个第一连接节点22，并与该第一桁架层20a的相邻两杆件单元21相交于该同一个第一连接节点22。也就是说，第一桁架层20a和第二桁架层20b的相邻的两个杆件单元21是相交于同一个第一连接节点22的，这样，可便于通过同一个第一连接节点22实现第一桁架层20a的杆件单元21和第二桁架层20b的杆件单元21的连接。具体地，由于杆件单元21包括上弦杆21a、下弦杆21b和竖腹杆21c，因此，对于第二桁架层20b而言，相邻的两个杆件单元21连接于同一个第一连接节点22是指：相邻的两个杆件单元21的下弦杆21b连接于该同一个第一连接节点22，同时，相邻的两个杆件单元21的竖腹杆21c也连接于同一个第一连接节点22。而由于第一桁架层20a与第二桁架层20b共用了其上弦杆21a，因此，对于第一桁架层20a而言，相邻的两个杆件单元21连接于同一个第一连接节点22是指：相邻的两个杆件单元21的上弦杆21a(即第二桁架层20b的下弦杆21b)连接于该同一个第一连接节点22，相邻的两个杆件单元21的竖腹杆21c也连接于该同一个第一连接节点22。

进一步地，为了便于杆件单元21的杆件与杆件之间的连接，该边缘桁架20还包括多个第二连接节点23，每一层桁架层的每一个杆件单元21都连接有该第二连接节点23。具体地，对于第一桁架层20a而言，由于竖腹杆21c连接于上弦杆21a和下弦杆21b之间，因此，竖腹杆21c与上弦杆21a、竖腹杆21c与下弦杆21b均连接有第二连接节点23。同理，对于第二桁架层20b而言，第二桁架层20b的上弦杆21a与竖腹杆21c、第二桁架层20b的下弦杆21b(即第一桁架层20a的上弦杆21a)与竖腹杆21c均连接有第二连接节点23。

由此可知，边缘桁架20是通过上弦杆21a、竖腹杆21c、下弦杆21b、第一连接节点22以及第二连接节点23连接形成的，采用这样的方式，不仅可便于杆件、连接节点等的运输、组装，同时组成的边缘桁架20的整体质量较轻，有利于减轻具有内嵌式网壳的网架结构100的整体重量。

在本实施例中，该第一桁架层20a还包括多根第一斜腹杆201，第二桁架层20b还包括多个第二斜杆202，该第一斜腹杆201连接于第一桁架层20a的上弦杆21a与下弦杆21b之间，该第二斜杆202连接于第二桁架层20b的上弦杆21a与下弦杆21b之间，且位于该第一桁架层20a上的相邻的两根第一斜腹杆201相交，位于第二桁架层20b的第二斜杆202与该中部网壳30固定连接。应该得知的是，该第一斜腹杆201对应该第一桁架层20a的杆件单元21设置的，即，当相邻的两个杆件单元21连接于同一个第一连接节点22时，对应该相邻的两个杆件单元21的两根第一斜腹杆201也相交于该同一个第一连接节点22。

在本实施例中，该中部网壳30包括多个第一网壳单元31和多个第二网壳单元32，该多个第一网壳单元31依次连接，该多个第二网壳单元32连接于该第一网壳单元31及杆件单元21。具体地，该第一网壳单元31的截面形状为第一多边形，该第一多边形为正六边形，多个个第一网壳单元31依次连接形成近似蜂窝六边形的结构。也就是说，该中部网壳30为近似蜂窝六边形的结构。这种网壳与传统的三角形、四边形不同，这种网壳的整体外观表现力以及与具有网架的大型建筑的契合度更高，满足大型建筑的整体性要求。此外，采用蜂窝六边形的网壳，其结构更加简单，结构经济性更优。

进一步地，该第一网壳单元31包括多根依次围合连接的第一连接杆31a，相邻的两个第一网壳单元31至少共用一根第一连接杆31a。由于该第一网壳单元31的截面形状为正六边形，因此，该第一连接杆31a为六根，依次首尾相接。相邻的两个第一网壳单元31至少共用一根该第一连接杆31a，从而组成近似蜂窝六边形的结构。

在本实施例中，每一个第二网壳单元32均与杆件单元21及多个第一网壳单元31连接，且每一个第二网壳单元32均与与其连接的每一个第一网壳单元31共用一根该第一连接杆31a。也就是说，用于组成该第二网壳单元32的杆件为第一网壳单元31的第一连接杆。

进一步地，由于中部网壳30是整体嵌设于边缘桁架20的嵌设空间10a内的，而边缘桁架20又包括杆件单元21，因此，该中部网壳30与杆件单元21固定连接，从而实现中部网壳30在嵌设空间10a内的固定。由此可知，第二网壳单元32是作为第一网壳单元31与杆件单元21连接的收边部分，起到连接第一网壳单元31与杆件单元21的作用。不同于传统的三角形、四边形或六边形网壳结构100的收边均为完整收边(即，收边时，每一个网壳单元均为对应完整的三角形、四边形或六边形)，本实用新型的第二网壳单元32是通过与该杆件单元21连接形成截面形状为第二多边形的结构，且该第二多边形的形状与第一多边形的形状相同，即，第二网壳单元32与杆件单元21连接形成正六边形结构。

采用本实用新型的中部网壳30，该第二网壳单元32无需收边成与第一网壳单元31相同的结构，而是通过与杆件单元21连接形成与第一网壳单元31相同的结构，从而使得在网壳结构100的收边设计时更加方便，施工也更加简便。

本实用新型实施例提供的具有内嵌式网壳的网架结构100，通过增加边缘桁架20实现中部网壳30与大型建筑的网架主体10连接，从而使得网架与网壳能够结合并适用于不同的大型建筑，适用范围更广。

以上对本实用新型实施例公开的一种具有内嵌式网壳的网架结构100进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (11)

1.一种具有内嵌式网壳的网架结构，其特征在于，包括

网架主体，所述网架主体上设有中空的嵌设空间；

边缘桁架，所述边缘桁架固设于所述网架主体的所述嵌设空间的边缘；以及

中部网壳，嵌设于所述嵌设空间，并与所述边缘桁架固定连接。

2.根据权利要求1所述的网架结构，其特征在于，所述边缘桁架包括至少一层桁架层，所述桁架层包括多个杆件单元，多个所述杆件单元沿所述嵌设空间的边缘依次围合连接，所述中部网壳与所述多个杆件单元固定连接。

3.根据权利要求2所述的网架结构，其特征在于，所述边缘桁架包括两层所述桁架层，分别为第一桁架层及第二桁架层，所述第二桁架层叠设于所述第一桁架层上，所述第二桁架层的各所述杆件单元与所述第一桁架层的各所述杆件单元一一对应设置，所述中部网壳固定连接于所述第二桁架层的各所述杆件单元。

4.根据权利要求3所述的网架结构，其特征在于，所述边缘桁架还包括多个第一连接节点，所述第一桁架层的相邻两所述杆件单元共用同一所述第一连接节点，所述第二桁架层与所述第一桁架层对应的相邻两所述杆件单元共用该同一所述第一连接节点，并与该所述第一桁架层的该相邻两所述杆件单元相交于该同一所述第一连接节点。

5.根据权利要求3至4任一项所述的网架结构，其特征在于，所述杆件单元包括上弦杆、与所述上弦杆平行设置的下弦杆以及垂直连接于所述上弦杆及所述下弦杆之间的竖腹杆，所述中部网壳与所述杆件单元的所述上弦杆固定连接。

6.根据权利要求5所述的网架结构，其特征在于，所述第一桁架层还包括多根第一层斜腹杆，所述第二桁架层还包括多根第二层斜腹杆，所述第一层斜腹杆连接于所述第一桁架层的所述上弦杆与所述下弦杆之间，所述第二层斜腹杆连接于所述第二桁架层的所述上弦杆与所述下弦杆之间，位于所述第一桁架层上的相邻两所述第一层斜腹杆相交，位于所述第二桁架层上的所述第二层斜腹杆均与所述中部网壳固结连接。

7.根据权利要求1至4任一所述的网架结构，其特征在于，所述网架主体包括中部网架以及设于所述中部网架的边缘并与所述中部网架相连的边缘网架，所述中部网架上设有所述中空的嵌设空间。

8.根据权利要求7所述的网架结构，其特征在于，所述中部网架为双层平面网架，所述边缘网架为三角锥网架或四角锥网架。

9.根据权利要求2至4任一项所述的网架结构，其特征在于，所述中部网壳包括多个第一网壳单元和多个第二网壳单元，所述多个第一网壳单元依次连接，所述多个第二网壳单元连接于所述多个第一网壳单元及所述杆件单元。

10.根据权利要求9所述的网架结构，其特征在于，所述第一网壳单元包括多根依次围合连接的第一连接杆，相邻的两个所述第一网壳单元至少共用同一所述第一连接杆，每一个所述第二网壳单元均与杆件单元及多个所述第一网壳单元连接，且每一个所述第二网壳单元均和与其连接的每一个所述第一网壳单元共用一所述第一连接杆。

11.根据权利要求10所述的网架结构，其特征在于，所述第一网壳的截面形状为第一多边形，所述第二网壳单元与所述杆件单元连接形成截面形状为第二多边形的结构，所述第二多边形的形状与所述第一多边形的形状相同。

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