CN211286224U - 蜂窝三撑杆型索穹顶结构 - Google Patents
蜂窝三撑杆型索穹顶结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211286224U CN211286224U CN201921402083.1U CN201921402083U CN211286224U CN 211286224 U CN211286224 U CN 211286224U CN 201921402083 U CN201921402083 U CN 201921402083U CN 211286224 U CN211286224 U CN 211286224U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cable
- basic unit
- ring
- cables
- basic units
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 1
- 238000010623 stretch-draw forming Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Tents Or Canopies (AREA)
Abstract
本实用新型公开了蜂窝三撑杆型索穹顶结构。现有技术存在着结构施工难度大，节点构造复杂，对施工误差和构件加工误差的敏感性高度不足。本实用新型的蜂窝单撑杆型索穹顶结构是由上弦脊索层、中部斜索与撑杆层、下弦环索层组成。上弦脊索层为蜂窝状球面，由基本单元构成，包括最外圈的对称五边形基本单元、最内圈的等腰三角形基本单元、中间的对称六边形基本单元。基本单元分别沿环向和径向拓展，相邻基本单元的脊索共线；沿环分别将下弦点用拉索连接，形成下弦环索层，得到蜂窝三撑杆型索穹顶结构。本实用新型结构稳定，建筑造型简洁、美观、空间效果强。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑学技术领域，具体涉及一种蜂窝三撑杆型索穹顶结构。
背景技术
索穹顶结构具有优异的受力性能、优美的结构造型和出众的经济指标。目前的研究与实践，均以“拉索的海洋与压杆的孤岛”的Fuller构想为基础开展，即索穹顶内每个上下弦节点均只设有一根竖向受压杆件以形成张力场中的压力“孤岛”。由于压杆的水平投影为一个点，同一圈压杆投影形成一道点环，即压杆垂直于水平面，且互不连通，导致其稳定性较差。尤其是肋环型索穹顶结构，上弦节点没有环向构件对其进行约束，致使结构的抗扭刚度和稳定性均存在明显不足。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术不足，提出了一种非传统“拉索的海洋与压杆的孤岛”Fuller构想的蜂窝三撑杆型索穹顶结构。
本实用新型包括上弦脊索层、中部斜索与撑杆层、下弦环索层；其特征在于：所述的上弦脊索层为蜂窝状球面，由基本单元构成。
所述的基本单元包括最外圈的对称五边形基本单元、最内圈的等腰三角形基本单元、中间的对称六边形基本单元。
每个对称六边形基本单元包括六根共用上弦脊索、两根斜索、三根撑杆；六根共用上弦脊索首尾相接，围合成六边形，其平面投影为对称的六边形；该对称六边形由上方等腰三角形部分、中部等腰梯形部分、下方等腰三角形部分构成；上方等腰三角形部分的底边即为中部等腰梯形部分的上底，下方等腰三角形部分的底边即为中部等腰梯形部分的下底。
三根撑杆的一端分别接上方等腰三角形部分对应的三个顶点，两根斜索的一端分别接下方等腰三角形部分两个底角对应的两个六边形顶点，两根斜索和三根撑杆另一端汇交于基本单元的下弦节点。
所述对称六边形基本单元沿环向扩展，形成一道环向子结构。连接的具体方式为：相邻两个对称六边形基本单元共用一根共用上弦脊索，共用的共用上弦脊索对应于中部等腰梯形部分的一个腰；相邻两个对称六边形基本单元的下弦节点通过拉索连接。
环向子结构沿径向扩展，即将构成一道环向子结构的对称六边形基本单元中，对应于上方等腰三角形部分两腰的两根共用上弦脊索，作为构成下一道环向子结构的等腰六边形基本单元中下方等腰三角形部分的两腰。
上弦脊索层平面中最外圈环向子结构的基本单元为对称五边形基本单元，其中部等腰梯形部分的下底边即为结构中刚度较大的外环梁；上弦脊索层平面中的最内圈环向子结构的基本单元为等腰三角形基本单元，两腰即为下一道环向子结构的对称六边形基本单元中下方等腰三角形部分两腰对应的两根共用上弦脊索，其底边即为结构的内环索。
所有的斜索和撑杆构成中部斜索与撑杆层；同一平面的所有拉索首尾相接，形成下弦环索，所有的下弦环索构成下弦环索层。
本实用新型的有益效果包括：
1、本实用新型建筑造型简洁、美观、空间效果强；
2、本实用新型和传统常规的索穹顶结构相比，环索数和斜索数可减少一半，减少了索材用量，有效降低工程造价，且便于施工张拉成形；
3、本实用新型设有多根撑杆，有效提高撑杆以及整个结构的稳定性；
4、本实用新型的提出，为索穹顶结构的建筑选型提供了新方案。
附图说明
图1为本实用新型穹顶结构的俯视图；
图2为本实用新型穹顶结构的三维图；
图3为一个对称六边形基本单元的结构示意图；
图4为一个对称六边形基本单元的平面组成示意图；
图5为构成基本单元的平面的位置示意图；
图6为对称六边形基本单元沿环向扩展示意图；
图7为一道环向子结构示意图。
具体实施方式
如图1和2所示，一种蜂窝三撑杆型索穹顶结构，包括上弦脊索层、中部斜索与撑杆层、下弦环索层。
上弦脊索层为蜂窝状球面，由基本单元构成。基本单元包括最外圈的对称五边形基本单元I、最内圈的等腰三角形基本单元Ⅱ、中间的对称六边形基本单元Ⅲ。
如图3所示，每个对称六边形基本单元包括六根共用上弦脊索1、两根长度相等的斜索2、三根长度相等的撑杆3。其平面投影为对称的六边形。
如图4所示，六根共用上弦脊索1首尾相接，围合成六边形，其平面投影为对称的六边形。该对称六边形由上方等腰三角形部分α、中部等腰梯形部分β、下方等腰三角形部分γ构成；上方等腰三角形部分α的底边AC即为中部等腰梯形部分β的上底，下方等腰三角形部分γ的底边FD即为中部等腰梯形部分β的下底。
如图3和4所示，三根撑杆3(图中密虚线)的一端分别接上方等腰三角形部分α对应的三个顶点A、B和C，两根斜索2(图中疏虚线)的一端分别接下方等腰三角形部分γ两个底角对应的两个六边形顶点D和F，两根斜索2和三根撑杆3另一端汇交于基本单元的下弦节点4。
如图5所示，对称六边形基本单元侧平面投影后，上方等腰三角形部分α的两边AB和BC重合，中部等腰梯形部分β两腰AF和CD重合，下方等腰三角形部分γ两腰EF和ED重合。上方等腰三角形部分α的平面与水平面夹角为θi-1，中部等腰梯形部分β的平面与水平面夹角为θi，下方等腰三角形部分γ的平面与水平面夹角为θi+1。各部分平面与水平面的夹角通过下式求出。
其中，f为结构矢高，L为结构跨度，ri为第i节点距结构中心轴的侧平面投影距离，n为节点的数量。
如图6和7所示，对称六边形基本单元沿环向扩展，即位于同一圆环的多个对称六边形基本单元依次连接，形成一道环向子结构。连接的具体方式为：相邻两个对称六边形基本单元共用一根共用上弦脊索1，共用的共用上弦脊索1对应于中部等腰梯形部分β的一个腰；相邻两个对称六边形基本单元的下弦节点4通过拉索5(图中点画线)连接。
如图2所示，环向子结构沿径向扩展，即将构成一道环向子结构的对称六边形基本单元中，对应于上方等腰三角形部分α两腰的两根共用上弦脊索1，作为构成下一道环向子结构的等腰六边形基本单元中下方等腰三角形部分γ的两腰。对称六边形基本单元构成的环向子结构为2～4道。
如图1和2所示，上弦脊索层平面中最外圈环向子结构的基本单元为对称五边形基本单元I，即没有下方等腰三角形部分，其中部等腰梯形部分β的下底边即为结构中刚度较大的外环梁6。上弦脊索层平面中的最内圈环向子结构的基本单元为等腰三角形基本单元Ⅱ，两腰即为下一道环向子结构的对称六边形基本单元Ⅲ中下方等腰三角形部分γ两腰对应的两根共用上弦脊索1，其底边即为结构的内环索7。最内圈环向子结构的等腰三角形基本单元Ⅱ中的最上部的顶点即为结构的第1个节点，最外圈环向子结构的对称五边形基本单元I中的最下部顶点即为结构的第n个节点。
所有的斜索2和撑杆3构成中部斜索与撑杆层。同一平面的所有拉索5首尾相接，形成下弦环索，所有的下弦环索构成下弦环索层。
Claims (5)
1.蜂窝三撑杆型索穹顶结构，包括上弦脊索层、中部斜索与撑杆层、下弦环索层；其特征在于：所述的上弦脊索层为蜂窝状球面，由基本单元构成；
所述的基本单元包括最外圈的对称五边形基本单元、最内圈的等腰三角形基本单元、中间的对称六边形基本单元；
每个对称六边形基本单元包括六根共用上弦脊索(1)、两根斜索(2)、三根撑杆(3)；六根共用上弦脊索(1)首尾相接，围合成六边形，其平面投影为对称的六边形；该对称六边形由上方等腰三角形部分、中部等腰梯形部分、下方等腰三角形部分构成；上方等腰三角形部分的底边即为中部等腰梯形部分的上底，下方等腰三角形部分的底边即为中部等腰梯形部分的下底；
三根撑杆(3)的一端分别接上方等腰三角形部分对应的三个顶点，两根斜索(2)的一端分别接下方等腰三角形部分两个底角对应的两个六边形顶点，两根斜索(2)和三根撑杆(3)另一端汇交于基本单元的下弦节点(4)；
所述对称六边形基本单元沿环向扩展，形成一道环向子结构；连接的具体方式为：相邻两个对称六边形基本单元共用一根共用上弦脊索(1)，共用的共用上弦脊索(1)对应于中部等腰梯形部分的一个腰；相邻两个对称六边形基本单元的下弦节点(4)通过拉索(5)连接；
环向子结构沿径向扩展，即将构成一道环向子结构的对称六边形基本单元中，对应于上方等腰三角形部分两腰的两根共用上弦脊索(1)，作为构成下一道环向子结构的等腰六边形基本单元中下方等腰三角形部分的两腰；
上弦脊索层平面中最外圈环向子结构的基本单元为对称五边形基本单元，其中部等腰梯形部分的下底边即为结构中刚度较大的外环梁(6)；上弦脊索层平面中的最内圈环向子结构的基本单元为等腰三角形基本单元，两腰即为下一道环向子结构的对称六边形基本单元中下方等腰三角形部分两腰对应的两根共用上弦脊索(1)，其底边即为结构的内环索(7)；
所有的斜索(2)和撑杆(3)构成中部斜索与撑杆层；同一平面的所有拉索(5)首尾相接，形成下弦环索，所有的下弦环索构成下弦环索层。
2.如权利要求1所述的蜂窝三撑杆型索穹顶结构，其特征在于：
基本单元中各个平面与水平面的夹角
其中，f为结构矢高，L为结构跨度，ri为第i节点距结构中心轴的侧平面投影距离，n为节点的数量。
3.如权利要求1所述的蜂窝三撑杆型索穹顶结构，其特征在于：对称六边形基本单元构成的环向子结构为2～4道。
4.如权利要求1所述的蜂窝三撑杆型索穹顶结构，其特征在于：所述的斜索(2)的长度相等、所述的三根撑杆(3)的长度相等。
5.如权利要求2所述的蜂窝三撑杆型索穹顶结构，其特征在于：最内圈环向子结构的等腰三角形基本单元中的最上部的顶点即为结构的第1个节点，最外圈环向子结构的对称五边形基本单元中的最下部顶点即为结构的第n个节点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921402083.1U CN211286224U (zh) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | 蜂窝三撑杆型索穹顶结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921402083.1U CN211286224U (zh) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | 蜂窝三撑杆型索穹顶结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211286224U true CN211286224U (zh) | 2020-08-18 |
Family
ID=72012092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921402083.1U Active CN211286224U (zh) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | 蜂窝三撑杆型索穹顶结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211286224U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110453843A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-15 | 浙江大学 | 一种蜂窝三撑杆型索穹顶结构 |
-
2019
- 2019-08-27 CN CN201921402083.1U patent/CN211286224U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110453843A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-15 | 浙江大学 | 一种蜂窝三撑杆型索穹顶结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9546478B2 (en) | Continuous tension, discontinuous compression systems and methods | |
| CN104975670B (zh) | 一种边界不等高椭圆平面复合式索穹顶结构 | |
| CN102605887B (zh) | 索杆式可展结构 | |
| CN102653965B (zh) | 一种高冗余度张弦桁架结构及实施方法 | |
| CN104631620A (zh) | 一种负高斯曲率索穹顶 | |
| CN103938720B (zh) | 装备储运用的大空间金属球冠形网壳的构建方法 | |
| CN211007255U (zh) | 葵花三撑杆单斜索型索穹顶结构 | |
| CN211286224U (zh) | 蜂窝三撑杆型索穹顶结构 | |
| WO2019218680A1 (zh) | 一种单层无内环交叉索支结构 | |
| CN112252477A (zh) | 一种叠合型索结构体系及其形态分析方法 | |
| CN210315970U (zh) | 一种焊接球网架 | |
| CN210828010U (zh) | 蜂窝单撑杆型索穹顶结构 | |
| CN217000158U (zh) | 一种大跨度异形钢铝混合单层网壳结构 | |
| CN211007256U (zh) | 葵花三撑杆双斜索型索穹顶结构 | |
| CN202611067U (zh) | 索杆式折叠网格结构 | |
| CN103872462B (zh) | 一种高稳定天线索网系统张力阵布局方法 | |
| CN109811891B (zh) | 一种柔性全张拉结构体系、预张力设计方法及施工方法 | |
| CN110453844A (zh) | 一种蜂窝单撑杆型索穹顶结构 | |
| CN215858228U (zh) | 一种菱形网格立面结构体系及大型建筑立面结构 | |
| CN216766243U (zh) | 一种用于大跨度建筑的锥形折板结构 | |
| CN102605862B (zh) | 索杆式折叠网格结构 | |
| CN202611061U (zh) | 索杆式可展结构 | |
| CN115874817A (zh) | 一种新型张拉整体环结构 | |
| CN104878865A (zh) | 具有径向拉索的径向开合膜屋盖 | |
| CN209854920U (zh) | 一种柔性全张拉结构体系 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |