CN214739147U - 一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，包括固定屋盖(100)、滑动屋盖(200)以及与滑动屋盖(200)连接的移动机构，所述固定屋盖(100)、所述滑动屋盖(200)各自的立面结构分别设于各屋面结构的底部边缘延伸处，并与屋面结构呈一体化结构设计，屋面和立面设有弧线形过渡区域，所述滑动屋盖(200)与所述固定屋盖(100)的两端均支承在位于底部的支承结构上。与现有技术相比，本实用新型具有满足全天候的使用需求、实现建筑节能、操作灵活等优点。

Description

一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其是涉及一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系。

背景技术

开合屋盖结构指的是通过移动部分或整体屋盖实现屋顶开启或闭合的结构。带有开合屋盖的建筑是一种较为新颖的建筑形式，它打破了传统室内空间与室外空间的界限，可以根据使用功能与天气情况在室内环境与室外环境之间进行转换，使用者既能够尽情享受阳光与新鲜空气，又可以避免风雨等恶劣天气的影响，可满足全天候的使用需求。开合屋盖的应用对象以游泳馆、网球馆、棒球馆等体育建筑为主，规模逐渐从小型建筑发展到大型工程。

开合屋盖的开启形式主要有水平移动开合、绕竖向枢轴旋转开合，折叠开合三种形式。多花瓣屋盖的绕竖向枢轴旋转开合形式则在大型的网球场中有成功的应用案例，且其形状与开合屋盖需要有较高的匹配程度；折叠开合形式则通常为屋面膜材的开合，结构本身不发生移动。通过对国内已建成的开合屋盖统计结果可知，应用在中小型游泳馆等体育建筑中以水平移动开合形式居多，而这些开合屋盖中绝大多数都是只有屋盖开合，立面结构与屋盖结构从结构较多分开设计，立面结构不发生移动。

从建筑设计角度去理解开合屋盖结构，显然可以在需要时实现室内外空间的灵活转化，例如在夏天的室内游泳池游泳时，可以改善室内空气闷热的情况，同时达到节能的目的。然而仅屋面结构开合，室内的人只能从高度上去感受室内空间的变化，室内空气也只能从竖向进行转化，无法灵活地根据使用功能与天气情况灵活的实现室内与室外环境的相互转换，且无法达到建筑节能的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种满足全天候的使用需求、实现建筑节能、操作灵活的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，包括固定屋盖、滑动屋盖以及与滑动屋盖连接的移动机构，所述固定屋盖、所述滑动屋盖各自的立面结构分别设于各自屋面结构的底部边缘延伸处，并与屋面结构呈一体化结构设计，屋面结构和立面结构设有弧线形过渡区域，所述滑动屋盖与所述固定屋盖的两端均支承在位于底部的支承结构上。

优选地，屋面结构与立面结构采用一整根梁或一整根柱体结构，其中，屋面结构设于一整根梁或一整根柱体的上方段，立面结构设于一整根梁或一整根柱体的下方段，屋面结构和立面结构之间设有弧线形过渡区域。

优选地，所述滑动屋盖与所述固定屋盖之间采用平动开合方式或绕中枢轴旋转开合方式实现屋盖的空间开启和闭合。

优选地，所述固定屋盖采用桁架结构或带拉索的张弦梁结构体系。

优选地，所述固定屋盖采用带有拉索的张弦梁结构体系，该张弦梁结构系统的钢梁底部设有一个V形撑杆，所述拉索通过V形撑杆的底部节点，该张弦梁结构体系的主结构的两端固定在底部的支承结构上。

优选地，所述滑动屋盖的两端设置有用以与所述支承结构连接的连接节点。

优选地，所述连接节点处设置所述移动机构，所述移动机构包括台车系统、轨道系统和驱动系统，所述滑动屋盖通过台车系统和轨道系统支承在底部的支承结构上。

优选地，当所述滑动屋盖与所述固定屋盖之间采用平动开合方式时，所述滑动屋盖的结构高度大于所述固定屋盖的结构高度，当所述滑动屋盖与所述固定屋盖之间采用绕中枢轴旋转开合方式时，所述滑动屋盖的结构高度与所述固定屋盖的结构高度相同，或所述滑动屋盖的结构高度大于所述固定屋盖的结构高度，或所述滑动屋盖的结构高度小于所述固定屋盖的结构高度。

优选地，所述滑动屋盖采用正交网格梁结构体系，该正交网格梁结构体系的主梁沿着屋盖的主要跨度方向设置，该正交网格梁结构体系的次梁沿着屋盖，并与主梁垂直的方向设置，主梁的上、下段连接在底部的支承结构上。

优选地，所述拉索与所述V形撑杆采用销轴节点连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

一、打破了传统室内空间与室外空间的界限，采用水平移动开合形式或中枢轴旋转开合形式，并将屋面和立面采用一体化设计，在屋面和立面过渡区域为弧线形造型，可以根据使用功能与天气情况灵活的实现室内与室外环境的相互转换，使用者既能够尽情享受阳光与新鲜空气，又可以避免风雨等恶劣天气的影响，可满足全天候的使用需求，进而达到建筑节能的目的；

二、固定屋盖和滑动屋盖的主结构均为一体化设计，主结构从屋面，通过屋面立面过渡弧形区域，再到立面，打破了传统意义上的屋面结构和立面结构分开设计的限制，为屋面和立面结构的一体开合创造了结构条件；

三、本实用新型的开合屋盖在开启过程中，屋面和立面可以实现一体化开合，使得建筑室内的空间转化更加立体，为室内的人提供了更广更远的室内，增加了建筑整体的使用性和舒适度，增加了建筑的开启面积，实现了更好的建筑节能效果；

四、滑动屋盖采用正交钢梁结构体系，沿着屋盖的主要跨度方向布置主梁，沿着另一个方向布置次梁，主梁的上下段连接在滑动屋盖底部的支承结构上，滑动屋盖的钢梁平面内布置若干的屋面交叉支撑，可增加滑动屋盖的整体性和稳定性。

附图说明

图1为实施例中水平移动开合形式下屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系的构成示意图；

图2为实施例中水平移动开合形式下屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系的典型剖面结构示意图；

图3为实施例中水平移动开合形式下屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系处于闭合状态下的结构示意图；

图4为实施例中水平移动开合形式下屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系处于开启状态下的结构示意图；

图5为实施例中水平移动开合形式下滑动屋盖的上下端结构、台车与轨道系统的连接节点示意图；

图中标号所示：

100、固定屋盖，200、滑动屋盖，300、连接节点，400、弧线形过渡区域，500、V形撑杆，600、拉索，301、台车，302、轨道系统，303、混凝土结构，304、短钢柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例

本实用新型涉及一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，开合屋盖的开启方式采用水平移动开合形式或绕中枢轴旋转开合形式。

本实施例以水平移动开合形式对本实用新型的结构体系进行具体说明，本实用新型的建筑造型为屋面为单向斜屋面，斜率满足屋面排水需求即可，立面部分为屋面斜面向下的延续，无论从结构还是建筑专业角度，屋面和立面均为一体化设计，在屋面和立面过渡区域为弧线形造型。

如图1所示，本实施例的开合屋盖结构体系包括固定屋盖100、滑动屋盖200两个主要组成部分构成。其中固定屋盖100和滑动屋盖200均为屋面立面一体化设计，滑动屋盖200的结构高度均在固定屋盖100之上，以确保当滑动屋盖200滑动到两侧时候结构不发生冲突。如图2所示，屋面和立面为一整根梁(柱)，其中位于上方的较平直的一段为屋面部分，位于下方的完全的一段为立面部分。

固定屋盖100可采用桁架结构或带拉索的张弦结构体系，结构形式通常可剖分为若干单榀主结构，并在主结构之间布置次结构，主结构的两端连接在固定屋盖100的支承结构上。

本实施例中固定屋盖100的结构体系采用张弦梁结构体系。滑动屋盖200由于其结构高度的设计限制，且滑动屋盖200需要与固定屋盖100保持一定的距离，滑动屋盖200则采用正交钢梁结构体系，沿着屋盖的主要跨度方向布置主梁，沿着另一个方向(即与主梁垂直的方向)布置次梁，主梁的上下段连接在滑动屋盖200底部的支承结构上。滑动屋盖200的钢梁平面内布置若干的屋面交叉支撑以增加滑动屋盖200的整体性和稳定性。固定屋盖100和滑动屋盖200的两端均支承在支承结构(下部的混凝土结构303)之上，其中滑动屋盖200在与下部支承的混凝土结构的连接节点300的位置处设置轨道系统302和台车系统，当滑动屋盖200开启时，通过台车301沿着轨道方向滑移。

如图2所示，图2为本实施例的典型剖面图，滑动屋盖200、固定屋盖100位于混凝土结构的上部，且滑动屋盖200的设定高度高于固定屋盖100，即滑动屋盖200位于上部，本实施例的滑动屋盖200采用正交钢梁结构体系，主梁采用变截面矩形钢管梁形式。固定屋盖100位于下部，采用张弦梁结构体系，张弦梁结构的钢梁下方布置有一个V形撑杆500，V形撑杆500通过安装拉索600稳固连接，拉索600通过V形撑杆500下部节点，拉索600与V形撑杆500采用销轴节点连接，节点形式为铰接。滑动屋盖200的两端设置有连接节点300，用以与其支承结构(下部的混凝土结构303)连接。

如图3～4所示，分别给出了本实施例的开合屋盖在闭合和开启时的结构表现，可以看到当屋盖开启时，滑动屋盖200通过其连接节点300沿着滑轨方向向两侧移动，实现屋面和立面一体化开启的效果。结构开启后即可实现室内外环境的转换，建筑运营单位可根据天气情况和使用需求灵活使用。

如图5所示，图5给出了本实施例滑动屋盖两端的与其支承结构的连接节点300，滑动屋盖200在连接节点300位置设置了一个短钢柱304，短钢柱304下方通过法兰盘连接节点连接在台车301顶部，台车301的下方即为固定屋盖100的支承结构(下部的混凝土结构303)，本实施例中支承结构为一混凝土框梁，台车301和混凝土框梁之间布置有轨道系统302。该轨道系统302包括用以滑动屋盖200滑动的滑轨，与滑轨相匹配的滑动单元以及与滑动单元连接的驱动系统，可采用现有技术的滑轨滑块组合结构等滑动形式，在此不过多赘述。

作为另一种实施方式，当采用绕中枢轴旋转开合形式时，绕中枢轴旋转开合形式下的屋盖设有一虚拟的固定轴，滑动屋盖和固定屋盖均呈扇形或圆形布置形式，滑动屋盖在开启时，绕中枢轴进行一定角度的旋转，轨道均为弧形，不同位置轨道的圆心均在中枢轴位置。绕中枢轴旋转开合形式为现有技术的常见开合形式。滑动屋盖的结构高度可与固定屋盖的结构高度相同，或高于或低于固定屋盖的结构高度。

当开合屋盖的开启方式采用绕中枢轴旋转开合形式时，本实用新型的固定屋盖和滑动屋盖同样为屋面立面一体化设计，滑动屋盖的结构高度均在固定屋盖之上，以确保当滑动屋盖滑动到固定屋盖两侧时候结构不发生冲突。屋面和立面为一整根梁(柱)，其中屋面结构设于一整根梁或一整根柱体的上方段，立面结构设于一整根梁或一整根柱体的下方段，屋面结构和立面结构之间设有弧线形过渡区域。

固定屋盖同样可采用桁架结构或带拉索的张弦结构体系，结构形式通常可剖分为若干单榀主结构，并在主结构之间布置次结构，主结构的两端连接在固定屋盖的支承结构上。滑动屋盖在与下部支承结构的连接节点的位置处设置轨道系统和台车系统，当滑动屋盖开启时，通过台车沿着弧形的轨道方向滑移。此实施方案的具体结构同上述水平移动开合形式下的结构相同。

本实用新型打破了传统室内空间与室外空间的界限，采用水平移动开合形式或中枢轴旋转开合形式，并将屋面和立面采用一体化设计，在屋面和立面过渡区域为弧线形造型，可以根据使用功能与天气情况灵活的实现室内与室外环境的相互转换，使用者既能够尽情享受阳光与新鲜空气，又可以避免风雨等恶劣天气的影响，可满足全天候的使用需求，进而达到建筑节能的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，包括固定屋盖(100)、滑动屋盖(200)以及与滑动屋盖(200)连接的移动机构，所述固定屋盖(100)、所述滑动屋盖(200)各自的立面结构分别设于各自屋面结构的底部边缘延伸处，并与屋面结构呈一体化结构设计，屋面结构和立面结构设有弧线形过渡区域(400)，所述滑动屋盖(200)与所述固定屋盖(100)的两端均支承在位于底部的支承结构上。

2.根据权利要求1所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，屋面结构与立面结构采用一整根梁或一整根柱体结构，其中，屋面结构设于一整根梁或一整根柱体的上方段，立面结构设于一整根梁或一整根柱体的下方段，屋面结构和立面结构之间设有弧线形过渡区域(400)。

3.根据权利要求1所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述滑动屋盖(200)与所述固定屋盖(100)之间采用平动开合方式或绕中枢轴旋转开合方式实现屋盖的空间开启和闭合。

4.根据权利要求1所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述固定屋盖(100)采用桁架结构或带拉索的张弦梁结构体系。

5.根据权利要求4所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述固定屋盖(100)采用带有拉索(600)的张弦梁结构体系，该张弦梁结构系统的钢梁底部设有一个V形撑杆(500)，所述拉索(600)通过V形撑杆(500)的底部节点，该张弦梁结构体系的主结构的两端固定在底部的支承结构上。

6.根据权利要求1所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述滑动屋盖(200)的两端设置有用以与所述支承结构连接的连接节点(300)。

7.根据权利要求6所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述连接节点(300)处设置所述移动机构，所述移动机构包括台车系统、轨道系统(302)和驱动系统，所述滑动屋盖(200)通过台车系统和轨道系统(302)支承在底部的支承结构上。

8.根据权利要求3所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，当所述滑动屋盖(200)与所述固定屋盖(100)之间采用平动开合方式时，所述滑动屋盖(200)的结构高度大于所述固定屋盖(100)的结构高度，当所述滑动屋盖(200)与所述固定屋盖(100)之间采用绕中枢轴旋转开合方式时，所述滑动屋盖(200)的结构高度与所述固定屋盖(100)的结构高度相同，或所述滑动屋盖(200)的结构高度大于所述固定屋盖(100)的结构高度，或所述滑动屋盖(200)的结构高度小于所述固定屋盖(100)的结构高度。

9.根据权利要求8所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述滑动屋盖(200)采用正交网格梁结构体系，该正交网格梁结构体系的主梁沿着屋盖的主要跨度方向设置，该正交网格梁结构体系的次梁沿着屋盖，并与主梁垂直的方向设置，主梁的上、下段连接在底部的支承结构上。

10.根据权利要求5所述的屋面与立面同时开启的开合屋盖结构体系，其特征在于，所述拉索(600)与所述V形撑杆(500)采用销轴节点连接。

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