CN2697188Y - 马鞍型索网点支玻璃采光顶 - Google Patents

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姚裕昌
韩平元
张桂先
王德勤
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一种马鞍型索网点支玻璃采光顶，包括玻璃(5)和桁架(3)；其特征在于：还包括：连接相邻的所述桁架(3)对应两端点的抛物线形钢管(4)；连接所述相邻的桁架(3)上弦杆(7)上对应点的下凹形纵向钢索(1)；以及连接两侧的所述抛物线形钢管(4)上对应点的上凸形横向钢索(2)；所述纵向钢索(1)和横向钢索(2)在正交点相连。本新型进一步提高采光顶的通透性，并使重量有所减少。把这种预应力鞍形单层索网作为点支式玻璃的支承结构，这是玻璃与结构之间的最佳配合。而马鞍型索网点支玻璃采光顶的曲线流畅，外形美观，新颖别致，具有强烈的现代感，是覆盖大跨度建筑或建筑物之间空间的一种创新。

Description

马鞍型索网点支玻璃采光顶
技术领域
本实用新型属于建筑用玻璃采光顶，特别属于预应力支撑式采光顶。
背景技术
大面积玻璃采光顶的支承结构，过去都采用桁架、网架、网壳等结构手段解决，这些传统支承结构与玻璃相配合时，都显得杆件多而乱、截面粗而笨、结构不通透，建筑效果不理想。一些采光顶呈正高斯曲率的网壳，荷载作用下大部分杆件是受压的，压杆的稳定问题比较突出；因而在大多数情况下都用双层结构，杆件截面也比较大，以增强结构力，免遭破坏。对于具有负高斯曲率的鞍形网壳来说，荷载作用下的受力特点是一个方向杆件受压，另一个方向受拉，其中的压杆由于拉杆的牵制，具有较好的稳定性能，网壳受荷的全过程曲线也始终保持上升趋势，不存在整体失稳问题；但因压杆构造上的要求，杆件截面仍不能太小，整体上采光通透性仍然不理想，而且总重量较大，用材较多，吊装难度大。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有杆网状鞍形网壳的不足，提出一种不用杆状而用索状网构成支撑结构的采光顶，进一步提高采光顶的通透性，并使重量有所减少。将网壳两个方向的杆件均用钢索代替，并在承受荷载之前，沿受压方向先施加预拉力，从而使两个方向的索都处于受拉状态，形成具有一定刚度和承载能力的预应力索网。结构承受荷载时，索网中受拉方向索中的拉力进一步增大，而受压方向索内的拉力则减小。经过适当的预应力控制可使受压方向的索始终处于受拉状态，从而实现索网全按受拉设计，材料采用高强铝包钢绞线，断面小，挡光少，结构非常通透，而且便于吊装。以上便是预应力鞍形索网在结构方面的基本原理。把这种预应力鞍形单层索网作为点支式玻璃的支承结构，这是玻璃与结构之间的最佳配合，试算表明，恒载和活载作用下，结构刚度都能满足要求。而马鞍型索网点支玻璃采光顶的曲线流畅，外形美观，新颖别致，具有强烈的现代感，是覆盖大跨度建筑或建筑物之间空间的一种创新。
本实用新型的目的可以这样达到：
设计、制造一种马鞍型索网点支玻璃采光顶，包括玻璃和桁架；尤其是还包括连接相邻的所述桁架对应两端点的抛物线形钢管；连接所述相邻的桁架上弦杆上对应点的下凹形纵向钢索；以及连接两侧的所述抛物线形钢管上对应点的上凸形横向钢索；所述纵向钢索和横向钢索在正交点相连。
附图说明
图1是本实用新型马鞍型索网点支玻璃采光顶的整体结构示意图；
图2是所述采光顶的整体俯视图；
图3是所述采光顶的纵向侧视剖视节略图；
图4是所述预应力桁架结构图；
图5是所述采光顶的横向剖视及安装示意图；
图6是所述纵、横向索及采光玻璃一个连接点的示意图。
具体实施方式
以下结合附图详述本实用新型的实施例。
一种马鞍型索网点支玻璃采光顶，包括玻璃5和桁架3；尤其是还包括连接相邻的所述桁架3对应两端点的抛物线形钢管4；连接所述相邻的桁架3上弦杆7上对应点的下凹形纵向钢索1；以及连接两侧的所述抛物线形钢管4上对应点的上凸形横向钢索2；所述纵向钢索1和横向钢索2在正交点相连。
所述桁架3是预应力张弦桁架，其上弦杆7和下弦预应力索6为相向的弧形，两端相接，该上、下弦中段保持一定距离；
所述上下弦对应点之间设有钢性支撑31。所述上弦杆7上连接纵向钢索1的对应点呈等分设置；所述抛物线形钢管4上连接横向钢索2的对应点呈等分设置；在纵向钢索1和横向钢索2正交点设有连接用钢索夹具8。
跨度较大的实施例中，所述桁架3可以设置多个。
所述采光顶两端桁架3的外侧，还设置有固接用钢管支架9。
实用中，将下凹的索1沿纵向连续布置，是承重索，屋面荷载全由纵向索承担。上凸的索2沿横向布置，起承受负风压和索网稳定的作用。纵向索中间支座的反力比较大，故采用跨度为12m的预应力张弦桁架3，横向索的支座反力较小，故采用抛物线钢管4，钢管沿采光顶5的纵向支承在钢筋混凝土屋盖的边梁上，横向索中的预拉力和负风压产生的拉力，通过钢管传给屋盖边梁。
纵向索拉力的水平分力，由采光顶两端的屋盖水平支撑承担，并通过支撑传给钢筋混凝土屋盖。纵向索在中间支座处的水平分力是相互平衡的，对中间支座的作用很小，空间分析表明，张弦桁架在水平方向的应力很小。纵向索在中间支座处的竖向分力较大，全由张弦桁架承担。因此，张弦桁架作为采光顶的主要承重构件和索网的边缘构件发挥着重要作用。张弦桁架的下弦6为预应力索，通过预应力的调控，不仅使恒载挠度减小，而且也使上弦杆7的弯矩减小，断面减小。这种良好的力学性能和可调控性能，不是现有技术的常规桁架具备的。张弦桁架的结构通透，外形轻巧，与索网的配合也比较协调。
索网由相互正交的一组抛物线索组成，其中纵向索下凹，横向索上凸，相互正交，构成了具有负高斯曲率的马鞍型索网。在索网格的节点上安装用不锈钢制作的夹具和固定玻璃的连接爪。玻璃采用钢化夹胶玻璃，四点支承。这种玻璃采光顶的建筑造型，呈马鞍型曲面。以此单层索网作为支承结构，具有受力合理，结构轻巧，曲线流畅，构思新颖等众多优点。

Claims (5)

1、一种马鞍型索网点支玻璃采光顶，包括玻璃(5)和桁架(3)；其特征在于：
还包括：
连接相邻的所述桁架(3)对应两端点的抛物线形钢管(4)；连接所述相邻的桁架(3)上弦杆(7)上对应点的下凹形纵向钢索(1)；以及连接两侧的所述抛物线形钢管(4)上对应点的上凸形横向钢索(2)；
所述纵向钢索(1)和横向钢索(2)在正交点相连。
2、根据权利要求1所述的马鞍型索网点支玻璃采光顶，其特征在于：
所述桁架(3)是预应力张弦桁架，其上弦杆(7)和下弦预应力索(6)为相向的弧形，两端相接，该上、下弦中段保持一定距离；
所述上下弦对应点之间设有钢性支撑(31)。
3、根据权利要求2所述的马鞍型索网点支玻璃采光顶，其特征在于：
所述上弦杆(7)上连接所述纵向钢索(1)的对应点呈等分设置；
所述抛物线形钢管(4)上连接所述横向钢索(2)的对应点呈等分设置；
在所述纵向钢索(1)和横向钢索(2)正交点设有连接用钢索夹具(8)。
4、根据权利要求3所述的马鞍型索网点支玻璃采光顶，其特征在于：
所述桁架(3)可以设置多个。
5、根据权利要求4所述的马鞍型索网点支玻璃采光顶，其特征在于：
所述采光顶两端桁架(3)的外侧，还设置有固接用钢管支架(9)。
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