一種環形剛性索穹頂結構制造技術

本實用新型專利技術公開了一種環形剛性索穹頂結構，它包括剛性環、剛性桿件、環索、豎直撐桿、斜索以及邊環梁；剛性桿件為向下弧形幅射狀，多條剛性桿件一端與剛性環等分剛接，剛性桿件由多根構件剛接相連，多條剛性桿件另一端與邊環梁錨接，豎直撐桿的上端分別與中心拉環等分剛接點鉸接和剛性桿件的兩構件剛接點鉸接，豎直撐桿的下端與斜索的一端和環索鉸接，斜索的另一端與剛性桿件的兩構件剛接點鉸接，其中一斜索的另一端與邊環梁錨接，環索沿環向閉合布置。本實用新型專利技術結構形式簡潔，受力性能優越，擴大了索穹頂結構使用范圍，同時受力性能優，施工安裝方便。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及建筑領域，尤其涉及一種環型剛性索穹頂結構。
技術介紹
1986年，美國工程師Geiger發展和推廣Fuller張拉整體思想，實現了一種新型預 張力大跨結構，即索穹頂(Cable Dome)結構，它體現了 Fuller關于“壓力的孤島存在于拉 力的海洋中”的思想，是一種結構效率極高的全張力體系。現有的索穹頂結構，形式大多為 圓形或橢圓，使用范圍受到限制，同時，穩定性相對較差，容易在平面外出現失穩，且當荷載 增大到一定程度時，中心部分脊索容易退出工作，使結構位移的增大速率明顯加快，若要使 中心部分的脊索不退出工作，必須極大地提高環索的預應力，從而導致結構的其他部分構 件內力明顯增加，而且當外環索預應力增加到一定值時，其效果逐漸減弱。因此，如何擴大 索穹頂結構的使用范圍，同時使其更加優越的受力性能，是需要解決的問題。本技術專 利環型剛性索穹頂結構，使索穹頂結構的應用推廣到環型結構，同時又有較好的受力性能。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種環形剛性索穹頂結構。環形剛性索穹頂結構包括剛性環、剛性桿件、環索、豎直撐桿、斜索以及邊環梁；剛 性桿件為向下弧形幅射狀，多條剛性桿件一端與剛性環等分剛接，剛性桿件由多根構件剛 接相連，多條剛性桿件另一端與邊環梁錨接，豎直撐桿的上端分別與中心拉環等分剛接點 鉸接和剛性桿件的兩構件剛接點鉸接，豎直撐桿的下端與斜索的一端和環索鉸接，斜索的 另一端與剛性桿件的兩構件剛接點鉸接，其中一斜索的另一端與邊環梁錨接，環索沿環向 閉合布置。所述的剛性桿件、剛性環為施加預應力的剛性構件。所述的剛性環標高最高，豎直 撐桿頂部標高環向相同，徑向由內向外遞減。所述的環索、斜索為預應力拉索。本技術與
技術介紹
相比具有的有益效果是1)結構形式簡潔，呈肋環狀；2)自重輕，結構構件少；3)充分發揮高強度材料的性能，本結構可采用受拉性能優越的高強度拉索和受壓 性能優越的混凝土環梁，充分發揮這兩種材料各自的特性；4)將脊索換成剛性桿件，使結構的承載能力和穩定性都有了提高；5)安裝比現有索穹頂結構簡單。附圖說明圖1為環型剛性索穹頂結構的三維軸測圖；圖2為環型剛性索穹頂結構的剖面示意圖；圖3為環型剛性索穹頂結構的平面示意3圖4為環型剛性索穹頂結構剛性桿件、剛性環及環梁示意圖；圖5為環型剛性索穹頂結構斜索、豎直撐桿及環索示意圖；圖6a為本實用算例平面示意圖；圖6b為本實用算例剖面示意圖；圖7為本實用專利結構在豎直向下荷載作用下的荷載-位移圖。圖8為本實用專利結構在豎直向上荷載作用下的荷載-位移圖。具體實施方式如圖1所示，環形剛性索穹頂結構包括剛性環1、剛性桿件2、環索3、豎直撐桿4、 斜索5以及邊環梁6 ；剛性桿件2為向下弧形幅射狀，多條剛性桿件2 —端與剛性環1等分 剛接，剛性桿件2由多根構件剛接相連，多條剛性桿件2另一端與邊環梁6錨接，豎直撐桿 4的上端分別與中心拉環1等分剛接點鉸接和剛性桿件2的兩構件剛接點鉸接，豎直撐桿4 的下端與斜索5的一端和環索3鉸接，斜索5的另一端與剛性桿件2的兩構件剛接點鉸接， 一斜索5的另一端與邊環梁6錨接，中心拉環1、環索3沿環向閉合布置。所述的剛性桿件2、剛性環1為施加預應力的剛性構件。所述的剛性環1標高最 高，豎直撐桿4頂部標高環向相同，徑向由內向外遞減。所述的環索3、斜索5為預應力拉索。肋環型剛性索穹頂結構是脊索和中心拉環改為剛性構件的肋環型索穹頂體系，它 由不同強度的材料組合而成。其中，邊環梁為受壓邊環梁，可利用結構柱頂圈梁，一般為鋼 筋混凝土梁，剛度大，受壓性能好，施工也方便，斜索和剛性桿件的錨固用的鋼板可預埋在 該梁上，張拉操作空間寬敞，操作方便。斜索和環索可采用高強鋼絲、鋼絞線或鋼絲繩等，中 心剛性拉環、剛性桿件和豎直撐桿可采用型鋼。索與索連接、索與梁連接的節點已有許多形 式可選擇。由于上弦節點位置確定，本結構可先裝上所有構件，接著張拉斜索，使其達到設 計值即安裝完畢。本結構安裝極為簡單方便。下面給出一具體算例。一個肋環型剛性索穹頂結構，跨度為60m，承受軸對稱荷載，如圖6所示，豎直撐 桿高度為=H1 = 6.77m，H2 = 11m，截面積均為138.0cm2。節點豎向荷載為=P1 = 1/11P， P2 = 3/11P，其中P為荷載參數。剛性桿件截面面積及初始預應力分布見表1。梁截面積 為100cm2，慣性矩為833cm4，拉索的彈性模量為1. 85 X IO11Pa,剛性桿件和梁的彈性模量為 2. 06 X IO11Pa0表1 剛性桿件JSlJS2HSlA/cm244. 344. 344. 3F/kN708. 81564. 4878.權利要求1.一種環形剛性索穹頂結構，其特征在于包括剛性環(1)、剛性桿件O)、環索(3)、豎 直撐桿、斜索(5)以及邊環梁(6)；剛性桿件(2)為向下弧形幅射狀，多條剛性桿件(2) 一端與剛性環(1)等分剛接，剛性桿件O)由多根構件剛接相連，多條剛性桿件(2)另一端 與邊環梁(6)錨接，豎直撐桿⑷的上端分別與中心拉環⑴等分剛接點鉸接和剛性桿件 ⑵的兩構件剛接點鉸接，豎直撐桿⑷的下端與斜索(5)的一端和環索(3)鉸接，斜索(5) 的另一端與剛性桿件O)的兩構件剛接點鉸接，其中一斜索(5)的另一端與邊環梁(6)錨 接，環索C3)沿環向閉合布置。2.根據權利要求1所述的一種環形剛性索穹頂結構，其特征在于所述的剛性桿件 O)、剛性環(1)為施加預應力的剛性構件。3.根據權利要求1所述的一種環形剛性索穹頂結構，其特征在于所述的剛性環(1) 標高最高，豎直撐桿(4)頂部標高環向相同，徑向由內向外遞減。4.根據權利要求1所述的一種環形剛性索穹頂結構，其特征在于所述的環索(3)、斜 索(5)為預應力拉索。專利摘要本技術公開了一種環形剛性索穹頂結構，它包括剛性環、剛性桿件、環索、豎直撐桿、斜索以及邊環梁；剛性桿件為向下弧形幅射狀，多條剛性桿件一端與剛性環等分剛接，剛性桿件由多根構件剛接相連，多條剛性桿件另一端與邊環梁錨接，豎直撐桿的上端分別與中心拉環等分剛接點鉸接和剛性桿件的兩構件剛接點鉸接，豎直撐桿的下端與斜索的一端和環索鉸接，斜索的另一端與剛性桿件的兩構件剛接點鉸接，其中一斜索的另一端與邊環梁錨接，環索沿環向閉合布置。本技術結構形式簡潔，受力性能優越，擴大了索穹頂結構使用范圍，同時受力性能優，施工安裝方便。文檔編號E04B1/32GK201901944SQ20102015750公開日2011年7月20日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日專利技術者唐培堯, 岑迪欽, 陳建波, 高博青 申請人:浙江東宸建設控股集團有限公司, 浙江大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種環形剛性索穹頂結構，其特征在于包括剛性環（１）、剛性桿件（２）、環索（３）、豎直撐桿（４）、斜索（５）以及邊環梁（６）；剛性桿件（２）為向下弧形幅射狀，多條剛性桿件（２）一端與剛性環（１）等分剛接，剛性桿件（２）由多根構件剛接相連，多條剛性桿件（２）另一端與邊環梁（６）錨接，豎直撐桿（４）的上端分別與中心拉環（１）等分剛接點鉸接和剛性桿件（２）的兩構件剛接點鉸接，豎直撐桿（４）的下端與斜索（５）的一端和環索（３）鉸接，斜索（５）的另一端與剛性桿件（２）的兩構件剛接點鉸接，其中一斜索（５）的另一端與邊環梁（６）錨接，環索（３）沿環向閉合布置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高博青，岑迪欽，陳建波，唐培堯，
申請(專利權)人：浙江東宸建設控股集團有限公司，浙江大學，
類型：實用新型
國別省市：33[中國|浙江]