CN103526826A

CN103526826A - 一种廓内布索弦支网架结构

Info

Publication number: CN103526826A
Application number: CN201310497613.6A
Authority: CN
Inventors: 闫翔宇; 陈志华; 于敬海; 贾莉; 郜雅
Original assignee: Tianjin University Research Institute of Architectrual Design and Urban Planning
Current assignee: Tianjin University Research Institute of Architectrual Design and Urban Planning
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种廓内布索弦支网架结构，包括网架本体，所述网架本体是由双向水平布置的上弦杆、双向水平布置的下弦杆和腹杆通过网架节点相连而成的，并且所述上弦杆和所述下弦杆的平面投影相互错开或交叉，在该网架本体上设有沿跨度方向成对相对的多个支座节点，在至少一对支座节点之间设有一预应力拉索，所述预应力拉索的端部锚固在所述支座节点上，所述预应力拉索连接在所述网架本体上，所述预应力拉索的垂度f小于该网架结构的厚度h。本发明能够在网架厚度较小的情况下实现建筑所需的大跨度和大空间，同时能够避免网架因竖向刚度不足而引起的挠度过大的问题。

Description

一种廓内布索弦支网架结构

技术领域

本发明涉及一种建筑结构中的预应力结构体系，特别是涉及一种廓内布索弦支网架结构。

背景技术

网架结构是工程领域常用的一种三维空间网格结构体系，它具有结构和构件受力合理、计算设计软件成熟、高次超静定安全度高、加工制作机械化程度高等优点。但是当建筑空间要求结构跨度较大时，若采用厚度较小的网架则结构竖向刚度不足，荷载作用下挠度大，而且厚度越小，同样荷载作用下要求上下弦杆件截面越大，而采用厚度较大的网架时也存在以下几方面不足：

1）网架厚度较大时，影响建筑使用空间，若要保证建筑使用空间则需提高整个建筑物高度，使得各专业设计经济性降低；

2）厚度较大的网架，腹杆较长，使得多数腹杆由于长细比指标的控制需要增大截面规格，从而增大用钢量，增加造价；

3）网架厚度较大时给结构的现场安装和施工也增加了难度。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种廓内布索弦支网架结构，该网架结构能够在网架厚度较小的情况下实现建筑所需的大跨度和大空间，同时能够避免网架因竖向刚度不足而引起的挠度过大的问题。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种廓内布索弦支网架结构，包括网架本体，所述网架本体是由双向水平布置的上弦杆、双向水平布置的下弦杆和腹杆通过网架节点相连而成的，并且所述上弦杆和所述下弦杆的平面投影相互错开或交叉，在该网架本体上设有沿跨度方向成对相对的多个支座节点，在至少一对支座节点之间设有一预应力拉索，所述预应力拉索的端部锚固在所述支座节点上，所述预应力拉索连接在所述网架本体上，所述预应力拉索的垂度f小于该网架结构的厚度h。

所述预应力拉索通过至少一根竖直设置的撑杆与所述上弦杆连接。

所述预应力拉索通过至少一对吊索与所述下弦杆连接，每对吊索由对称布置在所述预应力拉索两侧的两根吊索组成。

所述预应力拉索通过至少一组吊索与所述下弦杆连接，每组吊索由四根组成，四根吊索对称布置在所述预应力拉索的两侧。

本发明具有的优点和积极效果是：采用预应力拉索拉在成对的支座节点之间，预应力拉索位于网架本体轮廓内，不占用室内建筑空间，增强了美观度；预应力拉索通过施加预应力能够提高网架本体刚度，减小网架本体在荷载作用下的挠度；能够避免因网架本体跨度较大而造成的网架本体厚度过大从而占用较大建筑高度的问题，进而能够减小网架结构中由长细比控制杆件的截面规格，节省用钢量，降低造价。特别适用于跨度大、长宽比较大、矩形平面且建筑要求结构厚度较小的网架结构。

附图说明

图1为本发明实施例1的三维结构示意图；

图2为图1的平面图；

图3为图1的正视图；

图4为图1的侧视图；

图5为本发明实施例2的三维结构示意图；

图6为图5的平面图；

图7为图5的正视图；

图8为图5的侧视图；

图9为本发明实施例3的三维结构示意图；

图10为图9的平面图；

图11为图9的正视图；

图12为图9的侧视图。

图中：1、上弦杆；2、下弦杆；3、腹杆；4、预应力拉索；5、转折节点；6、支座节点；7、撑杆；8、吊索；9、网架节点；f：预应力拉索垂度；h：网架厚度。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图12，一种廓内布索弦支网架结构，包括网架本体，所述网架本体是由双向水平布置的上弦杆1、双向水平布置的下弦杆2和腹杆3通过网架节点9相连而成的，并且所述上弦杆1和所述下弦杆2的平面投影相互错开或交叉，例如：正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、单向折线形网架、棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架和星形四角锥网架。在上述网架本体结构上设有沿跨度方向成对相对的多个支座节点6，本发明的特点在于，在至少一对支座节点6之间设有一预应力拉索4，所述预应力拉索4的端部锚固在所述支座节点6上，所述预应力拉索4连接在所述网架本体上，所述预应力拉索4的垂度f小于该网架结构的厚度h。

所述预应力拉索4与所述网架本体的连接结构可以有以下三种：1）所述预应力拉索4通过至少一根竖直设置的撑杆7与所述上弦杆1连接；2）所述预应力拉索4通过至少一对吊索与所述下弦杆2连接，每对吊索由对称布置在所述预应力拉索4两侧的两根吊索8组成。3）所述预应力拉索4通过至少一组吊索与所述下弦杆2连接，每组吊索由四根组成，四根吊索8对称布置在所述预应力拉索4的两侧。

现结合实施例，对上述网架结构做进一步说明：

实施例1：

请参阅图1～图4，一种廓内布索弦支网架结构，包括网架本体，所述网架本体是由双向水平布置的上弦杆1、双向水平布置的下弦杆2和腹杆3通过网架节点9相连而成的，并且所述上弦杆1和所述下弦杆2的平面投影相互错开或交叉，在本实施例中，网架本体为正放四角锥网架。在上述网架本体结构上设有沿跨度方向成对相对的八个支座节点6，在四对支座节点6之间各设有一预应力拉索4，所述预应力拉索4的端部锚固在所述支座节点6上，所述预应力拉索4的垂度f小于该网架结构的厚度h。所述预应力拉索4通过三根竖直设置的撑杆7与所述上弦杆1连接。采用上弦支承方式，所述预应力拉索4位于网架本体轮廓范围内，所述预应力拉索4通过转折节点5与所述撑杆7的下端连接，所述撑杆7的上端连接至网架上弦节点。上述网架节点形式可以采用焊接空心球节点、螺栓球节点或铸钢节点以及其他空间结构用节点。

实施例2：

请参阅图5～图8，与实施例1的不同之处在于，所述预应力拉索4通过两对吊索与所述下弦杆2连接，每对吊索由对称布置在所述预应力拉索4两侧的两根吊索8组成。所述预应力拉索4通过转折节点5与吊索8的上端连接，所述吊8的下端连接至网架下弦节点。

实施例3：

请参阅图9～图12，与实施例2的不同之处在于，所述预应力拉索4通过三组吊索与所述下弦杆2连接，每组吊索由四根组成，四根吊索8对称布置在所述预应力拉索4的两侧。

在上述实施例中，每条预应力拉索4对应连接的转折节点、撑杆或吊索的数量与结构跨度有关。

上述弦支网架结构，通过在厚度较小的网架本体内设置预应力拉索，较好地解决了网架本体跨度较大时因增大网架厚度而引起的不美观问题，通过施加预拉力较好地解决了小厚度网架竖向刚度不足引起的挠度过大和上弦弦杆件较粗的问题。由于建筑平面布局的灵活性，当屋盖网架并非所有位置跨度较大时，可仅在跨度较大位置设置预应力拉索，既保证了整体网架厚度的统一性，增强了美观度，又保证了跨度较大位置结构的承载力和刚度性能。

关于上述弦支网架结构的技术方案获得了天津大学自主创新基金的资助。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种廓内布索弦支网架结构，包括网架本体，所述网架本体是由双向水平布置的上弦杆、双向水平布置的下弦杆和腹杆通过网架节点相连而成的，并且所述上弦杆和所述下弦杆的平面投影相互错开或交叉，在该网架本体上设有沿跨度方向成对相对的多个支座节点，其特征在于，在至少一对支座节点之间设有一预应力拉索，所述预应力拉索的端部锚固在所述支座节点上，所述预应力拉索连接在所述网架本体上，所述预应力拉索的垂度f小于该网架结构的厚度h。

2.根据权利要求1所述的廓内布索弦支网架结构，其特征在于，所述预应力拉索通过至少一根竖直设置的撑杆与所述上弦杆连接。

3.根据权利要求1所述的廓内布索弦支网架结构，其特征在于，所述预应力拉索通过至少一对吊索与所述下弦杆连接，每对吊索由对称布置在所述预应力拉索两侧的两根吊索组成。

4.根据权利要求1所述的廓内布索弦支网架结构，其特征在于，所述预应力拉索通过至少一组吊索与所述下弦杆连接，每组吊索由四根组成，四根吊索对称布置在所述预应力拉索的两侧。