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CN106996149B - 一种闭合轮辐式张拉结构 - Google Patents

一种闭合轮辐式张拉结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种闭合轮辐式张拉结构，用于实现对建筑空间的封闭覆盖，所述闭合轮辐式张拉结构包括外部维护骨架、轮辐式张拉主体和中央屋盖，所述外部围护骨架位于轮辐式张拉主体的下方，通过与轮辐式张拉主体连接实现对轮辐式张拉主体的支撑，所述中央屋盖位于轮辐式张拉主体的上方，通过与轮辐式张拉主体连接实现结构的封闭。与现有技术相比，本发明具有受力合理、封闭性能好以及造型美观等优点。

Description

一种闭合轮辐式张拉结构
技术领域
本发明涉及建筑结构领域，尤其是涉及一种闭合轮辐式张拉结构。
背景技术
随着社会的发展和建筑技术的进步，人们对建筑的要求已不仅仅是满足生存的基本需求和生产的需要，而对建筑有了更高层次的要求—造型优美、经济实用、跨越更大的空间。其中最主要的就是增大结构跨度，向超大跨度发展。随着大跨度空间结构的发展,近几年来，人们提出了闭合空间结构提出了经济、美观、跨度更大以及能够和建筑更好融合的要求。
专利CN102635186A提供了一种双层轮辐式空间张弦结构钢屋架，由连续分布的每榀桁架构成，其中每榀桁架包括立柱、外环桁架和内环桁架，外环桁架和内环桁架均呈弧状，通过立柱固定连接，该钢屋架虽然呈拉伸式的轮辐状，但是由于外环桁架和内环桁架均呈弧状，因而该钢屋架的承重受到一定限制，且弧状钢结构容易发生折断等现象，实用性较差，且该钢屋架不能实现结构的全封闭。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种闭合轮辐式张拉结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种闭合轮辐式张拉结构，用于实现对建筑空间的封闭覆盖，所述闭合轮辐式张拉结构包括外部维护骨架、轮辐式张拉主体和中央屋盖，所述外部围护骨架位于轮辐式张拉主体的下方，通过与轮辐式张拉主体连接实现对轮辐式张拉主体的支撑，所述中央屋盖位于轮辐式张拉主体的上方，通过与轮辐式张拉主体连接实现结构的封闭。
所述外部维护骨架包括固定压环和支撑组件，所述支撑组件通过固定压环与轮辐式张拉主体连接，所述支撑组件的截面与固定压环的形状一致。
所述固定压环包括上压环和下压环，所述上压环固定于支撑组件的顶部并与轮辐式张拉主体连接，所述下压环与支撑组件围成的环形圈内部连接。
所述下压环的内径小于上压环的内径。
所述支撑组件包括斜刚性杆、斜杆和撑杆，所述斜杆位于斜刚性杆内侧，与斜刚性杆共同围成上下开口的封闭环结构，所述撑杆为环状结构，分别与斜杆和斜刚性杆连接。
所述轮辐式张拉主体包括外凸形主体或内凹形主体，所述外凸形主体和内凹形主体均包括内拉环和外压环。
所述外凸形主体包括2个内拉环、1个外压环、飞柱、支撑索和径向索，所述2个内拉环通过飞柱连接呈上下分布并，并通过径向索与外压环连接，所述径向索内部通过支撑索连接。
所述径向索包括上径向索和下径向索，所述上径向索和下径向索分别与2个内拉环连接，所述上径向索和下径向索之间为支撑索。
所述内凹形主体包括1个内拉环、2个外压环、脊索、谷索和吊索，所述1个内拉环通过脊索和谷索分别与2个外压环连接，所述吊索呈环状，分别与脊索和谷索连接。
所述中央屋盖包括中央撑杆、屋盖上径向索、屋盖下径向索和屋盖外环，所述中央撑杆的两端分别通过屋盖上径向索和屋盖下径向索与屋盖外环连接，所述屋盖外环与轮辐式张拉主体连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过外部围护骨架、轮辐式张拉主体和中央屋盖的配合，分别从结构的四周和顶部实现全封闭，封闭效果好，且轮辐式张拉主体、外部围护骨架和中央屋盖均为线性张拉结构，而非弧状结构，因而结构稳定性强，不易于倒塌。
(2)外部围护骨架包括固定压环和支撑组件，通过支撑组件使得围护组件对轮辐式张拉主体进行支持，通过固定压环保证支撑组件在支撑过程中的稳定性。
(3)固定压环包括上压环和下压环，且两压环的内径大小不同，通过两重压环进一步保证了支撑组件的结构稳固，不易发生倾斜。
(4)支撑组件由斜刚性杆、斜杆和撑杆共同构成，斜刚性杆作为支撑主体，斜杆位于斜刚性杆的内侧，从内部给予斜刚性杆支撑，增强支撑效果，且提高整体结构的抗风性，撑杆作为环状支撑，使得支撑组件在径向和环向均保持稳定。
(5)轮辐式张拉主体包括外凸形主体或内凹形主体，可以根据建筑物的实际场地进行选择，灵活性强。
(6)外凸形主体通过由飞柱连接的2个内拉环形成中间凸起的结构，该结构通过径向索的拉伸使得整体受力更加均匀，且径向索之间通过支撑索支撑，使得整体结构更加稳固。
(7)内凹形主体通过2个外压环与脊索、谷索和吊索的配合实现了中间内凹的结构，该结构同样受力均匀，且外形更加多变美观，保证了受力的同时也更易于推广。
(8)本闭合轮辐式张拉结构的中央屋盖同样为轮辐张拉状，即中间凸起且与外围通过径向索连接，进一步提升了结构的稳定性，优化了结构受力。
附图说明
图1为本发明中闭合轮辐式张拉结构的整体示意图；
图2为外部围护骨架的结构示意图；
图3为外凸式主体的结构示意图；
图4为内凹式主体的结构示意图；
图5为中央屋盖的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供了一种闭合轮辐式张拉结构，用于实现对建筑空间的封闭覆盖，闭合轮辐式张拉结构包括外部维护骨架、轮辐式张拉主体和中央屋盖，外部围护骨架位于轮辐式张拉主体的下方，通过与轮辐式张拉主体连接实现对轮辐式张拉主体的支撑，中央屋盖位于轮辐式张拉主体的上方，通过与轮辐式张拉主体连接实现结构的封闭。
其中，外部维护骨架如图2所示，包括固定压环和支撑组件，支撑组件通过固定压环与轮辐式张拉主体连接，支撑组件的截面与固定压环的形状一致。固定压环包括上压环和下压环，上压环固定于支撑组件的顶部并与轮辐式张拉主体连接，下压环与支撑组件围成的环形圈内部连接。下压环的内径小于上压环的内径。支撑组件包括斜刚性杆、斜杆和撑杆，斜杆位于斜刚性杆内侧，与斜刚性杆共同围成上下开口的封闭环结构，撑杆为环状结构，分别与斜杆和斜刚性杆连接。轮辐式张拉主体包括外凸形主体或内凹形主体，外凸形主体和内凹形主体均包括内拉环和外压环。外凸形主体，包括2个内拉环、1个外压环、飞柱、支撑索和径向索，2个内拉环通过飞柱连接呈上下分布并，并通过径向索与外压环连接，径向索内部通过支撑索连接。径向索包括上径向索和下径向索，上径向索和下径向索分别与2个内拉环连接，上径向索和下径向索之间为支撑索。内凹形主体，包括1个内拉环、2个外压环、脊索、谷索和吊索，1个内拉环通过脊索和谷索分别与2个外压环连接，吊索呈环状，分别与脊索和谷索连接。中央屋盖如图5所示，包括中央撑杆、屋盖上径向索、屋盖下径向索和屋盖外环，中央撑杆的两端分别通过屋盖上径向索和屋盖下径向索与屋盖外环连接，屋盖外环与轮辐式张拉主体连接。
实施例1
根据上述描述，得到具体闭合轮辐式张拉结构，该结构中的轮辐式张拉主体为外凸形，如图3所示，外凸形轮辐式张拉主体内部是通过飞柱联系的两个拉力环，外部有一个压力环，外压环和拉力环之间通过径向索桁架连接，径向索桁架的上下弦索通过吊索连接。
实施例2
本实施例中的闭合轮辐式张拉结构的轮辐式张拉主体为内凹形，内凹形轮辐式张拉主体内部有一个拉力环，外部有两个用腹杆连接的压力环。内凹形结构体系由外凸形结构体系演变而来，通过错列变换，将内凹形基本体系的上下弦变为脊谷索，得到拓展体系，在拓展体系加上中央屋盖得到一个封闭的全屋盖结构体系。

Claims (10)

1.一种闭合轮辐式张拉结构，用于实现对建筑空间的封闭覆盖，其特征在于，所述闭合轮辐式张拉结构包括外部围护骨架、轮辐式张拉主体和中央屋盖，所述外部围护骨架位于轮辐式张拉主体的下方，通过与轮辐式张拉主体连接实现对轮辐式张拉主体的支撑，所述中央屋盖位于轮辐式张拉主体的上方，通过与轮辐式张拉主体连接实现结构的封闭。
2.根据权利要求1所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述外部围护骨架包括固定压环和支撑组件，所述支撑组件通过固定压环与轮辐式张拉主体连接，所述支撑组件的截面与固定压环的形状一致。
3.根据权利要求2所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述固定压环包括上压环和下压环，所述上压环固定于支撑组件的顶部并与轮辐式张拉主体连接，所述下压环与支撑组件围成的环形圈内部连接。
4.根据权利要求3所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述下压环的内径小于上压环的内径。
5.根据权利要求2所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述支撑组件包括斜刚性杆、斜杆和撑杆，所述斜杆位于斜刚性杆内侧，与斜刚性杆共同围成上下开口的封闭环结构，所述撑杆为环状结构，分别与斜杆和斜刚性杆连接。
6.根据权利要求1所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述轮辐式张拉主体包括外凸形主体或内凹形主体，所述外凸形主体和内凹形主体均包括内拉环和外压环。
7.根据权利要求6所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述外凸形主体包括2个内拉环、1个外压环、飞柱、支撑索和径向索，所述2个内拉环通过飞柱连接呈上下分布并，并通过径向索与外压环连接，所述径向索内部通过支撑索连接。
8.根据权利要求7所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述径向索包括上径向索和下径向索，所述上径向索和下径向索分别与2个内拉环连接，所述上径向索和下径向索之间为支撑索。
9.根据权利要求6所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述内凹形主体包括1个内拉环、2个外压环、脊索、谷索和吊索，所述1个内拉环通过脊索和谷索分别与2个外压环连接，所述吊索呈环状，分别与脊索和谷索连接。
10.根据权利要求1所述的闭合轮辐式张拉结构，其特征在于，所述中央屋盖包括中央撑杆、屋盖上径向索、屋盖下径向索和屋盖外环，所述中央撑杆的两端分别通过屋盖上径向索和屋盖下径向索与屋盖外环连接，所述屋盖外环与轮辐式张拉主体连接。
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