專利名稱：一種圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建筑業(yè)空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
雙層圓柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是目前大跨度空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，但 這種結(jié)構(gòu)隨著跨度的進一步增大會出現(xiàn)一些不可避免的問題，如網(wǎng)格較小、桿件較短時，結(jié) 構(gòu)會因厚跨比太小而易導致整體失穩(wěn)；而網(wǎng)格較大、桿件過長時，因內(nèi)力過大而易導致壓桿 失穩(wěn)，以及由此而引起的用鋼量增大等。本人發(fā)明的平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)圓柱面交叉立體桁架 系巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)突破了桿件大內(nèi)力及壓桿穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的限制，能有效地實現(xiàn)向超 大跨度的發(fā)展，但這種結(jié)構(gòu)采用雙層平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)，子結(jié)構(gòu)網(wǎng)格尺寸較小，桿件與節(jié)點相 對比較多，加工制作工作量較大，而且子結(jié)構(gòu)邊界網(wǎng)格尺寸與主體結(jié)構(gòu)立體桁架上弦網(wǎng)格 尺寸不相等，使得子結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)兩者間的連接構(gòu)造較為復雜。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種超大跨度的單層叉筒網(wǎng) 殼子結(jié)構(gòu)圓柱面交叉立體桁架系巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。以實現(xiàn)有效突破桿件大內(nèi)力及壓桿穩(wěn)定與 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的限制，同時簡化構(gòu)造，進一步減少用鋼量、降低工程造價。本實用新型的技術(shù)方案是包括主體結(jié)構(gòu)和布置于主體結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)兩級，所 述主體結(jié)構(gòu)是一種由橫向與縱向立體桁架交叉構(gòu)成的圓柱面型大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述子結(jié)構(gòu)為單層叉筒網(wǎng)殼，所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)由柱面母線桿和兩方向斜桿構(gòu)成， 各桿件之間通過焊接空心球節(jié)點連接，所述子結(jié)構(gòu)以周邊點支承的方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)大 網(wǎng)格中，形成一種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式。所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)是由兩個同矢高圓柱曲面垂直相交、在兩條相貫線之間 取下層曲面組成的網(wǎng)殼，其曲面是柱面，其外形接近球面，下口邊界為一閉合的四邊形平 面。所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)邊界網(wǎng)格尺寸與所述立體桁架上弦小網(wǎng)格尺寸相等，使 得子結(jié)構(gòu)邊界與主體結(jié)構(gòu)立體桁架上弦交界處沒有桿件重疊，大大簡化了子結(jié)構(gòu)與主體結(jié) 構(gòu)兩者之間的連接構(gòu)造，子結(jié)構(gòu)以周邊點支承的方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)大網(wǎng)格中，保證了子 結(jié)構(gòu)的邊界約束及其承載力。所述立體桁架由兩根平行上弦桿、一根下弦桿、上下弦桿之間的腹桿及兩上弦桿 之間的橫桿與斜撐桿組成，所述立體桁架斷面為三角形，上弦為四邊形小網(wǎng)格，所述斜撐桿 位于上弦四邊形小網(wǎng)格內(nèi)，以保持上弦四邊形小網(wǎng)格的穩(wěn)定性。所述立體桁架內(nèi)腹桿、橫桿 與斜撐桿均采用相貫節(jié)點直接焊在上下弦桿上。所述縱、橫兩向立體桁架通過焊接空心球節(jié)點連接，每個交叉區(qū)包括四個上弦節(jié) 點和一個下弦節(jié)點。本實用新型的優(yōu)點本實用新型的單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)其曲面是柱面，其外形接近球面，因而兼有柱面網(wǎng)殼與球面網(wǎng)殼的特點，且構(gòu)造比較簡單，子結(jié)構(gòu)下口邊界為一閉合 的四邊形平面，能很好地封閉主體結(jié)構(gòu)的四邊形大網(wǎng)格，其子結(jié)構(gòu)邊界網(wǎng)格尺寸與立體桁 架上弦小網(wǎng)格尺寸相等，使得子結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)能很好地配合，和平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)圓柱面 交叉立體桁架系巨型網(wǎng)格結(jié)構(gòu)相比，其子結(jié)構(gòu)采用單層形式，使得桿件和節(jié)點的數(shù)量大幅 度的減少，約為平板網(wǎng)架子結(jié)構(gòu)桿件和節(jié)點的數(shù)量的三分之一，進一步減少了結(jié)構(gòu)用鋼量， 降低了工程造價；也大大簡化了子結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)兩者之間的連接構(gòu)造，減少了加工制作 工作量；整個結(jié)構(gòu)的載荷由相對比較稀疏而宏大的主體結(jié)構(gòu)承擔，每個子結(jié)構(gòu)基本只承擔 相應(yīng)大網(wǎng)格范圍內(nèi)的荷載，因而子結(jié)構(gòu)內(nèi)部桿件基本可按構(gòu)造要求配置。可適用于150 200m的超大跨度空間網(wǎng)殼屋蓋結(jié)構(gòu)。這種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式，能有效地克服壓桿 失穩(wěn)的問題，可大幅度提高結(jié)構(gòu)的整體剛度與穩(wěn)定性、避免壓桿失穩(wěn)。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖；圖4為三角形截面立體桁架梁示意圖；圖5為圖4的A-A剖視圖；圖6為子結(jié)構(gòu)以周邊點支承方式內(nèi)嵌于大網(wǎng)格示意圖；圖7為圖6的A-A剖視圖；圖8為立體桁架交叉區(qū)構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖整個結(jié)構(gòu)由主體結(jié)構(gòu)I和布置于主體結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)II兩級構(gòu)成，結(jié)構(gòu)內(nèi)部各桿 均為圓鋼管，所述主體結(jié)構(gòu)是一種由橫向立體桁架1與縱向立體桁架2交叉構(gòu)成的圓柱面 大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其四邊形大網(wǎng)格3的尺寸為10 30m，所述子結(jié)構(gòu)為普通單層叉筒網(wǎng)殼，內(nèi)嵌 于四邊形大網(wǎng)格3中，形成一種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式，整個結(jié)構(gòu)的載荷由相對比較 稀疏而宏大的主體結(jié)構(gòu)承擔，子結(jié)構(gòu)基本只承擔相應(yīng)大網(wǎng)格范圍內(nèi)的荷載。所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)是由兩個同矢高圓柱曲面4垂直相交、在兩條相貫線5 之間取下層曲面而組成的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，它的曲面是柱面，而其外形接近球面，兼有柱面網(wǎng)殼與 球面網(wǎng)殼的特點，且子結(jié)構(gòu)下口邊界6為一閉合的四邊形平面，能很好地封閉主體結(jié)構(gòu)的 四邊形大網(wǎng)格3 ；所述子結(jié)構(gòu)由柱面母線桿7和斜桿8構(gòu)成，各桿件之間通過焊接空心球節(jié) 點9連接。所述立體桁架1與2均由兩根平行上弦桿10、一根下弦桿11、上下弦桿之間的腹 桿12及兩上弦桿之間的橫桿13與斜撐桿14組成；所述立體桁架斷面為三角形；所述橫桿 13與兩平行上弦桿10構(gòu)成所述立體桁架的上弦四邊形小網(wǎng)格，所述斜撐桿14位于上弦四 邊形小網(wǎng)格內(nèi)，以保持所述上弦四邊形小網(wǎng)格的穩(wěn)定性。所述上下弦桿、腹桿、橫桿與斜撐 桿均采用相貫節(jié)點直接焊在上下弦桿上。所述子結(jié)構(gòu)邊界網(wǎng)格尺寸a與所述立體桁架上弦小網(wǎng)格尺寸b相等，使得子結(jié)構(gòu)邊界與主體結(jié)構(gòu)立體桁架上弦交界處沒有桿件重疊，大大簡化了子結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)兩者之間的連接構(gòu)造；所述子結(jié)構(gòu)以周邊點支承15的方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)大網(wǎng)格3中，保證了子 結(jié)構(gòu)的邊界約束及其承載力。 所述橫、縱兩向立體桁架1和2通過焊接空心球節(jié)點連接，每個交叉區(qū)包括四個上 弦節(jié)點16和一個下弦節(jié)點17。
權(quán)利要求一種圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，包括主體結(jié)構(gòu)和布置于主體結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)兩級，所述主體結(jié)構(gòu)是一種由橫向與縱向立體桁架交叉構(gòu)成的圓柱面型大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述子結(jié)構(gòu)為單層叉筒網(wǎng)殼，所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)由柱面母線桿和兩方向斜桿構(gòu)成，各桿件之間通過焊接空心球節(jié)點連接，所述子結(jié)構(gòu)以周邊點支承的方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)大網(wǎng)格中，形成一種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié) 構(gòu)是由兩個同矢高圓柱曲面垂直相交、在兩條相貫線之間取下層曲面組成的網(wǎng)殼，其曲面 是柱面，其外形接近球面，下口邊界為一閉合的四邊形平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié) 構(gòu)邊界網(wǎng)格尺寸與所述立體桁架上弦小網(wǎng)格尺寸相等，子結(jié)構(gòu)以周邊點支承的方式內(nèi)嵌于 主體結(jié)構(gòu)大網(wǎng)格中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立體桁架由兩根平 行上弦桿、一根下弦桿、上下弦桿之間的腹桿及兩上弦桿之間的橫桿與斜撐桿組成，所述立 體桁架斷面為三角形，上弦為四邊形小網(wǎng)格，所述斜撐桿位于上弦四邊形小網(wǎng)格內(nèi)，以保持 上弦四邊形小網(wǎng)格的穩(wěn)定性。所述立體桁架內(nèi)腹桿、橫桿與斜撐桿均采用相貫節(jié)點直接焊 在上下弦桿上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述縱、橫兩向立體桁架 通過焊接空心球節(jié)點連接，每個交叉區(qū)包括四個上弦節(jié)點和一個下弦節(jié)點。
專利摘要本實用新型公開了一種圓柱面巨型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。包括主體結(jié)構(gòu)和布置于主體結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)兩級，所述主體結(jié)構(gòu)是一種由橫向與縱向立體桁架交叉構(gòu)成的圓柱面型大網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述子結(jié)構(gòu)為單層叉筒網(wǎng)殼，所述單層叉筒網(wǎng)殼子結(jié)構(gòu)由柱面母線桿和兩方向斜桿構(gòu)成，各桿件之間通過焊接空心球節(jié)點連接，所述子結(jié)構(gòu)以周邊點支承的方式內(nèi)嵌于主體結(jié)構(gòu)大網(wǎng)格中，形成一種大網(wǎng)格套小網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)形式。本實用新型能有效突破桿件大內(nèi)力及壓桿穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的限制，簡化了構(gòu)造，進一步減少了用鋼量、降低了工程造價。
文檔編號E04B1/32GK201554124SQ20092031557
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者周緒紅, 賀擁軍 申請人:湖南大學