專利名稱：拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)屬于建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域大跨結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的兩大方向之一。公知的大跨結(jié)構(gòu)形式主要有平面梁式結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，梁式結(jié)構(gòu)因受彎矩作用，沒有很好的發(fā)揮材料的強(qiáng)度性能，只用于較小跨度的建筑，我國跨度最大的梁式結(jié)構(gòu)是59年建成的北京人民大會(huì)堂，跨度為60米。懸索結(jié)構(gòu)具有自重輕、受力性能好的優(yōu)點(diǎn)，但剛性差，在我國應(yīng)用不多，典型建筑有61年建成的北京工人體育館，平面為圓形，直徑是94米。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)使用較多的結(jié)構(gòu)形式，具有剛性好，抗震性能優(yōu)等特點(diǎn)，但隨著跨度增大，其自重也迅速增加，國內(nèi)目前建成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中，跨度最大的仍然是73年建成的上海體育館，平面為圓形，直徑是110米。由上可見我國大跨結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢和發(fā)展速度，可以說，從73年至今的25年間，我國的大跨結(jié)構(gòu)技術(shù)水平一直徘徊不前。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民文化生活的不斷提高，對大跨結(jié)構(gòu)的需要也日益增加，鑒于我國大跨結(jié)構(gòu)所處的落后狀態(tài)，研究開發(fā)和推廣應(yīng)用拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，無疑具有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種跨度大，自重輕，剛性強(qiáng)，滿足建筑屋面功能要求的拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是通過下面的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。


圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)剖面圖，圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)平面圖，主要由徑向索1，環(huán)索2，豎向壓桿3，內(nèi)拉環(huán)4，外壓環(huán)5，徑向短拉索6等部分組成。他們之間相互連接關(guān)系是首先將內(nèi)拉環(huán)與外壓環(huán)通過徑向索連接，構(gòu)成放射狀索網(wǎng)，再把各環(huán)索與相應(yīng)的徑向短拉索連接，同時(shí)將各豎向壓桿的兩端分別與上部的徑向索和下部的環(huán)索相連，逐一收緊各環(huán)索，即可將索網(wǎng)逐步向上托起，形成向上拱的穹頂結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的最大跨度可達(dá)240米。
圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)剖面圖，圖中1為徑向索，2為環(huán)索，3為豎向壓桿，4為內(nèi)拉環(huán)，5為外壓環(huán)，6為徑向短拉索。圖2是結(jié)構(gòu)平面圖。圖3是徑向短拉索與環(huán)索的連接示意圖，圖中9為連桿。圖4是豎向壓桿與徑向索和環(huán)索的連接圖。圖5是環(huán)索連接圖，圖中10為環(huán)索連接螺扣，7、8為正反螺紋。
與公知技術(shù)相比本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果1.拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)把懸索結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來，因此具有自重輕、受力性能好、剛性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
2.其最大跨度可達(dá)240米，與同跨度的梁式結(jié)構(gòu)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)約鋼材60％～70％左右，大幅度地降低了工程造價(jià)，既節(jié)約了材料，又節(jié)省了資金。
3.穹頂造型美觀、大方，獨(dú)具特色，可根據(jù)建筑功能要求及地形設(shè)計(jì)成各種平面形狀，其應(yīng)用范圍十分廣闊，不僅適用于體育建筑、展館、旅游建筑，而且更適用于存放糧、棉、煙葉、工業(yè)原料、燃料的大型倉庫，汽車、農(nóng)貿(mào)、花卉交易市場等中間無梁柱大面積空間建筑。
實(shí)施例本設(shè)計(jì)為一個(gè)直徑60m，由十六根徑向索、三個(gè)索環(huán)構(gòu)成的圓形穹頂屋蓋。內(nèi)拉環(huán)直徑2m，高1.3m。徑向索鋼索直徑15.5mm，破斷力152kn。環(huán)索鋼索直徑26mm，破斷力439.5kn。豎向壓桿采用φ50×6鋼管，桿長由外向內(nèi)分別取5.2m，3.8m，2.5m。各節(jié)點(diǎn)均設(shè)計(jì)為由連桿連接的鉸結(jié)點(diǎn)。連桿與鋼索采用冷壓錨固如圖3所示，連桿另一端加工成可穿過徑向索的環(huán)形。豎向壓桿與上部的徑向索和下部的環(huán)索連接如圖4，豎向壓桿的上部也加工成環(huán)狀，下部加工成可穿過環(huán)索的叉形構(gòu)件。環(huán)索自身的連接如圖5，連接時(shí)穿過豎向壓桿的下端圓孔，再由正反向螺扣將各段環(huán)索連成環(huán)形，并可通過螺扣調(diào)節(jié)環(huán)索的張緊程度。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型涉及一種拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于結(jié)構(gòu)由徑向索1，環(huán)索2，豎向壓桿3，內(nèi)拉環(huán)4，外壓環(huán)5，徑向短拉索6組成，其連接關(guān)系是先將內(nèi)拉環(huán)與外壓環(huán)通過徑向索連接，再把各環(huán)索與相應(yīng)的徑向短拉索連接，各豎向壓桿的兩端分別與上部的徑向索和下部的環(huán)索相連，用可調(diào)節(jié)長短的連接方式將各段環(huán)索連成環(huán)狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于各連接點(diǎn)均為連桿連接的鉸接點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于徑向索與連桿采用冷錨固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于連桿一端加工成可穿過徑向索的環(huán)形，另一端鉆孔后與徑向索冷錨固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于豎向壓桿的上部加工成環(huán)狀，下部加工成可穿過環(huán)索的叉形構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于環(huán)索自身連接用正反向螺扣將各段環(huán)索連成環(huán)狀。
專利摘要拉索穹頂大跨屋蓋結(jié)構(gòu)由徑向索、環(huán)索、豎向壓桿、內(nèi)拉環(huán)、外壓環(huán)、徑向短拉索等部分組成。其連接關(guān)系是:先將內(nèi)拉環(huán)與外壓環(huán)通過徑向索連接,構(gòu)成放射狀索網(wǎng),再把各環(huán)索與相應(yīng)的徑向短拉索連接,同時(shí)將各豎向壓桿的兩端分別與上部的徑向索和下部的環(huán)索相連,逐一收緊各環(huán)索,即可將索網(wǎng)逐步向上托起,形成向上拱的穹頂結(jié)構(gòu)。最大跨度可達(dá)240米。本實(shí)用新型自重輕,剛性強(qiáng),造價(jià)低,造型美觀,受力性能好,適用于各種大跨建筑。
文檔編號(hào)E04B7/08GK2361703SQ9825059
公開日2000年2月2日 申請日期1998年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月11日
發(fā)明者黃呈偉 申請人:昆明理工大學(xué)