一種大跨度索桿張力屋蓋結構體系的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大跨度索桿張力屋蓋結構體系，由葵花型索穹頂和環繞葵花型索穹頂的環形張拉整體連接構成，葵花型索穹頂包括一個中心拉力環，以中心拉力環為中心對稱設置的N根內豎壓桿和N根外豎壓桿，N為大于等于4的正整數；環形張拉整體由N個張拉整體單元首尾連接構成，每個張拉整體單元由互為鏡像對稱的子單元Ⅰ和子單元Ⅱ拼接而成，子單元Ⅰ和子單元Ⅱ分別是由四根壓桿和十二根拉索構成的自平衡穩定結構體系。本發明具有材料利用率高、施工成本低等優點。
【專利說明】一種大跨度索桿張力屋蓋結構體系
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大跨度建筑物的預應力結構，具體涉及一種索桿張力屋蓋結構體系O
【背景技術】
[0002]隨著建筑設計理論和結構設計水平的不斷提高，張拉整體結構和索穹頂結構以其靈活多變的表現力、輕盈動感的建筑構型和經濟節約的鋼材使用量得到了人們越來越多的關注。
[0003]張拉整體由于結構設計復雜，施工較困難，關于環形張拉整體的設計及施工至今沒有成熟的理論，故在土木工程領域應用較少。葵花型索穹頂在國內外己經有一些設計及施工經驗，但是索穹頂多依附于剛性邊界，成為體育場館的屋頂，將自平衡全張力的索桿結構作為葵花型索穹頂邊界條件的工程實例尚無。
【發明內容】
[0004]技術問題:本發明提供一種基于半規則張拉整體的環形自平衡索桿結構、能真正實現結構全張力的大跨度 預應力屋蓋結構體系。
[0005]技術方案:本發明的大跨度索桿張力屋蓋結構體系，由葵花型索穹頂和環繞葵花型索穹頂的環形張拉整體連接構成。葵花型索穹頂包括一個中心拉力環，以中心拉力環為中心對稱設置的N根內豎壓桿和N根外豎壓桿，N為大于等于4的正整數，中心拉力環頂端與內豎壓桿頂端之間連接有第一內脊索，中心拉力環底端與內豎壓桿頂端之間連接有第一內斜索，內豎壓桿頂端與兩根最近的外豎壓桿頂端之間均連接有第二內脊索，內豎壓桿的底端與兩根最近的外豎壓桿頂端之間均連接有第二內斜索兩相鄰內豎壓桿的底端之間連接有內環索，兩相鄰外豎壓桿的底端之間連接有外環索；
[0006]環形張拉整體由N個張拉整體單元首尾連接構成，每個張拉整體單元由互為鏡像對稱的子單元I和子單元II拼接而成，子單元I和子單元II分別是由四根壓桿和十二根拉索構成的自平衡穩定結構體系。第i(i = 1,2,3……N)個張拉整體單元空間構型為:
[0007]首先以在中心拉力環I所在直線上、且位于中心拉力環I底端下方的一點為整體坐標原點0(0，O, O)，以位于中心拉力環I和外豎壓桿3所構成的平面內且垂直于中心拉力環的直線方向為X軸，以整體坐標原點指向中心拉力環I底端方向為Z軸，構建得到的空間直角坐標系作為整體坐標系； [0008]然后以整體坐標系中的點
【權利要求】
1.一種大跨度索桿張力屋蓋結構體系，其特征在于，該體系由葵花型索穹頂和環繞所述葵花型索穹頂的環形張拉整體連接構成，所述葵花型索穹頂包括一個中心拉力環(I)，以所述中心拉力環(I)為中心對稱設置的N根內豎壓桿(2)和N根外豎壓桿(3)，N為大于等于4的正整數，所述中心拉力環(I)頂端與內豎壓桿(2)頂端之間連接有第一內脊索(4)，中心拉力環(I)底端與內豎壓桿(2)頂端之間連接有第一內斜索(5)，內豎壓桿(2)頂端與兩根最近的外豎壓桿⑶頂端之間均連接有第二內脊索(4’)，內豎壓桿⑵的底端與兩根最近的外豎壓桿(3)頂端之間均連接有第二內斜索(5’)，兩相鄰內豎壓桿(2)的底端之間連接有內環索(6)，兩相鄰外豎壓桿(3)的底端之間連接有外環索(7)； 所述環形張拉整體由N個張拉整體單元首尾連接構成，每個張拉整體單元由互為鏡像對稱的子單元I和子單元II拼接而成，所述子單元I和子單元II分別是由四根壓桿和十二根拉索構成的自平衡穩定結構體系，第i(i = 1,2,3……N)個張拉整體單元空間構型為:首先以在中心拉力環(I)所在直線上、且位于中心拉力環(I)底端下方的一點為整體坐標原點0(0，O，O)，以位于中心拉力環(I)和外豎壓桿(3)所構成的平面內且垂直于中心拉力環(I)的直線方向為X軸，以整體坐標原點指向中心拉力環(I)底端方向為Z軸，構建得到的空間直角坐標系作為整體坐標系； 然后以整體坐標系中的點
2.根據權利要求1所述的大跨度索桿張力屋蓋結構體系，其特征在于，所述環形張拉整體中，每個張拉整體單元的子單元I上的拉索AB、BCXD、DA，分別與相鄰張拉整體單元的子單元II上的拉索A’ B’、B’ C’、C’ D’、D’ A’對應重疊。
3.根據權利要求1或2所述的大跨度索桿張力屋蓋結構體系，其特征在于，所述壓桿與壓桿連接的節點處，以及壓桿和拉索連接的節點處均設置球鉸。
【文檔編號】E04B7/14GK103924721SQ201410172979
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】陸金鈺, 強翰霖, 王諄, 曹徐陽, 李娜 申請人:東南大學