CN201746935U - 一种超大跨度的球面巨型网格结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超大跨度的交叉立体桁架系球面巨型网格结构。包括主体结构和布置于主体结构中的子结构两级，其特征在于，所述主体结构是一种由径向与环向立体桁架交叉构成的球面型大网格结构，所述主体结构大网格分为顶部的圆形大网格和周边的梯形大网格，其网格尺寸为10～30m，所述子结构为普通双层平板网架，内嵌于大网格中，形成一种大网格套小网格的结构形式。本实用新型能有效突破杆件大内力及压杆稳定与结构整体稳定的限制，简化了构造，进一步减少了用钢量、降低了工程造价。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑业空间结构领域一种超大跨度的球面巨型网格结构。
背景技术
球面网壳结构是目前大跨度空间结构中应用比较广泛的一种结构体系，一般采用双层形式，但这种双层网壳结构随着跨度的进一步增大会出现一些不可避免的问题，如网格较小、杆件较短时，结构会因厚跨比太小而易导致整体失稳；而网格较大、杆件过长时，因内力过大而易导致压杆失稳，以及由此而引起的用钢量增大等。有文献分析表明，增加层数对提高结构整体工作性能的作用并不明显，更重要的是采用多层形式以突破内力的限制来增加结构跨度是不可行的，反而使杆件与节点急剧增加，节点因连接的杆件过多而使得加工构造更加复杂。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种超大跨度的交叉立体桁架系球面巨型网格结构。以实现有效突破杆件大内力及压杆稳定与结构整体稳定的限制，同时简化构造，进一步减少用钢量、降低工程造价。
本实用新型的技术方案是：包括主体结构和布置于主体结构中的子结构两级，其特征在于，所述主体结构是一种由径向与环向立体桁架交叉构成的球面型大网格结构，所述主体结构大网格分为顶部的圆形大网格和周边的梯形大网格，大网格尺寸为10～30m，所述子结构为普通双层平板网架，内嵌于大网格中，形成一种大网格套小网格的结构形式，整个结构的载荷由相对比较稀疏而宏大的主体结构承担。
所述梯形平板网架子结构以四角点支承方式内嵌于主体结构梯形大网格中，所述顶部多边形平板网架子结构的周边数与所述主体结构的环向分区数一致，以周边多点支承的方式内嵌于圆形大网格中。
所述立体桁架由两根平行上弦杆、一根下弦杆、上下弦杆之间的腹杆及两上弦杆之间的横杆组成，立体桁架断面为三角形。
所述上下弦杆、腹杆与横杆均为圆钢管，腹杆与横杆均采用相贯节点直接焊在上下弦杆上。
所述径、环两向立体桁架通过焊接空心球节点连接，每个交叉区包括四个上弦节点和一个下弦节点。
本实用新型这种大网格套小网格的结构形式，能有效地克服压杆失稳的问题，可大幅度提高结构的整体刚度与稳定性、避免压杆失稳。立体桁架内部各杆件之间通过相贯节点焊接连接，可避免采用任何连接件。整个结构的载荷由相对比较稀疏而宏大的主体结构承担，每个子结构只承担相应大网格范围内的荷载，因而子结构内部杆件基本可按最小构造要求配置，节省了用钢量，降低了工程造价。另外，立体桁架与子结构均可在工厂制作加工而成为数量很少的基本部件，然后运至现场组装而成整体结构，将大大减少现场安装工作量、缩短施工工期。可适用于的150～200m跨度的圆形建筑平面屋盖结构。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为梯形平板网架子结构以四角点支承方式内嵌于梯形大网格示意图；
图3为图2的A A剖视图；
图4为顶部多边形子结构以周边多点支承方式内嵌于圆形大网格示意图；
图5为三角形截面立体桁架梁示意图；
图6为图5的A-A剖视图；
图7为立体桁架交叉区构造示意图。
具体实施方式
结合附图：
整个结构由主体结构I和布置于主体结构中的子结构II(III)两级构成，所述主体结构是一种由径向立体桁架1与环向立体桁架2交叉构成的球面型大网格结构，所述主体结构大网格分为顶部的圆形大网格3和周边的梯形大网格4，大网格的尺寸为10～30m，所述子结构为普通双层平板网架，内嵌于大网格3(4)中，形成一种大网格套小网格的结构形式，整个结构的载荷由相对比较稀疏而宏大的主体结构承担，子结构基本只承担相应大网格范围内的荷载。
所述梯形平板网架子结构II以四角点5支承方式内嵌于主体结构梯形大网格4中，而顶部多边形平板网架子结构III以周边多点6支承方式内嵌于圆形大网格3中。
所述顶部多边形平板网架子结构III的周边数与所述主体结构I的环向分区数一致。
所述径、环两向立体桁架1与2均由两根平行上弦杆7、一根下弦杆8、上下弦杆之间的腹杆9及两上弦杆之间的横杆10组成；所述立体桁架断面为三角形；所述上下弦杆、腹杆与横杆均为圆钢管，腹杆与横杆采用相贯节点直接焊在上下弦杆上。
所述径、环两向立体桁架1和2通过焊接空心球节点连接，每个交叉区包括四个上弦节点11和一个下弦节点12。
Claims (5)
1.一种超大跨度的交叉立体桁架系球面巨型网格结构，包括主体结构和布置于主体结构中的子结构两级，其特征在于，所述主体结构是一种由径向与环向立体桁架交叉构成的球面型大网格结构，所述主体结构大网格分为顶部的圆形大网格和周边的梯形大网格，其网格尺寸为10～30m，所述子结构为普通双层平板网架，内嵌于大网格中，形成一种大网格套小网格的结构形式。
2.根据权利要求1所述的超大跨度交叉立体桁架系球面巨型网格结构，其特征在于，所述梯形平板网架子结构以四角点支承方式内嵌于主体结构梯形大网格中，所述顶部多边形平板网架子结构的周边数与所述主体结构的环向分区数一致，以周边多点支承的方式内嵌于圆形大网格中。
3.根据权利要求1所述的超大跨度交叉立体桁架系球面巨型网格结构，其特征在于，所述立体桁架由两根平行上弦杆、一根下弦杆、上下弦杆之间的腹杆及两上弦杆之间的横杆组成，立体桁架断面为三角形。
4.根据权利要求3所述的超大跨度交叉立体桁架系球面巨型网格结构，其特征在于，所述上下弦杆、腹杆与横杆均为圆钢管，腹杆与横杆均采用相贯节点直接焊在上下弦杆上。
5.根据权利要求1所述的超大跨度交叉立体桁架系球面巨型网格结构，其特征在于，所述径、环两向立体桁架通过焊接空心球节点连接，每个交叉区包括四个上弦节点和一个下弦节点。
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