[发明专利]一种索穹顶结构与悬挑结构形成的组合结构及其组合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构体系，特别是涉及张拉结构和刚性结构的组合结构体系及其组合方法。

 

背景技术

目前索穹顶结构在国外已经建成多座。索穹顶结构作为一种柔性的大跨空间结构，与普通空间结构不同，它主要由预应力提供刚度。索穹顶结构必须与周边的受压环梁组成一个闭合回路，是一种自平衡体系，结构具有自适应能力。因此已有的索穹顶结构均为了平衡内部拉力，必须设置专门的约束构件，比如受压环桁架或环梁，而且外部环梁等约束构件往往比较大，才能平衡索穹顶拉力。

本发明提出的张拉结构和刚性结构的组合结构体系可以将索穹顶等张拉结构向内受拉、悬挑结构内部向外受拉结合起来，实现内外受力自平衡，大大降低受压环桁架和环梁的受力。

 

发明内容

技术问题

四周悬挑中间跨度较大的结构，由于悬挑部分使结构内部上沿产生径向向外的拉力，所以内部结构为承受该拉力往往要做成受拉环梁或环桁架。

索穹顶结构作为一种张拉结构，外围的脊索和斜索外端需要连接在固定端，一般是采用受压环梁或环桁架的方式承受内部索穹顶的径向向内拉力，往往造成环桁架和环梁巨大，仅仅为了承受索穹顶外部拉力；

技术方案

本发明提出一种张拉结构和刚性结构的组合结构体系，其特征在于包括张拉结构和刚性悬挑结构，两者通过环桁架或环梁或其它刚性约束构件进行连接，以上组合体连接于支撑结构上。

张拉结构优先选用索穹顶结构，也可以为车辐式双层索网结构、悬索结构、单层索网结构等，

刚性结构可以为悬挑钢结构，也可以为悬挑混凝土结构或组合结构。刚性结构可以为一层或两层及其以上。同时，刚性结构也可以为悬挂结构体系。

连接张拉结构和刚性结构的构件为环桁架或环梁或其他刚性约束构件。

悬挑结构和索穹顶结构通过环向桁架或环梁或其他约束构件相连。

 

有益效果

通过本发明提出的新的组合结构，悬挑结构部分由于径向向外的拉力，对环桁架或环梁产生环向拉力作用；索穹顶结构预应力张拉和承载后，径向脊索和斜索径向受拉，对环桁架或环梁产生环向压力作用。因此悬挑部分和索穹顶在环桁架或环梁处内力平衡，实现结构体系内部受力自平衡，大大减少环桁架受力。同时内部可以实现无柱大空间。

 

附图说明

图1为结构剖视图；

图2为结构俯视图；

图3为索穹顶与环桁架（或环梁）连接示意图；

图4为索穹顶与环桁架（或环梁）铰接连接节点示意图。

各图中，1-悬挑结构上部结构，2-环向桁架（或环梁），3-悬挑下部结构，4-索穹顶结构或其他张拉结构，5-支撑结构，6-索连接端，7-索连接耳板。

 

具体实施方式

    以某索穹顶与悬挑结构组合结构工程图2为例，悬挑结构内部设置环向桁架或环梁2，将索穹顶结构4外圈脊索或外圈斜索6的外端与环向桁架或环梁2相连，施工时，外部悬挑结构设置临时支撑，索穹顶结构4预应力张拉完成后，进行临时支撑卸载，形成索穹顶与悬挑结构受力自平衡的组合结构。

索穹顶结构与环向桁架或环梁的连接优先采用如图4所示的铰接连接方式：索穹顶的外圈索6通过连接耳板7与悬挑结构的环桁架（或环梁）2相连接。