[发明专利]充气式张弦网壳结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及张弦网壳结构及施工方法。

背景技术

充气膜结构由于自重轻，工期短，经济等特点被应用于许多大跨度空间建筑中，它是对膜内气体加压使膜面鼓起至设计空间曲面，保持内外压差使膜面受压以确保刚度，从而维持形态并抵抗荷载，其中空气作为结构的一部分使得建筑的自重大为降低。但由于扁平膜屋盖有容易积雨雪的缺点，而且单纯的充气膜结构还具有遇风敏感的问题。

索承网壳体系是由单层网壳、撑杆及预应力拉索组成，撑杆上端与网壳节点铰接，下端通过径向拉索和环向箍索连成整体。通过对下部的柔性拉索施加预应力，可使单层网壳产生与正常使用荷载作用下反向的位移和内力，有效提高整体结构的刚度和稳定性，改善结构的受力性能。但此结构体系中间的撑杆具有稳定性的问题，而且中间撑杆不能给上部网壳提供连续支撑作用。

普通张弦网壳结构体系的施工一般采用主动施加预应力的方法，即直接对拉索实施张拉。但是张弦网壳结构体系的下弦拉索和上弦网壳是一个整体，不同的张拉方式和张拉顺序会对结构体系的受力造成很大影响。这对结构的施工造成很大困难。

发明内容

本发明是要解决现有张弦网壳结构中撑杆稳定性能差、单纯充气膜结构遇风敏感的问题的问题，而提供充气式张弦网壳结构及施工方法。

本发明充气式张弦网壳结构由上弦单层网壳、低内压充气气囊和下弦索组成；所述上弦单层网壳是由钢管和焊接球节点组成的单层网壳结构；在所述上弦单层网壳下端设置低内压充气气囊，在低内压充气气囊的下表面设置有多个A向索套和多个B向索套；在低内压充气气囊的下端设置下弦索；所述下弦索包括多个A向拉索和多个B向拉索，所述多个A向拉索与多个B向拉索分别穿过多个A向索套和多个B向索套，所述多个A向拉索与多个B向拉索的两端分别通过锚具固定在所述上弦单层网壳外圆周上的焊接球节点内，且多个A向拉索与多个B向拉索相交。

上述充气式张弦网壳结构的施工方法是按照以下步骤进行的：

一、工厂裁剪低内压充气气囊，下端设置多个A向索套和多个B向索套；使所述低内压充气气囊不漏气且有一定承受能力；

二、将上弦单层网壳拼装完成，然后将多个A向拉索和多个B向拉索分别穿过低内压充气气囊下端的多个A向索套和多个B向索套，再将多个A向拉索与多个B向拉索的两端分别通过锚具固定在上弦单层网壳外圆周上的焊接球节点内；

三、对低内压充气气囊充气至设计气压，建立结构初始预应力，完成一种充气式张弦网壳结构的装配。

本发明充气式张弦网壳结构由上弦单层网壳、低内压充气气囊和下弦索组成；所述上弦单层网壳是由钢管和焊接球节点组成的单层网壳结构；在所述上弦单层网壳下端设置低内压充气气囊；在低内压充气气囊的下表面设置有多个径向索套；在低内压充气气囊的下端设置下弦索；所述下弦索包括一个环向拉索和多个径向拉索，所述多个径向拉索分别穿过多个径向索套；所述多个径向拉索的一端固定在环向拉索上，另一端分别通过锚具固定在所述上弦单层网壳外圆周上的焊接球节点内。

上述充气式张弦网壳结构的施工方法是按照以下步骤进行的：

一、工厂裁剪低内压充气气囊，下端设置多个径向索套；使所述低内压充气气囊不漏气且有一定承受能力；

二、将上弦单层网壳拼装完成，然后将多个径向拉索分别穿过低内压充气气囊下端的多个径向索套，再将多个径向拉索的一端固定在环向拉索上，另一端分别通过锚具固定在所述上弦单层网壳外圆周上的焊接球节点内；

三、对低内压充气气囊充气至设计气压，建立结构初始预应力，完成一种充气式张弦网壳结构的装配。

本发明优点：

1、本发明上弦的刚性体系使得充气膜结构不直接与外界接触，消除了单纯充气膜结构遇风敏感的问题，同时提高了对外荷载的抵抗能力。再次，此类结构利用了空气压力对上弦构件提供连续支撑，提高了刚性体系的稳定性；同时，可利用充气内气压对结构实现初张拉，在初始成形过程无需张拉设备，施工便捷。充气膜的利用大大减轻了结构的自重，制作、运输、施工方便，十分适用于临时性建筑等。

附图说明

图1为充气式张弦网壳结构的正视图；图2为充气式张弦网壳结构的轴测图；图3为充气式张弦网壳结构中上弦单层网壳的正视图；图4为充气式张弦网壳结构中上弦单层网壳的轴测图；图5为充气式张弦网壳结构中下拉索的结构图。

具体实施方式