[发明专利]规整多面体组合的空间刚架

说明书

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，具体地说，涉及一种规整多面体组合的空间刚架。

背景技术

目前,基于空间填充多面体的空间刚架结构极少，应用于实际工程并取得成功的就是国家游泳中心“水立方”，它首创了基于气泡理论的多面体空间刚架结构，由十二面体和十四面体组合成基本单元，形成类Weaire-Phelan多面体的庞大的多面体堆积体。它结构复杂，有4种杆长、3种节点，建筑难度大、耗费工时、建设周期长，适合于超大跨度的空间结构建筑。

Weaire-Phelan多面体空间刚架结构复杂，要4种杆长、3种节点，施工难度大、耗费工时、建设周期长，满足超大跨度的空间结构建筑，若用于中小跨度的建筑，则过于“奢华和浪费”。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种规整多面体组合的空间刚架，重复性好，节点少，容易施工，而且成本较低，抗压抗震性能强，适合于中小跨度的空间结构建筑。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种规整多面体组合的空间刚架，包括截角八面体、截半立方体和截角四面体，所述截半立方体的正方形面与截角八面体的正方形面贴合，所述截角八 面体的正六边形面与截角四面体的正六边形面贴合，所述截角四面体的正三角形面与截半立方体的正三角形面贴合，所述截角八面体、截半立方体和截角四面体通过贴合连接组成基本单元，所述基本单元沿三个相互正交的方向形成阵列，空间阵列绕空间任一轴线旋转任意角度形成阵列旋转体，再按照建筑边界棱线切割出建筑空间，最终形成的边线与截角八面体、截半立方体或截角四面体的棱边共同形成空间杆系结构。

进一步，贴合连接所形成的节点由五根杆件交汇。

进一步，所述杆件的长度相同。

进一步，规整多面体间在空间无缝填充，且θ₃₄+θ₄₆+θ₃₆＝360°,θ₆₆+θ₆₆＝180°，

θ₃₄为所述基本单元中正三角形面和正方形面所形成的角度；

θ₄₆为所述基本单元中正方形面和正六边形面所形成的角度；

θ₃₆为所述基本单元中正三角形面和正六边形面所形成的角度；

θ₆₆为所述基本单元中正六边形面和正六边形面所形成的角度。

进一步，每个节点由2个截角四面体、2个截角八面体和1个截半立方体组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述一种规整多面体组合的空间刚架，具有高度的重复性，结构重复，一种长度的杆件和一种类型的节点，一个节点上有五根杆件交汇，因而结构抗压抗震性能强，建筑难度小、耗费工时和建设周期均较短，适合于中小跨度的空间结构建筑。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用 于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是截角八面体的立体结构示意图；

图2是截半立方体的立体结构示意图；

图3是截角四面体的立体结构示意图；

图4是截角八面体、截半立方体和截角四面体组合填充图一；

图5是截角八面体、截半立方体和截角四面体组合填充图二；

图6是截角八面体、截半立方体和截角四面体组合填充图三

图7是堆积体的立体结构示意图。

图中，1——截角八面体；2——截半立方体；

3——截角四面体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1至图7，本发明所述一种规整多面体组合的空间刚架，包括截角八面体1、截半立方体2和截角四面体3，截半立方体2的正方形面与截角八面体1的正方形面贴合，截角八面体1的正六边形面与截角四面体3的正六边形面贴合，截角四面体3的正三角形面与截半立方体2的正三角形面贴合，截角八面体1、截半立方体2和截角四面体3通过贴合连接组成基本单元，

其中，θ₃₄+θ₄₆+θ₃₆＝360°,θ₆₆+θ₆₆＝180°。

θ₃₄为所述基本单元中正三角形面和正方形面所形成的角度；