[实用新型]预应力索撑可展网架结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑领域应用的一种可折叠网格结构，具体为一种基于四角锥网架的预应力索撑可展网架结构。

背景技术

进入21世纪以来，我国的社会经济得到了飞速发展，大跨度空间结构的需求越来越多，人们对建筑的要求也越来越高，而网架结构凭借其空间受力小、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点被广泛应用于体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、加油站等公用建筑中。

随着机械制造业的迅速发展和功能需求不断提高，可展结构被逐渐引入体育场馆等大型公共建筑中。在建筑领域中，可展结构可重复使用，且折叠后体积小，便于运输及储存，与永久性建筑物相比不仅在施工上省时省力，而且可避免不必要的资金再投入而造成的浪费。此外可展结构可通过改变自身构件参数与膜结构结合形成造型独特的曲面。国外对可展网格结构的研究成果已经相当丰富，并已有应用的工程实例。但可展体系在四角锥网架中尚未见使用，主要原因有：(1)可展网架节点受力性能不佳，构造复杂；(2)可展网架结构承载力难以得到保证，位移较难满足使用要求。将预应力拉索应用到基于四角锥网架的可展网架结构中可有效改善受力体系，提高结构构件的承载效率，同时解决折叠结构普遍存在的刚度不足问题，可应用于有开闭要求的大跨度屋盖结构中。

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供一种可单向折叠展开，解决了折叠网格结构普遍存在的承载力和刚度不足问题的预应力索撑可展网架结构。该结构不仅能满足建筑对可开闭屋盖结构的安全性和功能要求，还具有设计施工方便的优点，能较好地满足大跨度开合屋盖结构的需要。

技术方案：本实用新型的预应力索撑可展网架结构，由多个倒置的可折叠四角锥单元阵列分布连接组成，包括水平正交的折叠方向和不可折叠方向。可折叠四角锥单元由四根上弦杆和四根刚性腹杆连接而成，其中在折叠方向上的两根上弦杆为可伸缩杆，在不可折叠方向上的两根上弦杆为刚性上弦杆，在折叠方向上相邻两个可折叠四角锥单元的下弦节点之间通过拉索连接，在不可折叠方向上相邻两个可折叠四角锥单元的下弦节点之间通过刚性下弦杆连接。

进一步的，本实用新型的预应力索撑可展网架结构中，折叠方向上排列的各可折叠四角锥单元的高度不同，在不可折叠方向上排列的各可折叠四角锥单元的高度相同。

进一步的，本实用新型的预应力索撑可展网架结构中，在折叠方向上相邻的两个四角锥单元共用刚性上弦杆，不可折叠方向上相邻的两个四角锥单元共用可伸缩杆。

进一步的，本实用新型的的预应力索撑可展网架结构中，可折叠四角锥单元中的四根刚性腹杆在下弦节点铰接，所述可伸缩杆与刚性腹杆铰接。

进一步的，本实用新型的的预应力索撑可展网架结构中，所述的拉索施加有预应力。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本实用新型以正交正放四角锥网架结构为基础，设计和施工时可参考已有的网架结构设计施工方法，方便了设计和施工方法的确定。(2)在不可折叠方向多个倒置四角锥单元上、下弦节点通过腹杆和上下弦刚性杆刚接，使结构在锁定及运动状态时不可折叠方向均具备一定的承载力、刚度和稳定性。(3)在可折叠方向设置网格大小相同的变高度倒置四角锥单元；通过上弦可伸缩杆控制屋盖结构的折叠过程，并可保证运动过程中屋盖结构在可折叠方向的刚度和稳定性，进一步提高结构运动过程中的整体力学性能。(4)结构可折叠方向下弦设置拉索，拉索在运动过程中松弛，在展开状态施加一定预应力，使结构具备可展开功能的同时可适用更大跨度的屋盖结构。

附图说明

图1是本实用新型完全展开状态的结构示意图。

图2是完全展开状态下，可折叠方向可折叠四角锥单元示意图。

图3是预应力索撑可展网架结构半开状态轴测图。

图4是预应力索撑可展网架结构完全折叠状态轴测图。

图中有：1.四角锥单元，2.刚性下弦杆，3.可伸缩杆，4.刚性上弦杆，5.拉索，6.刚性腹杆,7.下弦节点。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的说明。