[发明专利]一种径向开合屋盖-膜组合结构

说明书

本发明公开了一种径向开合屋盖‑膜组合结构。该组合结构由下部径向开合屋盖结构和上部膜结构组成，开合屋盖结构由两个以上的环向链形剪式机构和两个以上的径向链形剪式机构组成，径向开合屋盖结构在投影面上分为彼此连续的布膜区，布膜区包括内四边形、第一中间四边形、第二中间四边形以及外四边形；膜结构由第一膜单元、第二膜单元以及第三膜单元组成，所述第一膜单元、第二膜单元和第三膜单元均由竖杆和上覆的膜材组成。本发明开合屋盖‑膜组合结构伸缩自由，伸缩率大；剪式铰单元的折叠方向为竖直面，使开合屋盖‑膜组合结构具有较大的竖向刚度，而且构造合理、设计和施工简单，特别适合中小跨度的建筑。

技术领域

本发明涉及一种径向开合屋盖-膜组合结构，尤其是一种具有径向和环向链形剪式机构和上部竖杆的径向开合屋盖-膜组合结构。

背景技术

开合屋盖结构是近半个多世纪发展起来的一种新型结构，能够根据大气的变化和建筑的使用需求部分或全部开启和关闭屋盖。开合屋盖结构的主要特征是具有两种稳定的构型：完全闭合状态和完全展开工作状态。屋盖正常使用阶段需要运动并且具备多个不同受力状态，与常规建筑结构相比，设计和施工更加复杂。

开合屋盖-膜组合结构糅合了开合屋盖结构和膜结构的特点。开合屋盖-膜组合结构采用膜材料有许多优点:

1)自重轻。膜材的重量只有1.3-1.5kN/m²，屋盖结构重量的降低，使下部的支撑结构和基础的断面尺寸也可以相应缩小，大大降低工程造价。

2)减少能源消耗，节省费用。膜材透光率一般取决于材质和涂层，使用范围从几乎100％透明到完全不透明。一般建筑膜材的透光率在15％左右，所以即使在可展网壳结构完全展开时也可充分利用自然光，白天使用可以减少人工照明。

3)施工速度快。

发明内容

发明目的：为了建造出便于开合的环形屋盖，并要求该开合屋盖不仅能满足建筑对屋盖开合的各项功能要求，还具有设计和施工方便等优点，能够较好的满足中小跨度建筑对屋盖开合功能的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种径向开合屋盖-膜组合结构，该组合结构由下部径向开合屋盖结构和上部膜结构组成，其特征在于，所述径向开合屋盖结构由两个以上的环向链形剪式机构和两个以上的径向链形剪式机构组成，环向链形剪式机构同心布置，径向链形剪式机构沿所述环向链形剪式机构形成的圆环的径向布置；环向链形剪式机构由多个对称剪式铰单元头尾相连成环形；径向链形剪式机构由多个非对称剪式铰单元头尾相连成线形；所述对称剪式铰由两个长度相等的第一连杆在杆中间铰接组成，所述非对称剪式铰由两个长度不等的第二连杆在杆中间铰接组成；径向链形剪式机构与环向链形剪式机构通过非对称剪式铰单元的第二连杆端部与对称剪式铰单元的第一连杆端部铰接实现连接；并且径向链形剪式机构伸出最外圈环向链形剪式机构的端部，并固定于只具有竖向转动自由度的铰支座；

所述径向开合屋盖结构在投影面上分为彼此连续的布膜区，所述布膜区包括内四边形、第一中间四边形、第二中间四边形以及外四边形；

所述内四边形沿径向链形剪式机构对称，所述内四边形的四个顶点包括相邻的三个径向链形剪式机构和内侧的环向链形剪式机构铰接形成的第一顶点、第二顶点和第三顶点，以及位于第二顶点和径向相邻的径向链形剪式机构和环向链形剪式机构的铰接点的中点构成的第四顶点；

所述外四边形沿径向链形剪式机构对称，所述外四边形的四个顶点包括相邻的三个径向链形剪式机构和外侧的环向链形剪式机构铰接形成的第五顶点、第六顶点和第七顶点，以及位于第六顶点和径向相邻的径向链形剪式机构和环向链形剪式机构的铰接点的中点构成的第八顶点；