[实用新型]一种基于超静定环桁架与索穹顶组合结构的体育馆

说明书

本实用新型涉及一种基于超静定环桁架与索穹顶组合结构的体育馆，包括外围超静定环桁架结构和索穹顶结构，外围超静定环桁架结构包括承重墩、承重柱、撑杆和桁架杆；索穹顶结构包括上弦脊索、下弦斜索、外环梁、内环梁和压杆；外围超静定环桁架结构与地面固结，提供必要的约束力来平衡索穹顶结构屋盖产生的巨大拉力，索穹顶结构通过上弦脊索、下弦斜索和压杆组成自应力空间结构体系；索穹顶结构中外围的上弦脊索和下弦斜索外端固定于外围超静定环桁架结构上，索穹顶结构中的外环梁、内环梁和压杆固定整体结构的形状。本实用新型索体施加预应力后，转为全张力状态，实现整体结构平衡，最终达到空间大跨、整体轻质、减震抗震目的。

技术领域

本实用新型涉及建筑结构领域，具体涉及一种基于超静定环桁架与索穹顶组合结构的体育馆。

背景技术

现有技术中，大跨度钢结构以其丰富的建筑表现力、宽敞的使用空间等优势，得到了广泛的研究与应用，但建筑形式通常比较单一而且笨重，这一直是大跨度钢结构领域中的难点。在大跨度钢结构的建筑中，传统的钢结构形式已不能满足建筑内部大空间的优势，索穹顶与外围超静定桁架组合的新的结构体系必将会进一步的发展。

面向未来的建筑，应该与城市生活紧密结合，甚至能够单独成为一个城市的综合体，满足现代人们快节奏的生活的同时又要能够节能环保。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于超静定环桁架与索穹顶组合结构的体育馆，为空间大跨度索穹顶结构，索穹顶与外围超静定桁架结构体系是一种受力合理、结构体系自身平衡的新型大跨空间结构体系。

为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案是：

一种基于超静定环桁架与索穹顶组合结构的体育馆，包括外围超静定环桁架结构和索穹顶结构，所述外围超静定环桁架结构包括承重墩、承重柱、撑杆和桁架杆；所述索穹顶结构包括上弦脊索、下弦斜索、外环梁、内环梁和压杆；所述外围超静定环桁架结构与地面固结，提供必要的约束力来平衡索穹顶结构屋盖产生的巨大拉力，所述索穹顶结构通过上弦脊索、下弦斜索和压杆组成自应力空间结构体系；所述索穹顶结构中外围的上弦脊索和下弦斜索外端固定于外围超静定环桁架结构上，所述索穹顶结构中的外环梁、内环梁和压杆固定整体结构的形状；所述索穹顶结构采用葵花型索穹顶张拉方式，中间采用应力内环梁；所述的体育馆为部分下沉式体育馆，与地面相结合，共同组成一个大的刚性结构；在所述体育馆的索穹顶结构上铺设一层膜结构。

进一步的，所述索穹顶结构的膜结构上采用铺设太阳能板的形式。

进一步的，体育馆建筑内部为无支撑柱的大跨度空间。

进一步的，所述索穹顶结构的拉索采用铰接方式连接。

进一步的，所述索穹顶结构内、外环梁采用刚性构件。

进一步的，所述的外围超静定环桁架包括20根承重柱支承，柱间设有40根撑杆，节点采用刚接的连接方式。

进一步的，所述的外围超静定环桁架设有向外的撑杆，整体向外部分悬挑。

有益效果：

本实用新型的基于超静定环桁架与索穹顶组合结构的体育馆，在索穹顶结构施加预应力张拉和承载后，脊索和斜索径向受拉，对环桁架或环梁产生环向张拉力作用；同时，超静定环桁架通过承重柱与地面固结，产生对上部索穹顶的约束力，平衡拉索对环桁架的拉力。因此索穹顶结构与超静定环桁架组合结构整体受力平衡，实现结构体系内部受力自平衡。采用索穹顶结构大大减少建筑物自重，同时内部可以实现无柱、空间大跨。

在形式上，此建筑为大跨度空间结构；在功能上，可以满足体育场对于容纳人数的需求，城市可以依托于此形成一个城市综合服务体，从交通、商业、公共服务系统等方面形成完备的生活体系；同时，可在此建筑物屋盖上铺设太阳能板，提供能源的同时环保可持续发展，满足未来建筑发展趋势。

附图说明