[发明专利]一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法

说明书

一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法，其中网壳为波浪形编织状框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆以及与纵向主杆相互交叉连接的斜向主杆和次斜向主杆，以及纵向龙骨、斜向龙骨和次斜向龙骨；所述网壳的波谷位置下方连接有树状柱，且网壳在波谷位置与树状柱内部连通；所述网壳整体呈环形，其内圈和外圈对应设有外封边梁和内封边梁；施工时将网壳分单元制作拼装，网壳和树状柱间也可分别独立制作，而后再将网壳和树状柱吊装成完整的网壳结构。本发明波浪状结构设计，增加了网壳结构整体的美感性和观赏性，加之，网壳波谷和波峰的变化可以有效增加室内的局部净空高度；网壳结构内部杆件以及约束的设置增加了结构的整体性。

技术领域

本发明属于空间结构建造领域，特别涉及一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法。

背景技术

由于空间网壳结构具有杆件结构和薄壳结构的双重特性，在建筑领域具有较为广泛的应用，又因其在各杆件间的受力分配合理，可以适应较大的空间跨度。传统形式的网壳结构，多为平面结构或为圆管截面组成，结构样式较为单一，缺乏建筑韵律与美感；在网壳下方的支撑杆多为单根竖向杆，由于受力较大，易产生失稳的问题；还有如互承式网壳结构，其主要通传力形式为弯矩传力，对材料利用效率不高，产生的结构冗余度偏低；加之，通长的网壳结构采用焊接球节点进行现场的定位安装，安装过程中测量工作量大，对于焊接工人的技术要求较高，对网壳质量的较难控制。因此，需要提供一种富有建筑美感、受力合理且易于施工的网壳结构。

发明内容

本发明提出一种波浪形编织状网壳结构及其施工方法用以解决上述问题，具体技术方案如下：

一种波浪形编织状网壳结构，包括网壳，所述网壳为波浪形框架结构，包括平行且间隔分布的波浪形纵向主杆以及与纵向主杆相互交叉连接的斜向主杆和次斜向主杆；所述网壳的波谷位置下方连接有树状柱，且网壳在波谷位置与树状柱内部连通。

所述斜向主杆和次斜向主杆分别平行间隔设置，且两者相互交叉呈菱形网格；纵向主杆穿过菱形网格的邻边中点、并将菱形网格分割成中部的正六边形网格以及两端部的三角形网格。

一种波浪形编织状网壳结构还包括纵向龙骨、斜向龙骨和次斜向龙骨；其中纵向龙骨与纵向主杆平行、且间隔设置，斜向龙骨与斜向主杆平行、且间隔设置，次斜向龙骨与次斜向主杆平行、且间隔设置；纵向龙骨、斜向龙骨和次斜向龙骨对应从正六边形网格的对角穿过。

所述网壳呈环形，其内圈和外圈对应设有外封边梁和内封边梁；其中外封边梁和内封边梁对应纵向主杆在竖直方向和水平方向呈波浪状或直线状。

所述树状柱为下小上大的柱状体，包括一组环向间隔设置的立柱，所述立柱的上部由内向外呈放射状、且与对应的纵向主杆、斜向主杆、次斜向主杆连接。

所述立柱的数量为2N根，其中N为大于2的整数，间隔数为2的两根立柱在端部相交呈X形树杈状结构。

所述立柱的树杈状结构向上呈放射状，树杈状结构曲率适应连接纵向主杆、斜向主杆和次斜向主杆。

所述立柱上还连接有约束杆件，所述约束杆件至少有三组、分别是对应设置在立柱的下部、中部和上部的下约束杆件、中约束杆件和上约束杆件，所述中约束杆件和下约束杆件均连接在相邻立柱之间、且在平面上围合形成2N边形约束结构，所述上约束杆件连接在立柱相交的交点之间、且在平面上围合形成N边形约束结构。

所述立柱间还连接有加劲板；所述加劲板为方形板，连接在相邻立柱柱底端的空隙间。

一种波浪形编织状网壳结构的施工方法，具体实施步骤为：

步骤一、基于波谷位置对称分割网壳，形成的分割单元；依据波谷位置测量定位确定树状柱位置，并搭设树状柱操作胎架；

步骤二、将立柱安装在树状柱操作胎架上并加设立柱中加劲板、下约束杆件、中约束杆件和上约束杆件，完成后拆除树状柱操作胎架；