[实用新型]一种自由曲面双向叠合空间网格结构

说明书

一种自由曲面双向叠合空间网格结构，网格结构包括双向曲面肋杆，双向曲面肋杆包括一组单向曲面主肋和一组单向曲面次肋，曲面内网与曲面外网不共面，两者之间预留有叠合空间层，网格结构还包括连梁，连梁位于叠合空间层内，连梁在叠合空间层内垂直于曲面法线方向设置。本实用新型通过将两方向网格沿曲面法向错开一定距离，然后通过连梁连接，连接刚度和强度完全可以满足设计要求，连接节点不影响两方向构件外观上的连续，节点简洁美观。本实用新型的通过将两方向网格沿曲面法向错开一定距离后，两方向网格分离，幕墙系统设置于两方向网格之间，使幕墙系统得到优化，给单元式幕墙的标准化提供便利。

技术领域

本实用新型涉及一种空间曲面结构体系，特别是一种自由曲面双向叠合空间网格结构。

背景技术

随着社会的发展和人们审美水平的提高，建筑的造型越来越受到人们的重视。建筑物结构形态的选择，不仅影响建筑的安全性和经济性，也直接影响建筑物的实用性、审美性等对建筑物的所有要求。空间结构的主要优点之一是具有丰富的建筑造型，这是其他结构形式无法比拟的优点。伴随着人们对新事物的追求无止境，规则曲面大量应用逐渐让人们对此类建筑物产生审美疲劳，在计算机辅助几何设计技术的飞速发展的推动下，近年来建筑设计人员开始突破传统规则曲面的设计界限，新颖独特的建筑造型越来越多地被建筑师采用，相比一般的解析曲面，自由曲面外观更加优美、自由生动、富于变化的特点给城市带来全新的视觉变现力。所谓自由曲面，是指不能由初等解析曲面组成，而以复杂方式自由变化的曲面。

由于该类自由曲面造型更多的应用于共享功能空间，比如中庭，广场以及观光平台等，在具体的结构形式的选用上，建筑师希望最大化采光及视觉的通透性，单层的空间网格更受青睐。参见附图1所示，传统的单层网格结构采用共面交叉网格线组成，一般存在以下问题：

一、传统单层网格结构的两方向网格在同一曲面上相交形成交叉网格，相交位置通常要求设计为刚接。由于共面相交，两方向构件无法避开，通常需要将其中一个方向构件断开相贯连接于另一方向构件，或设计一个放大的节点让两方向构件全部在节点位置断开连接于节点上，即节点的连接形式以相贯或放大节点区（如球形、毂型）为主。

二、参见附图4所示，传统单层网格结构与围护幕墙结构连接时，通常将幕墙系统设置于网格结构外侧，如设计于网格之间，由于两方向构件相互穿插、实施难度较大。

三、传统单层网格结构由于两方向网格在同一曲面上相交形成交叉网格，网格构件的尺寸偏大，因此面外抗弯刚度和网格的面外变形上均具有较大优化空间。

四、传统单层网格结构应用较多出现的审美疲劳，双向连接节点暴露在外侧，网格节点尺寸偏大相当不美观，同时一些建筑师希望表现单向有规律的网格效果，同时很难接受网格曲线被节点打断，室内外效果和建筑元素单一，供建筑师创作提供空间较小。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自由曲面双向叠合空间网格结构，要解决现有传统单层网格结构存在双向构件需要断开连接施工不便、围护幕墙结构施工难度较大、网格构件尺寸偏大、建筑效果单一的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自由曲面双向叠合空间网格结构，包括双向曲面肋杆，所述双向曲面肋杆包括一组单向曲面主肋和一组单向曲面次肋，所述单向曲面次肋位于结构体系的内侧形成单层曲面内网，所述单向曲面主肋位于结构体系的外侧形成单层曲面外网，曲面内网与曲面外网不共面，两者之间预留有叠合空间层，

所述自由曲面双向叠合空间网格结构还包括连梁，所述连梁位于叠合空间层内，所述曲面内网与曲面外网上下叠合位置相对应的双向曲面肋杆之间均通过居中设置的连梁固定连接，所述连梁的外端面与单向曲面主肋的内侧表面固定连接，所述连梁的内端面与单向曲面次肋的外侧表面固定连接。

所述曲面内网与曲面外围的弯曲形状相同，所述曲面内网的曲面法线与曲面外网的曲面法线方向相同。