[发明专利]一种索穹顶结构

说明书

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种索穹顶结构，包括由内向外依次同轴设置的中心压杆、内圈支撑构件和外压环梁，内圈支撑构件包括环索组件和支撑杆组件，支撑杆组件沿环索组件连续连接构造，每个支撑杆组件均包括两个侧支撑杆和一个中支撑杆，两个侧支撑杆与一个中支撑杆两两一平面且三者的上端连接形成支撑杆组件的上支点，两个侧支撑杆的下端分别为支撑杆组件的两个侧支点，中支撑杆的下端为支撑杆组件的下支点，侧支点与下支点均与环索组件连接，上支点通过内圈上斜索与中心压杆的下端连接，上支点通过内圈脊索与中心压杆的上端连接，下支点通过内圈下斜索与中心压杆的上端连接，上支点与侧支点均与外压环梁连接。

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种索穹顶结构。

背景技术

索穹顶结构起源于张拉整体结构的思想，后来在此基础上提出了一种张拉整体结构的拓扑形式，构造了一种由连续受拉索和不连续受压撑杆组成的预应力空间结构体系——索穹顶结构。索穹顶结构具有新颖的造型、巧妙的构思、轻巧的自重、快速的施工、经济的造价等优势，具有强大的生命力和广阔的应用前景。

目前，实际工程中的索穹顶结构形式大致分为Geiger型(肋环型)索穹顶和Levy型(联方型)索穹顶两种结构形式。肋环型索穹顶结构相对较简单，施工相对容易，而且对施工误差不太敏感，但构件间的联系较差，平面外刚度不大，对非对称荷载较为敏感，容易产生失稳。针对肋环型索穹顶的存在的不足之处，将辐射状布置的脊索改成了联方型布置，消除了结构内部机构，增加了的稳定性，但联方型索穹顶的撑杆大多只是环向布置的单根竖向撑杆，彼此之间的联系不够紧密，在不对称荷载作用下有可能失稳。后续针对撑杆形式做出改进，诸如“V形”、“倒V形”等撑杆形式相继被提出，这些结构形式的索穹顶也被证明具有良好的力学性能和稳定性，但这些撑杆形式大多都可被视作平面桁架形式，并不是真正意义上的三维空间桁架。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是目前提出的索穹顶结构的撑杆大多数为“平面桁架”形式，且构件间的联系较差，平面外刚度不足，对非对称荷载较为敏感的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种索穹顶结构，包括由内向外依次同轴设置的中心压杆、内圈支撑构件和外压环梁，所述内圈支撑构件包括环索组件和支撑杆组件，所述支撑杆组件沿所述环索组件连续连接构造，每个所述支撑杆组件均包括两个侧支撑杆和一个中支撑杆，两个所述侧支撑杆与一个所述中支撑杆两两一平面且三者的上端连接形成所述支撑杆组件的上支点，两个所述侧支撑杆的下端分别为所述支撑杆组件的两个侧支点，所述中支撑杆的下端为所述支撑杆组件的下支点，所述侧支点与所述下支点均与所述环索组件连接，所述上支点通过内圈上斜索与所述中心压杆的下端连接，所述上支点通过内圈脊索与所述中心压杆的上端连接，所述下支点通过内圈下斜索与所述中心压杆的上端连接，所述上支点与所述侧支点均与所述外压环梁连接。

其中，所述环索组件包括第一环索，所述第一环索将各所述侧支点依次串接。

其中，所述环索组件还包括第二环索，所述第二环索将每个所述支撑杆组件的所述侧支点与所述下支点串接。

其中，所述下支点与所述侧支点位于同一水平面，且所述下支点与所述中心压杆之间的距离小于所述侧支点与所述中心压杆之间的距离。

其中，还包括位于所述内圈支撑构件与所述外压环梁之间，且与所述中心压杆同轴设置的中圈支撑构件，所述中圈支撑构件包括所述环索组件和所述支撑杆组件，所述中圈支撑构件的上支点通过中圈上斜索与所述内圈支撑构件的侧支点连接，所述中圈支撑构件的上支点通过中圈脊索与所述内圈支撑构件的上支点连接，所述中圈支撑构件的下支点通过中圈下斜索与所述内圈支撑构件的上支点连接。