[实用新型]预应力索拉悬挑网格结构

说明书

本实用新型公开了一种预应力索拉悬挑网格结构，包括刚性网壳、布置在刚性网壳上方的拉索组件，所述刚性网壳为上凸曲面网格结构，所述拉索组件紧贴于刚性网壳，所述拉索组件由若干上层拉索组成且每个上层拉索沿刚性网壳悬挑方向的杆件布置，所述拉索组件的上层拉索通过拉索节点与刚性网壳连接。本实用新型将上凸型的单层网壳结构与预应力索组合在一起构成索拉悬挑网格结构，通过对拉索组件施加预应力，沿索方向的预应力转化为沿网壳曲面径向向内的力，使悬挑结构产生向上的预拱及初始弯矩，在承受荷载时，拉索与网壳结构协同作用，大幅增加了此种悬挑结构的抗弯承载力，减小悬挑结构的挠度。

技术领域

本实用新型属于建筑结构工程技术领域，特别涉及一种预应力索拉悬挑网格结构。

背景技术

1863年，德国工程师施威德勒设计出了第一个网壳结构。随后在20世纪，网壳结构在发达国家迅速发展。新奥尔良超级穹顶体育馆是美国在网壳穹顶领域最具代表性的杰作，也是全球最大的穹顶建筑之一。建于1997年的名古屋体育馆是截止目前最大的单层球面网壳结构。坐落于加拿大多伦多的地标建筑-天空穹顶体育馆，其屋顶随天气的变化可自由移动，此设计为世界首例。进入21 世纪，网壳结构在我国的发展突飞猛进，2000年建成的上海国际会议中心是典型的肋环形球面网壳，2007年建成的国家大剧院是北京的地标性建筑，成为当时国内外最大的穹顶结构之一，2019年建成的上海拉斐尔云廊是一道亮丽的风景线，为全长800米的自由曲面单层网壳结构，为当今世界上最长的网壳结构。

网壳结构的主要特点为受力合理、可跨越较大跨度、具有优美的建筑造型及结构形态，使得其在结构领域有非常广阔的发展空间。但网壳结构也存在其不足，网壳结构的杆件主要承受轴向的拉力及压力，抗弯性能较差，无法用于较大的悬挑结构，不利于实现当今时代多样化的建筑形体要求。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种在保持高受力效率的同时，可以克服网壳结构抗弯性能不足的预应力索拉悬挑网格结构。

本实用新型技术的技术方案是这样实现的：预应力索拉悬挑网格结构，其特征在于：包括刚性网壳、布置在刚性网壳上方的拉索组件，所述刚性网壳为上凸曲面网格结构，所述拉索组件紧贴于刚性网壳，所述拉索组件由若干上层拉索组成且每个上层拉索沿刚性网壳悬挑方向的杆件布置，所述拉索组件的上层拉索通过拉索节点与刚性网壳连接。

本实用新型所述的预应力索拉悬挑网格结构，其所述刚性网壳的网格形式为双向正交布置或三向布置且其中一个方向与悬挑方向相同。

本实用新型所述的预应力索拉悬挑网格结构，其所述拉索组件中的上层拉索沿刚性网壳悬挑方向的杆件平行布置，所述上层拉索的两端分别铰接锚固于相应刚性悬挑杆件的两端。

本实用新型所述的预应力索拉悬挑网格结构，其所述拉索节点采用低摩阻拉索节点，其包括第一滑轮以及耳板，所述第一滑轮通过第一销轴可转动地连接在设置于其两侧的耳板上，所述耳板固定连接在刚性网壳的上方，位于刚性网壳上方的上层拉索紧贴在对应的第一滑轮上方。

本实用新型所述的预应力索拉悬挑网格结构，其所述上层拉索给悬挑端点向上的力，所述悬挑端点为悬挑的最远端，所述上层拉索对应的中间节点仅受第一滑轮的摩擦力以及第一滑轮对上层拉索向上的支承力。

本实用新型所述的预应力索拉悬挑网格结构，其在对应耳板的边缘处固定连接有盖板，所述第一滑轮置于对应耳板与盖板形成的腔体内，在所述盖板两侧设置有通孔，所述盖板两侧通孔形成的贯穿通路位于第一滑轮上方，所述位于刚性网壳上方的上层拉索分别穿过对应的通孔。

本实用新型所述的预应力索拉悬挑网格结构，其所述拉索节点采用高度可调拉索节点，其包括第二滑轮、内筒以及外筒，在所述内筒上设置有用于容纳第二滑轮的通槽，所述第二滑轮通过第二销轴可转动地连接在内筒内，所述内筒与外筒螺纹连接，所述外筒固定连接在刚性网壳的上方，位于刚性网壳上方的上层拉索紧贴在对应的第二滑轮上方。