[发明专利]一种双承重索系的联方型索结构体系

说明书

本发明涉及建筑工程的结构设计技术领域，尤其是涉及一种双承重索系的联方型索结构体系，包括：上层索网、第一组下层索网、第二组下层索网和撑杆；所述上层索网的交叉索相交形成第一类交叉索节点和第二类交叉索节点；所述第一组下层索网为第一类交叉索节点提供支承作用，在第一组下层索网的节点和相应的第一类交叉索节点之间连接所述撑杆；所述第二组下层索网为全部或部分第二类交叉索节点提供支承作用，在第二组下层索网的节点和相应的第二类交叉索节点之间连接所述撑杆。该体系在不改变上层索网造型、不增加施工难度的情况下，通过调整下层索网的布置，实现更合理的结构受力和更优的经济性。

技术领域

本发明涉及建筑工程的结构设计技术领域，尤其是涉及一种双承重索系的联方型索结构体系。

背景技术

预应力索结构由只受拉的柔性索和承受拉、压的刚性构件组成，是一类跨越能力强、受力性能好的大跨度结构体系，广泛应用于体育场馆、展馆等大跨度建筑的屋顶结构。由于索采用高强材料制成，且在结构承载过程中处于受拉状态，不存在构件稳定问题，受力效率高，因此其截面尺寸远小于混凝土构件和钢构件，可以营造轻盈、通透的建筑效果。

近年来，在体育场馆等大跨度建筑的工程实践中，出现了一种由上层索网101、下层索网102和撑杆103组成的联方型索结构体系。该结构体系的上层索网101由上环索301和交叉索302组成，其中交叉索302在上层索网面内形成联方型网格；下层索网102由下环索105和径向索106组成，其中径向索106呈辐射状布置，如图1所示。由于上层索网形成的网格规律性强，有助于打造富有韵律感的建筑效果，而下层索网可以在不影响建筑效果的情况下提供相对高效的承重作用，因此这种结构体系实现了建筑和结构的有机融合，受到了建筑师和结构工程师的欢迎。

应用于体育场馆等圆形、椭圆形或四心圆等平面的建筑时，上述联方型索结构体系存在两方面的特点：

(1)由于建筑环向尺寸由场心向外逐渐增大，导致上层索网的网格尺寸不均匀，呈现由内到外逐渐增大的规律，外圈网格尺寸可达内圈网格尺寸的2倍以上；

(2)结构悬挑距离长，在风、雪等荷载效应显著时，需在下层索网和上层索网之间设置撑杆，提高结构整体性和局部刚度。

在当前技术中，所有交叉索节点104处均设置了撑杆103，如图2所示。这种布置方式可有效提高结构受力性能，但也带来几方面的问题：

(1)下层径向索数量多，且下环索索夹比上环索索夹数量多一倍，下层索网用索量和索夹节点重量大；

(2)由于一半的径向索106与下环索105连接节点没有对应的交叉索节点104，因此在这些下环索节点处未设置撑杆，如图3所示，图示出了不设撑杆的下环索节点108和设有撑杆的下环索节点107，导致下环索受力状态不合理；

(3)下环索分段数是上环索分段数的两倍，下环索相邻区段之间的夹角大于上环索相邻区段之间的夹角，导致下环索受力效率较低。

上述问题在一定程度上降低了这种结构体系的安全性和经济性，增大了其工程应用的难度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双承重索系的联方型索结构体系，以解决现有技术中存在的技术问题，该体系在不改变上层索网造型、不增加施工难度的情况下，通过调整下层索网的布置，实现更合理的结构受力和更优的经济性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种双承重索系的联方型索结构体系，其包括：上层索网、第一组下层索网、第二组下层索网和撑杆；

所述上层索网的交叉索相交形成第一类交叉索节点和第二类交叉索节点；