[实用新型]超大跨度的圆柱面组合杆系巨型网格结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑业空间结构领域，具体地说是一种超大跨度的圆柱面组合杆系巨型网格结构。

背景技术

在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车库等建筑中，都是一种上部为大跨度空间钢结构，下部为钢筋混凝土结构的建筑工程。目前大跨度空间结构中应用比较广泛的一种结构形式是双层圆柱面网壳结构。随着社会的发展大跨空间要向超大跨度发展。而这种双层圆柱面网壳结构随着跨度的进一步增大会出现一些不可避免的问题，如采用5m以内的通常长度杆件时，结构会因厚跨比太小而易导致整体失稳；而杆件过长时，因内力过大而易导致压杆失稳，以及由此而引起的用钢量增大等。有文献分析表明，增加层数对提高结构整体工作性能的作用并不明显，更重要的是采用多层形式以突破内力的限制来增加结构跨度是不可行的，反而使杆件与节点急剧增加，节点因连接的杆件过多而使得加工构造更加复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种超大跨度的圆柱面组合杆系巨型网格结构。以实现有效突破杆件大内力及压杆稳定与结构整体稳定的限制，又能减少用钢量、降低工程造价。

本实用新型的技术方案是：包括主体结构和布置于主体结构中的子结构两级，其特征在于，所述主体结构是一种由格构式构件组成的大网格结构，其网格尺寸为10～30m，所述子结构为普通双层平板网架，子结构以四角点支承的方式内嵌于大网格中，形成一种大网格套小网格的结构形式。

所述由格构式构件组成的大网格结构是由格构式组合杆通过大尺寸的焊接空心球节点铰接相连而成。

所述大网格结构的两纵边设有支座。

所述格构式组合杆为等截面直杆，其二端为棱锥体形，中间段的外面有3-4根长主管构成的支架，支架内部设有若干个与长主管垂直的正三角形或正方形横隔，每相邻两横隔之间设有与横隔之间的倾角为45~55度的斜腹杆。

所述正三角形横隔是由三根等长的圆钢管构成正三角形框架，正三角形框架通过直接汇交节点与长主管连接。

所述正方形横隔由四根等长的圆钢管构成正四边形框架，正四边形框架通过直接汇交节点与长主管连接。

所述正四边形框架中加设有支撑杆，以防止截面发生机动变形。

所述斜腹杆为圆钢管，端部经机械加工成相贯面后，直接焊在长主管管壁上。

本实用新型这种大网格套小网格的结构形式，能有效地克服压杆失稳的问题，可大幅度提高结构的整体刚度与稳定性、避免压杆失稳，将支管端部经机械加工成相贯面后，直接焊在主管管壁上，可避免了采用任何连接件，节省了用钢量，降低了工程造价；另外，组合杆件与平板网架子结构均可在工厂制作加工而成为数量很少的基本部件，然后运至现场组装而成整体结构，将大大减少现场安装工作量、缩短施工工期。可适用于200m以上的超大跨度空间网壳屋盖结构。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为实施例1三角形截面的格构式组合杆件示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为实施例2四边形截面的格构式组合杆件示意图；

图6为图5的A-A剖视图。

具体实施方式

实施例1：结合图1、图2、图3、图4：

整个结构由主体结构I和布置于主体结构中的子结构II两级构成，所述主体结构是一种由格构式构件组成的大网格结构，其网格尺寸为10～30m，所述子结构为普通双层平板网架，子结构以四角点支承的方式内嵌于大网格中，形成一种大网格套小网格的结构形式。在大网格的主体结构两纵边设有支座10。整个结构的载荷由相对比较稀疏而宏大的主体结构承担，然后由主体结构传递至支座10。

由格构式构件组成的大网格结构是由格构式组合杆2通过大尺寸的焊接空心球节点1铰接相连而成。本实施例的格构式组合杆为截面为正三角形的等截面组合杆，其二端部3为棱锥体形，中间段的外面是由3根长主管4构成的支架，支架内部设有若干个与长主管垂直的正三角形横隔5，每相邻两横隔之间设有与横隔之间的倾角为45~55度的斜腹杆6，斜腹杆6为圆钢管，端部经机械加工成相贯面后，直接焊在主管管壁上。正三角形横隔由三根等长的圆钢管构成的正三角形框架并通过直接汇交节点与主管4连接。

实施例2：结合图1、图2、图5、图6：

本实施例与实施例1不同的是：本实施例的格构式组合杆为截面为正方形的等截面组合杆，其二端部为棱锥体形，中间段的外面是由4根长主管构成的支架，支架内部设有若干个与长主管垂直的正方形横隔5及与横隔之间的倾角为45~55度的斜腹杆6。

其正方形横隔是由四根等长的圆钢管8构成的正方形框架，正方形框架通过直接汇交节点与长主管4连接。正四边形框架中加设有支撑杆9，以防止截面发生机动变形。