[实用新型]葵花三撑杆单斜索型索穹顶结构

说明书

本实用新型公开了葵花三撑杆单斜索型索穹顶结构。现有技术存在着结构施工难度大，节点构造复杂，对施工误差和构件加工误差的敏感性高度不足。本实用新型包括对称空间基本单元、下弦环索、内环索、外环梁。对称空间基本单元为空间立体四边形，包括四根上弦脊索、三根撑杆、一根斜索，三根撑杆的一端连接在脊索顶节点和两个脊索侧节点上，斜索的一端连接在脊索底节点上，撑杆和斜索的另一端汇交于对称空间基本单元的下弦节点。对称空间基本单元沿环向扩展，对称空间基本单元整体的下弦节点通过环索段连接，构成下弦环索；环向子结构沿径向扩展，最底部环向子结构支承外环梁上，顶部设有内环索。本实用新型结构稳定，建筑造型简洁美观、空间效果强。

技术领域

本实用新型属于建筑学技术领域，具体涉及葵花三撑杆单斜索型索穹顶结构。

背景技术

索穹顶结构具有优异的受力性能、优美的结构造型和出众的经济指标。目前的研究与实践，均以“拉索的海洋与压杆的孤岛”的Fuller构想为基础开展，即索穹顶内每个上下弦节点均只设有一根竖向受压杆件以形成张力场中的压力“孤岛”。由于压杆的水平投影为一个点，同一圈压杆投影形成一道点环，即压杆垂直于水平面，且互不连通，导致其稳定性较差。尤其是肋环型索穹顶结构，上弦节点没有环向构件对其进行约束，致使结构的抗扭刚度和稳定性均存在明显不足。

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出了一种非传统“拉索的海洋与压杆的孤岛”Fuller构想的葵花三撑杆单斜索型索穹顶结构。

本发明包括对称空间基本单元、下弦环索、内环索、外环梁。

所述的对称空间基本单元包括四根上弦脊索、三根撑杆、一根斜索；

四根上弦脊索围合成空间立体四边形，该空间立体四边形的水平投影为两个共底等腰三角形组成的自由等腰四边形。相邻的两根上弦脊索交于一个脊索节点，包括一个脊索顶节点、一个脊索底节点、两个脊索侧节点；脊索顶节点与两个脊索侧节点构成一个等腰三角形的上平面，脊索底节点与两个脊索侧节点构成一个等腰三角形的下平面；

三根撑杆的一端分别连接在脊索顶节点以及两个脊索侧节点上，斜索的一端连接在脊索底节点上，三根撑杆和一根斜索的另一端汇交于对称空间基本单元的下弦节点；

对称空间基本单元整体以脊索顶节点、脊索底节点和下弦节点构成的平面对称；每个对称空间基本单元脊索顶节点和脊索底节点的连线与索穹顶结构的中心轴处于同一平面；

将对称空间基本单元沿环向扩展，即相邻两个对称空间基本单元共用一个脊索侧节点，多个对称空间基本单元围合成圆环形的环向子结构；相邻对称空间基本单元的下弦节点通过环索段连接，同一圈的环向子结构的环索段构成该圈环向子结构的下弦环索；

将环向子结构沿径向扩展，即将下一环向子结构中对称空间基本单元的脊索顶节点作为上一环向子结构中对称空间基本单元的脊索底节点；

最底部环向子结构中的对称空间基本单元的脊索底节点支承在刚度较大的外环梁上；最顶部环向子结构中对称空间基本单元的脊索顶节点通过内环索段连接，内环索段首尾相连构成内环索。

本实用新型的有益效果包括：

1、本实用新型建筑造型简洁、美观、空间效果强；

2、本实用新型和传统常规的葵花型索穹顶结构相比，环索数和斜索数可减少一半，减少了索材用量，有效降低工程造价，且便于施工张拉成形；

3、本实用新型设有多根撑杆，有效提高撑杆以及整个结构的稳定性；

4、本实用新型的提出，为索穹顶结构的建筑选型提供了新方案。

附图说明

图1为本实用新型整体结构俯视图；

图2为本实用新型整体结构立体图；