[发明专利]一种开口式马鞍形轮辐式张拉结构

说明书

本发明涉及一种开口式马鞍形轮辐式张拉结构，用于大型建筑屋盖设计，该结构设于混凝土看台结构上，包括呈上、下结构设置的两个外压环(2)以及与两个外压环(2)的内侧分别通过径向索桁架(3)连接的内拉环(1)，所述内拉环(1)为椭圆弧形结构，两个外压环(2)为非闭合的近似圆形结构，三个环的端部相连接，使内拉环(1)、两个外压环(2)与径向索桁架(3)形成设有开口的马鞍形空间结构。与现有技术相比，本发明具有受力合理、设计美观、提高屋盖结构竖向刚度等优点。

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其是涉及一种开口式马鞍形轮辐式张拉结构。

背景技术

近年来，随着大型体育场、足球场建设的增多，体育场建筑对更加轻盈的结构体系的要求越来越高，结构与建筑的融合度要求也越来越高，即结构布置需要同时满足建筑更加自由的造型；而业主则要求屋面结构尽量轻，整体结构更经济。因此，既要受力合理、经济安全，同时又要与建筑造型和建筑室内空间协调的结构体系是未来趋势。

随着体育比赛对体育场建筑开敞性和轻盈型的要求，轮辐式张拉结构越来越多地应用于现在的体育建筑中，然而如何应对大于180度的体育场的建筑受力，且能够满足造价低的需求，仍然是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种既能够满足特殊的建筑造型要求，同时受力合理的开口式马鞍形轮辐式张拉结构。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种开口式马鞍形轮辐式张拉结构，用于大型建筑屋盖设计，该结构设于混凝土看台结构上，包括呈上、下结构设置的两个外压环以及与两个外压环的内侧分别通过径向索桁架连接的内拉环，所述内拉环为椭圆弧形结构，两个外压环为非闭合的近似圆形结构，三个环的端部相连接，使内拉环、两个外压环与径向索桁架形成设有开口的马鞍形空间结构。

进一步地，该结构的立面设有用以承受屋盖结构的竖向荷载和径向索桁架传递的拉力的V型柱，多根V型柱等间隔设置，多根V型柱的一端围绕并固定在位于上方的外压环上，多根V型柱的另一端设于混凝土看台结构上，各V型柱的中央部分围绕并固定在位于下方的外压环上。

进一步地，该结构的平面为设有开口的椭圆结构，该设有开口的椭圆结构对称的两侧与两个外压环与内拉环连接的端部设有高度差。

进一步地，两个外压环与内拉环连接的端部与其相对应的椭圆结构的非开口端设有高度差。

进一步地，所述径向索桁架包括承重索和稳定索，所述承重索设于内拉环与两个外压环之间，所述稳定索设于承重索上。

进一步地，所述承重索为三角形桁架结构，所述承重索的一边设于上、下结构设置的两个外压环之间，其余两边分别设于内拉环与两个外压环之间。

进一步地，所述稳定索为竖向支撑杆结构，多根稳定索等间隔设置在承重索的其余两边之间。

进一步地，该结构的长轴为265m，短轴为228m，屋盖长边悬挑长度为52m，短边悬挑长度为33m。

进一步地，所述内拉环和两个外压环通过八十条等间隔设置的径向索桁架连接。

进一步地，设有开口的椭圆结构对称的两侧与两个外压环与内拉环连接的端部的高度差为19m。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明将椭圆弧形结构的内拉环、非闭合近似圆形结构的外压环和径向索桁架形成设有开口的马鞍形结构，开口的马鞍形张拉结构既满足特殊的建筑造型要求，设计美观，同时可将外压环的内力直接传给下部基础，受力合理；

2)通过将屋盖悬挑结构与内拉环、外压环连接成一个协同工作的空间受力体系，并提供空间受力效应，提高刚度，改善内力重分布能力；