[发明专利]一种适用于超大跨度的空间网格结构

说明书

本发明提供一种适用于超大跨度的空间网格结构，属于建筑设计技术领域，解决了现有技术中空间网格结构不足、经济跨度适用范围小、施工难度大与速度慢、工程成本高的问题。一种适用于超大跨度的空间网格结构，包括：网格结构上弦，沿第一方向设置；网格结构下弦，位于网格结构上弦下方，沿第二方向设置；网格结构中弦，位于网格结构上弦与网格结构下弦之间，沿第三方向布置；网格结构中弦包括第一中弦区域与第二中弦区域，第一中弦区域围绕第二中弦区域，第一中弦区域网格长度小于第二中弦区域网格长度；网格结构腹杆，连接网格结构上弦、网格结构下弦以及网格结构中弦。本发明可降低结构钢材用量、极大拓宽螺栓球节点适用范围、降低施工难度。

技术领域

本发明涉及建筑设计技术领域，尤其涉及一种适用于超大跨度的空间网格结构。

背景技术

随着经济和技术水平的提高，人们不仅追求建筑物内部的无柱大空间，以致近年来国内大跨度、超大跨度空间结构应用范围非常广泛，如：体育场馆、展览馆、大型商场超市、火车站房、飞机库、工厂车间、储煤料棚、仓库等各类公共建筑和工业建筑。通常采用的结构形式有网架结构、曲面型网壳结构、立体桁架结构、立体拱架结构、张弦结构、索结构、膜结构等，应用最为普遍且经济成本低的结构形式为网架结构或曲面型网壳结构，以致其广泛应用于各类民用建筑和工业建筑。网架结构或曲面型网壳结构通常采用焊接空心球节点和螺栓球节点两种形式。其中，螺栓球节点形式由于制作、安装方便深受建筑结构行业青睐，并很广泛应用于各类建筑中。

现有网架结构或曲面型网壳结构多为双层（上弦和下弦），平板形网架结构多适用于跨度不大于90m，跨度接近90m时工程用钢量偏大，经济效果差。跨度更大的结构通常采用张弦结构形式。视荷载取值不同，曲面型网壳结构通常适用于跨度不大于120m。

现有网架结构或曲面型网壳结构很少涉及三层（上弦、中弦和下弦），即使三层其布置形式通常为正放四角锥布置和正交正放网格布置。采用正放四角锥布置或正交正放网格布置的三层空间网格结构，网格结构中弦节点连接构件数量多达12-14根，带来问题为节点构造复杂、球节点直径大且施工困难，关键问题为工程用钢量大，经济效果差。

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

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种适用于超大跨度的空间网格结构，可以解决现有如下技术问题之一：空间网格结构焊接空心球节点焊接量大、满堂脚手架等一系列施工重难点、安全风险较普通钢筋混凝土结构成倍增加、空间网格结构的经济跨度适用范围小、施工难度大、施工速度慢、工程成本高。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种适用于超大跨度的空间网格结构，包括：

网格结构上弦，沿第一方向设置；

网格结构下弦，位于所述网格结构上弦下方，沿第二方向设置；

网格结构中弦，位于所述网格结构上弦与所述网格结构下弦之间，所述网格结构中弦的在水平面的正投影与所述网格结构上弦以及所述网格结构下弦在水平面的正投影相交，且相交的夹角呈45°；

所述网格结构中弦包括第一中弦区域与第二中弦区域，所述第一中弦区域围绕在所述第二中弦区域四周，所述第一中弦区域网格长度小于所述第二中弦区域网格长度；所述第二中弦区域网格平面双方向分别与水平方向和竖直方向呈45度角布置。

网格结构腹杆，连接所述网格结构上弦、网格结构下弦以及网格结构中弦；所述网格结构腹杆包括内部网格结构腹杆、外部网格结构腹杆与封边网格结构腹杆，所述封边网格结构腹杆在水平面的投影为一点，所述内部网格结构腹杆包括三个连接点，其中三个连接点依次连接网格结构上弦的节点、网格结构中弦的节点以及网格结构下弦的节点，且所述内部网格结构腹杆与所述网格结构中弦在水平面的投影重合；