[发明专利]一种自平衡星形拱支结构体系

说明书

本发明涉及大跨度建筑工程技术领域，尤其是涉及一种自平衡星形拱支结构体系，包括：星形拱桁架、内环桁架、外环桁架和网格结构；所述内环桁架支承于所述星形拱桁架的顶点；所述外环桁架设置于所述星形拱桁架的拱脚；所述网格结构设置于所述星形拱桁架、内环桁架、外环桁架之间。本发明提供的结构体系，通过内环桁架受压抵抗星形拱桁架内倾作用，通过外环桁架受拉平衡星形拱桁架拱脚推力，形成自平衡的受力体系，思路清晰、传力明确，可减小对下部支承结构的水平推力，减轻下部支承结构的负担，简化下部支承结构设计。本发明提供的结构体系，可减小结构悬挑根部的结构厚度，解决了常规结构悬挑根部厚度较大、影响建筑效果和使用的问题。

技术领域

本发明涉及大跨度建筑工程技术领域，尤其是涉及一种自平衡星形拱支结构体系。

背景技术

某足球场大跨度屋面为内高外低的大开口圆形，且部分屋面为上凸、部分屋面为下凹；屋盖支承结构位于屋盖外周边。如屋盖采用常规的单向桁架结构，则悬挑根部的桁架结构厚度较大，影响建筑使用；如屋盖采用网壳结构，由于屋盖内部存在大开口且屋面形状为部分下凹，难以控制屋盖的竖向变形，也会对下部支承结构产生较大水平推力，增加下部支承结构的负担。如何设计一种适合上述屋面形式的屋盖结构，成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

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自平衡星形拱支结构体系，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种自平衡星形拱支结构体系，其包括：星形拱桁架、内环桁架、外环桁架和网格结构；所述内环桁架支承于所述星形拱桁架的顶点；所述外环桁架设置于所述星形拱桁架的拱脚；所述网格结构设置于所述星形拱桁架、内环桁架、外环桁架之间。

优选的，所述星形拱桁架包括：星形拱桁架上弦杆、星形拱桁架下弦杆和星形拱桁架腹杆；所述星形拱桁架上弦杆与星形拱桁架下弦杆通过星形拱桁架腹杆连接形成立体桁架。

优选的，所述星形拱桁架的桁架高度在拱脚部位最小，在拱顶部位最大，其间呈线性变化。

优选的，所述内环桁架包括：内环桁架内侧上弦杆、内环桁架外侧上弦杆、内环桁架下弦杆和内环桁架腹杆；所述内环桁架内侧上弦杆、内环桁架外侧上弦杆以及内环桁架下弦杆通过内环桁架腹杆连接形成立体桁架；所述星形拱桁架上弦杆与所述内环桁架外侧上弦杆连接，所述星形拱桁架下弦杆与所述内环桁架下弦杆连接。

优选的，所述外环桁架包括：外环桁架上弦杆、外环桁架下弦杆和外环桁架腹杆；所述外环桁架上弦杆、外环桁架下弦杆通过外环桁架腹杆连接形成立体桁架；所述星形拱桁架上弦杆与所述外环桁架上弦杆连接，所述星形拱桁架下弦杆与所述外环桁架下弦杆连接。

优选的，所述外环桁架包括：外环桁架内侧弦杆、外环桁架外侧弦杆和外环桁架腹杆；所述外环桁架内侧弦杆、外环桁架外侧弦杆通过外环桁架腹杆连接形成平面桁架，所述外环桁架的桁架平面沿屋面方向布置。

优选的，所述网格结构设置于所述星形拱桁架、内环桁架、外环桁架的上弦平面内。

优选的，所述网格结构为单层网格结构。

优选的，所述单层网格结构采用双向网格或者三向网格。

优选的，所述网格结构包括：径向梁和环向梁；所述网格结构的径向梁与所述星形拱桁架上弦杆、内环桁架外侧上弦杆及外环桁架上弦杆连接；所述网格结构的环向梁与所述星形拱桁架上弦杆或外环桁架上弦杆连接。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：