[实用新型]一种张拉整体索杆体系大跨度建筑结构

说明书

本实用新型涉及一种张拉整体索杆体系大跨度建筑结构，属于土木工程空间结构技术领域。为解决上述问题，本实用新型提供一种索杆体系大跨度建筑结构，包括屋盖和双层张拉整体柱，所述屋盖顶部中心为正多边形刚性屋盖上弦网格单元；所述正多边形刚性屋盖上弦网格单元以多个中心辐射张弦梁作为屋盖骨架；多个双层屋盖索网张拉于正多边形刚性屋盖上弦网格单元、多个相邻的中心辐射张弦梁和预应力张弦环梁之间；所述屋盖的环向边界部分为预应力张弦环梁，所述预应力张弦环梁与多个所述中心辐射张弦梁连接；所述双层张拉整体柱作为所述屋盖的竖向支承部件，支承屋盖体系。本实用新型结构稳定，抗震、减震性好，施工时安装便捷。

技术领域

本实用新型涉及一种张拉整体索杆体系大跨度建筑结构，属于土木工程空间结构技术领域。

背景技术

新时代背景下，社会对于体育馆、会议博览馆等大空间公共建筑的需求已从单纯的建筑造型特点突出转向美观性与经济性的结合，这也意味着对此类公共建筑的设计要求从向更大跨度的发展转向追求大跨度特点的同时能够有效利用材料性能、空间资源等。

在这种转变趋势下，张弦梁、索穹顶、弦支穹顶等各类结合了预应力技术的新型大跨度房屋钢结构体系被广泛应用，它们由柔性的拉索和刚性的杆件骨架形成自平衡体系，发挥了两类材料的优势。

然而，现有的索杆大跨度体系存在下述不足之处：(1)传统索杆体系常采用索杆组成屋盖体系，支承屋盖的立柱一般仍旧采用用钢量巨大的刚性结构，譬如格构式钢立柱或者格构式钢管混凝土柱等。这些竖向支承构件截面大，使得空间资源利用率低；且建造材料用量大，施工复杂，增加了建造成本。(2)传统索杆体系并不是事实上的全张拉整体结构体系，会造成刚度有余而柔性不足，遭遇剧烈风振和地震时，难以利用预应力拉索的弹性变形耗能减震，并在这些剧烈的动力荷载卸载后变形回复；遭遇不均匀地基沉降和明显温度分布不均匀时会产生较大的次生应力。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种张拉整体索杆体系大跨度建筑结构，包括屋盖和双层张拉整体柱3，所述屋盖顶部中心为正多边形刚性屋盖上弦网格单元1；

所述屋盖由正多边形刚性屋盖上弦网格单元1向外辐射式分布的多个中心辐射张弦梁2作为屋盖骨架。

多个双层屋盖索网5张拉于正多边形刚性屋盖上弦网格单元1、多个相邻的中心辐射张弦梁2和预应力张弦环梁4之间；

所述屋盖的环向边界部分为预应力张弦环梁4，所述预应力张弦环梁4与多个所述中心辐射张弦梁2连接；

所述双层张拉整体柱3作为所述屋盖的竖向支承构件，支承屋盖体系，并将上部荷载传递至基础。

在本实用新型的一种实施方式中，所述预应力张弦环梁4截面为三角形，由三道环向预应力索17构成，包括上弦预应力索、下弦内侧预应力索和下弦外侧预应力索；所述上弦预应力索、所述下弦内侧预应力索和所述下弦外侧预应力索之间，等距设置多道由三根刚性短撑杆构成的三角形闭合支撑16；预应力张弦环梁4一方面作为屋盖体系的环向边界，便于张拉索网，另一方面可作为双层张拉整体柱3侧向支承，提高双层张拉整体柱3的稳定性。

在本实用新型的一种实施方式中，所述中心辐射张弦梁2截面为倒三角形，包括由多肢圆钢管构成的张弦梁上弦7、张弦梁下弦8和斜撑杆9，每隔等距离处的断面由三道斜撑杆9闭合连接，斜撑杆9可由圆钢管制作，在杆长与受力较小时也可由热轧角钢制作，按照两端铰接轴心受压构件设计。

在本实用新型的一种实施方式中，所述双层屋盖索网5包括上层索网和下层索网，所述上层索网张拉于所述正多边形刚性屋盖上弦网格单元1的多边形角点、所述相邻中心辐射张弦梁上弦7和所述预应力张弦环梁4的所述上弦预应力索之间；所述下层索网张拉于中心辐射张弦梁2的所述张弦梁下弦8和所述预应力张弦环梁4的所述下弦内侧预应力索之间；所述上层索网和所述下层索网之间由多个索网间撑杆6连接，用于保证索网形态，提高索网体系刚度。