[实用新型]一种斜拉-索桁张力结构

说明书

本实用新型提供一种斜拉‑索桁张力结构，包括：(1)屋盖系统，含有空间索桁架结构、环索(1)、环梁(3)以及柱(4)，空间索桁架结构将环索(1)和环梁(3)连接，并通过预张力形成刚度，从而传递屋面荷载；和(2)悬吊系统，包括索塔(6)、背索(7)和斜拉索(5)，通过悬吊系统将整个罩棚吊起，背索(7)与斜拉索(5)作用力相反，能减小吊塔的受力，通过斜拉索(5)将屋盖系统吊起，斜拉索(5)向上的拉力通过环索(1)向下的拉力平衡，并形成刚度，相邻径向鱼腹式索桁架(2)之间设置Y型谷索(2‑1)，相邻Y型谷索(2‑1)和径向鱼腹式索桁架(2)之间设置稳定索系统，包括相互连接的交叉稳定索(2‑4)和下稳定索(2‑5)。

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，特别是一种斜拉-索桁张力结构。

背景技术

张力结构是一种通过对结构构件施加预张力形成刚度并能承受外荷载的结构形式，通常由拉索、杆、膜等组成。这种结构形式自重轻、跨度大，十分适合应用于体育场、机场、展览馆等大跨度空间建筑领域，尤其是适用于大型体育场的罩棚结构中。体育场罩棚中最常见的张力结构类型为环形索桁张力结构，由受压外环梁、封闭内环索和径向索桁架组成，通过改变这三种构成单元的形式，可以得到各种不同类型的结构形式。目前最常用的环形索桁张力结构根据径向索桁架可分为两种：单环梁双环索型和双环梁单环索型。其中单环梁双环索型结构在上下环索间需要设置一圈飞柱，为了提高结构竖向刚度，这圈飞柱通常需要较大高度，这不仅影响建筑高度也影响体育场内部建筑效果。双环梁单环索型结构虽然只需要一层内环索，但同样为了提高结构竖向刚度，外层上下环梁间需要较大高度，对外围环梁的整体刚度要求较高。另外，即使可以通过增加环索或环梁高度差来提高结构竖向刚度，但由于建筑效果等限制，这个高度差并不能无限增大，因此这类结构的竖向刚度较弱。

此外，现有技术的张力结构建筑形态比较单一，都呈内外封闭的环形效果。近年虽然也有新型开口月牙形结构体系出现，但规模较小，不适合大跨度空间建筑领域。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的环形索桁张力结构建筑形态较为单一以及竖向刚度较小的问题，本实用新型提供一种斜拉-索桁张力结构。

本实用新型的目的在于提供一种斜拉-索桁张力结构，包括两个系统，分别为：

(1)屋盖系统，含有空间索桁架结构、环索(1)、环梁(3)以及柱(4)，所述屋盖系统中空间索桁架结构将所述环索(1)和所述环梁(3)连接起来，并通过预张力形成刚度，从而传递屋面荷载；和

(2)悬吊系统，包括索塔(6)、背索(7)和斜拉索(5)，通过所述悬吊系统将整个罩棚吊起，所述悬吊系统中的背索(7)与斜拉索(5)作用力相反，能有效减小吊塔的受力，所述悬吊系统通过斜拉索(5)将屋盖系统吊起，斜拉索(5)向上的拉力通过环索(1)向下的拉力平衡，并形成刚度。

优选的，所述空间索桁架结构采用径向鱼腹式索桁架(2)，包括上弦索(2-2)，相邻所述径向鱼腹式索桁架(2)之间设置Y型谷索(2-1)，所述Y型谷索(2-1)和所述径向鱼腹式索桁架(2)的上弦索(2-2)分别形成了膜面(2-3)的谷线和脊线。

优选的，在相邻Y型谷索(2-1)和径向鱼腹式索桁架(2)之间设置稳定索系统，从而保证所述鱼腹式索桁架(2)的撑杆的稳定性，所述稳定索系统包括相互连接的交叉稳定索(2-4)和下稳定索(2-5)。

优选的，所述悬吊系统的所述索塔(6)采用桅杆替代。

优选的，所述空间索桁架结构还可以为单索或三角形索桁架。

优选的，所述环梁(3)、柱(4)和索塔(6)为结构体系边界，采用钢结构。

优选的，所述环梁(3)、柱(4)和索塔(6)为结构体系边界，采用混凝土结构。