一种空间球形车辐式采光顶与施工方法与流程

本技术涉及建筑结构工程的，尤其是涉及一种空间球形车辐式采光顶与施工方法。

背景技术：

1、在现代建筑结构中，大跨度采光顶广泛应用于体育场馆、交通枢纽、商业综合体等公共建筑中，既需要满足良好的采光与视觉效果，又对结构的轻量化、承载力与稳定性提出了较高要求。

2、传统的大跨度采光顶结构多采用平面桁架、单层网壳或双层网格结构等形式，虽然在一定程度上实现了空间覆盖，但仍存在一些技术问题。常规单层网壳结构整体刚度较弱，尤其在非对称荷载或风荷载作用下（如雨水天气或强风天气时），易发生局部失稳或过大变形，往往需要增大杆件和节点尺寸来提高承载性能，导致结构自重较大、遮挡视线，影响了建筑的通透性与美观效果。同时，球形或椭球形网壳结构会对主体结构产生较大的水平推力或拉力，增加了主体结构的建设成本；并且，大跨度采光顶结构长期使用过程中容易受雨水、空气中的灰尘等物质的侵蚀，导致其结构强度受影响。

3、因此，针对现有的采光顶结构，亟需开发一种高承载力、轻量化、通透美观，对主体结构水平推力极低且结构强度受雨水等物质侵蚀影响较低的采光顶结构。

技术实现思路

1、本技术提供一种空间球形车辐式采光顶与施工方法，更易满足采光顶结构设计对承载力与刚度控制的要求，同时能够营造出通透开阔的建筑空间和富有表现力的建筑形态，满足采光顶结构对通透性的核心需求，且能够有效降低雨水等物质侵蚀导致其结构强度受影响的概率。

2、一方面，本技术提供一种空间球形车辐式采光顶，采用如下的技术方案：

3、一种空间球形车辐式采光顶，设置于建筑结构的顶部，包括球面结构、空间索结构、压环、支座和多个限位块；

4、所述球面结构为镂空结构，所述支座设置于所述建筑结构的顶部，所述压环设置于所述球面结构的底部，且所述球面结构通过所述压环设置于所述支座的上方；多个所述限位块分别设置于所述支座顶部的内侧和外侧且于所述支座的上方形成限位空间，且所述压环于所述支座上设置后位于所述限位空间中；

5、所述空间索结构包括索球和多个拉索；所述索球设置于所述球面结构的内部，其相对于球面结构的球心向上偏心设置，且所述索球通过多个所述拉索分别与所述球面结构的内侧和所述压环的内侧连接。

6、通过采用上述技术方案，空间索结构能够有效协助球面结构承受外部荷载，减小或重新分布结构内部受力，使空间球形车辐式采光顶整体受力更加均衡，更易满足其结构设计对承载力与刚度控制的要求；并且，空间索结构能够营造出通透开阔的建筑空间和富有表现力的建筑形态，提升整体结构的美观程度；此外，空间索结构与球面结构组合能够极大地提升空间球形车辐式采光顶的稳定性与刚度，使球面结构设计更加轻巧纤细，与空间球形车辐式采光顶对通透性的核心需求高度契合，具有更高的推广应用价值，且空间索结构能够有效提高球面结构的结构强度，从而能够有效降低雨水等物质侵蚀导致空间球形车辐式采光顶整体结构强度受影响的概率。

7、可选的，还包括磁铁；

8、所述磁铁设置于位于所述压环内侧的所述限位块上，且其与所述压环磁性相吸。

9、通过采用上述技术方案，磁铁与压环的磁性相吸作用力能够抑制球面结构因自身重力作用而变形的趋势，同时能够减小空间索结构因球面结构变形而受力的大小，从而能够进一步满足采光顶结构设计对承载力与刚度控制的要求。

10、可选的，所述球面结构于镂空处设置有玻璃，且所述支座外侧的顶面低于内侧的顶面。

11、通过采用上述技术方案，能够使沿球面结构落至支座上方的雨水和杂质远离压环与支座的接触位置，延长压环的使用寿命且降低雨水和杂质从压环与支座之间的间隙进入球面结构内部的概率，同时能够有效降低支座顶部的杂质影响压环于支座上移动的概率。

12、可选的，所述支座的顶面为向外侧逐渐降低的弧形面。

13、通过采用上述技术方案，能够使沿球面结构落至支座上方的雨水和杂质进一步远离压环与支座的接触位置，同时能够使得球面结构通过压环于支座上方安装后保持位置居中，提升美感且提高空间球形车辐式采光顶整体的结构稳定性。

14、可选的，位于所述压环外侧的所述限位块为环形，其轴线与所述支座的轴线重合；所述限位块上开设有若干排水口，且所述排水口的两端分别与所述限位空间的底部和所述限位块的外侧空间相通。

15、通过采用上述技术方案，能够方便沿球面结构落至支座上方的雨水和杂质在水流和风力的作用下通过排水口离开支座，从而能够进一步降低支座顶部的杂质影响压环于支座上移动的概率。

16、可选的，还包括若干与若干所述排水口一一对应的防堵板，且所述防堵板上具有多个通水孔；

17、所述防堵板转动设置于对应的所述排水口处，其转动轴线竖直，且其转动的过程中能够进出对应的所述排水口。

18、通过采用上述技术方案，当防堵板位于排水口内时，雨水能够顺利通过通水孔排出，而杂质将于排水口处停留；当杂质于排水口处形成堵塞时，水流或风力对防堵板施加的作用力将驱使其转动，且防堵板转动的过程中能够将于排水口处形成堵塞的杂质清出，从而能够有效降低杂质堵塞排水口的概率。

19、可选的，所述防堵板的转动轴线沿自身的长度方向居中，其相对于所述限位块沿自身的转动轴线活动连接，且其转动的过程中底部与所述支座的顶面保持接触相抵。

20、通过采用上述技术方案，能够提高防堵板转动对于排水口处堵塞的杂质的松动效果，从而有效提高防堵板清堵的效果；并且，防堵板转动的过程中能够上下活动，能够有效降低防堵板在转动过程中因摩擦力而卡住的概率；此外，使得防堵板在转动的过程中，其顶部或底部均于排水口处形成有供雨水和杂质经过的空间，从而能够进一步降低杂质堵塞排水口的概率。

21、可选的，所述防堵板长度方向两端的底部均滚动设置有用于与所述支座的顶面接触的滚珠。

22、通过采用上述技术方案，能够减少防堵板底部与支座顶面之间的摩擦力，从而能够有效提高防堵板转动的同时上下活动的稳定性。

23、可选的，还包括若干与若干所述防堵板一一对应的风动叶片；

24、所述风动叶片转动设置于位于所述压环外侧的所述限位块的上方，其转动轴线与所述防堵板的转动轴线平行且其与对应的所述防堵板转动联动，且所述风动叶片的长度方向与所述防堵板的长度方向垂直。

25、通过采用上述技术方案，使得在雨水天气中，位于迎风侧的一一对应的风动叶片和防堵板总有一者能够受风力作用而转动，使得一一对应的风动叶片和防堵板实现一定幅度的往复转动，促进雨水和杂质通过相应的排水口排出，同时能够更进一步降低杂质堵塞排水口的概率。

26、另一方面，本技术还提供一种施工方法，采用如下的技术方案：

27、一种施工方法，用于施工上述的一种空间球形车辐式采光顶，包括以下步骤：

28、s1、于所述建筑结构的顶部安装所述支座；

29、s2、于所述支座的顶部安装多个所述限位块；

30、s3、于所述球面结构的底部安装所述压环后，于所述球面结构的内部安装所述空间索结构；

31、s4、将所述球面结构连同所述空间索结构通过所述压环放置于所述支座上。

32、综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：

33、1.空间索结构能够有效协助球面结构承受外部荷载，减小或重新分布结构内部受力，使空间球形车辐式采光顶整体受力更加均衡，更易满足其结构设计对承载力与刚度控制的要求；并且，空间索结构能够营造出通透开阔的建筑空间和富有表现力的建筑形态，提升整体结构的美观程度；此外，空间索结构与球面结构组合能够极大地提升空间球形车辐式采光顶的稳定性与刚度，使球面结构设计更加轻巧纤细，与空间球形车辐式采光顶对通透性的核心需求高度契合，具有更高的推广应用价值，且空间索结构能够有效提高球面结构的结构强度，从而能够有效降低雨水等物质侵蚀导致空间球形车辐式采光顶整体结构强度受影响的概率；

34、2.能够抑制球面结构因自身重力作用而变形的趋势，同时能够减小空间索结构因球面结构变形而受力的大小，从而能够进一步满足采光顶结构设计对承载力与刚度控制的要求；

35、3.能够方便空间球形车辐式采光顶安装且保持位置居中，提升美感且提高空间球形车辐式采光顶整体的结构稳定性；

36、4.能够方便雨水和杂质排出，降低雨水和杂质对空间球形车辐式采光顶使用寿命的影响，且降低杂质形成堵塞的概率。