一种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构、构成方法及应用与流程

1.本发明属于结构工程技术领域，尤其涉及一种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构、构成方法及应用。大跨度指结构最大空间跨度不小于100米。


背景技术：

2.桁架结构体系是由多榀单向或双向桁架结构连接组成的大跨度楼屋盖结构体系，具有自重轻、跨度大和承载力高等优点，抗弯刚度和空间跨度是评定该类体系力学性能的重要因素。该结构体系广泛应用于体育场馆、展览馆等大跨空间功能的大型公共建筑以及涉及大跨度室内空间功能的建筑楼层中。
3.立体拱桁架结构是桁架结构体系中的一类特例，主要通过空间构造形式组成立体桁架结构，相比平面桁架结构具有更大的抗弯刚度，更适合作为大跨度空间的主体承载结构；而拱形形式，则可有效地将竖向荷载转换为桁架弦杆构件的轴力作用，并使得拱形桁架各个位置的应力分布均匀化；而拱桁架落地支承形式，则可有效实现弧形屋面造型和桁架结构的整体性。因而合理有效的立体拱桁架结构弧形设置、数量以及落地支承形式是整体结构体系承载性能的一个重要因素。
4.由于建筑两侧大开口入口边界造型和功能需要，立体拱桁架有时需要设置为斜立面形式，同时也可实现空间跨度的扩展，但随之而来的问题是侧向稳定性较弱；而拱桁架之间的连接相对来说属于次要跨度方向结构，采用正交平面弧形桁架结构进行刚性连接是一个较为合理有效的解决方案。因而合理有效的落地拱立体拱桁架与平面弧形桁架的连接布置，是保证整体桁架结构体系稳定承载的重要因素。
5.通过大开口边界弧形拱梁，既依附于立体拱桁架主体结构，同时也作为横向大跨空间扩展的桁架附属结构；通过在扩展区域采用单层网壳形式，以有效实现屋盖曲面的横向大跨空间扩展；同时单层网壳的稳定也是保证施工可行性、结构承载性能的一个重要因素。
6.此外，组合大跨度正交桁架屋盖结构体系存在节点连接构造复杂、部件构成复杂以及承载性能和刚度等问题，合理有效的双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构形式设计及构成方案也是保证其承载性能和正常使用的一个重要因素。
7.综上所述，研究一种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的形式及设计方法，以适用于底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型屋盖结构体系设计及承载是十分必要的。


技术实现要素：

8.本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构，可以实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型屋盖结构体系设计及承载。
9.这种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构，包括落地双拱立体桁架、正交平面弧形桁架、屋盖连接钢梁、大开口边界弧形拱梁、两侧单层网壳和小开口边界结构；所述落地双拱立体桁架位于横向两侧，由2榀超大跨度的斜立面弧形倒三角立体拱桁架所组成，四角落地固定支承且沿纵向对称两侧布置；所述正交平面弧形桁架位于中部，由沿横向间隔一定距离布置的多榀正交向平面弧形桁架所组成，平面弧形桁架两侧连接2榀落地双拱立体桁架，共同构成核心支撑构架；所述屋盖连接钢梁位于中部，包括小间隔布置的屋盖连接上弦钢梁和大间隔布置的屋盖连接下弦钢梁，作为正交平面弧形桁架的侧向支撑构件，同时起到屋面承载作用；所述大开口边界弧形拱梁位于落地双拱立体桁架的外侧，由2榀超大跨度的斜立面弧形拱梁所组成，两端汇交于落地双拱立体桁架的四角落地固定端进行支承，构成大开口空间结构，作为横向大跨度空间范围的扩展和中部弧形建筑造型曲面的连续；所述两侧单层网壳位于落地双拱立体桁架和大开口边界弧形拱梁之间，由径向连接主斜杆和环向连接次杆刚接连接组成，构成单层网壳结构；所述小开口边界结构位于纵向两侧，由落地弧形主拱、纵连接杆和斜连接杆所组成，构成小开口空间结构。
10.作为优选：所述落地双拱立体桁架位于横向两侧，由沿纵向布置的2榀超大跨度斜立面弧形倒三角立体拱桁架通过端部落地进行固定支承，以中心定位点22为对称中心设置，构成落地双拱立体桁架主体结构；单榀弧形倒三角立体拱桁架由落地立体拱桁架的上弦拱1、落地立体拱桁架的下弦拱2、落地立体拱桁架的水平杆3、落地立体拱桁架的竖腹杆4、落地立体拱桁架的斜腹杆5所组成；在落地立体拱桁架的落地端6处，相连杆件汇交于一点，并固定支承于地面结构上。
11.作为优选：单榀弧形倒三角立体拱桁架的斜立面倾斜角一般为50-80
°
，立体拱桁架的两落地端水平间距一般为100-150m，立体拱桁架的中部最高处立面高度一般为20-30m；立体桁架的高度根据跨度的1/25～1/20确定，一般为4-6m；单榀弧形倒三角立体拱桁架在平面上呈外凸弧形形式；立体拱桁架作为本专利大跨屋盖结构的主体支承结构，立面倾斜角不可小于50
°
，否则容易出现屋盖结构的整体倾覆；立体拱桁架的落地端水平间距不小于100m设置，是为实现纵向大跨空间的建筑功能；立体拱桁架的中部最高处立面高度不小于20m设置，是为进一步横向扩展的大开口边界弧形拱梁具有大开口空间功能所作的限制，同时也是内部空间高度的要求。
12.作为优选：单榀弧形倒三角立体拱桁架的截面为圆钢管截面，直径一般为1000～1500mm，自立体桁架中部向两侧为变截面逐渐减小的形式，在落地端部2根落地立体拱桁架的上弦拱和1根落地立体拱桁架的下弦拱汇交于一点，节点处内部设置支座节点十字加劲板23、支座节点竖向转换加劲板24进行内隔板加强，并刚性固定支承于地面结构。
13.作为优选：所述正交平面弧形桁架位于落地双拱立体桁架的中部，由沿横向间隔一定距离布置的多榀平面弧形桁架组成，以中心定位点22为对称中心设置，两端刚性连接落地双拱立体桁架；单榀平面弧形桁架由正交平面弧形桁架的上弦梁7、正交平面弧形桁架的下弦梁8、正交平面弧形桁架的竖腹杆9、正交平面弧形桁架的斜腹杆10所组成。
14.作为优选：每榀平面弧形桁架在两侧端部分别通过正交平面弧形桁架的上弦连接端11、正交平面弧形桁架的下弦连接端12连接至立体拱桁架的上弦拱和下弦拱；平面弧形桁架的高度根据跨度的1/25～1/20、对应连接处立体拱桁架高度的较大者进行确定；平面弧形桁架的高度大于对应连接处立体拱桁架高度时，两端边坡收缩至连接处立体拱桁架的
高度进行连接；沿中部向纵向两侧布置的各榀平面弧形桁架的立面倾斜角逐渐增大；平面弧形桁架与立体拱桁架的连接方式为杆件相贯连接，连接节点处增设内隔板进行加强，实现刚性节点连接。
15.作为优选：单榀平面弧形桁架的最大跨度位于中部，跨度一般为60-100m，截面为圆钢管截面或h型钢截面，圆钢管直径或h型截面高度一般为300-600mm，桁架高度一般为3-6m；桁架节点处设置桁架节点加劲板25进行加强。
16.正交平面弧形桁架与落地双拱立体桁架刚性连接，共同构成核心支撑构架。
17.作为优选：所述屋盖连接钢梁位于平面弧形桁架之间设置，由小间隔布置的屋盖连接上弦钢梁13、大间隔布置的屋盖连接下弦钢梁14所组成；屋盖连接钢梁两端为铰接相贯连接，平面桁架弦管无需设置内隔板；在正交平面弧形桁架上弦层，屋盖连接钢梁按每轴网跨度布置一根；在平面弧形桁架下弦层，屋盖连接钢梁按每2-3个轴网跨度布置一根；每轴网跨度一般为8-12m；屋盖连接钢梁作为正交平面弧形桁架的侧向支撑构件，同时也是屋盖竖向荷载的承载构件。
18.作为优选：屋盖连接钢梁的截面一般为圆钢管或h型截面钢，圆钢管的直径或h型截面钢的高度一般为400-600mm。
19.作为优选：所述大开口边界弧形拱梁位于落地双拱立体桁架的横向两外侧，由2榀超大跨度斜立面布置的大开口边界弧形拱梁15所组成，两端大开口边界弧形拱梁的落地端16汇交于落地双拱立体桁架的落地端6进行固定支承，构成大开口边界空间结构；大开口边界弧形拱梁既是依附于落地双拱立体桁架得出次一级主体结构，同时也是两侧单层网壳部分的支承结构。
20.作为优选：大开口边界弧形拱梁的立面倾斜角一般为20-50
°
，立面倾斜角要比双拱立体桁架的立面倾斜角小，以进行横向大跨空间的进一步扩展；大开口边界弧形拱梁的中部最高处立面高度一般为15-25m；大开口边界弧形拱梁的截面为圆钢管，直径一般为800-1200mm。
21.作为优选：所述两侧单层网壳位于横向两侧的大开口边界弧形拱梁和落地双拱立体桁架之间的上弦层，由单层网壳的径向连接主斜杆17、单层网壳的环向连接次杆18所组成；径向连接主斜杆呈v形连续布置，与环向连接次杆通过刚性节点交叉连接；单层网壳的径向连接主斜杆贯通设置，单层网壳的环向连接次杆分段刚接连接设置。
22.作为优选：单层网壳的构件截面为圆钢管，直径一般为300-600mm。
23.作为优选：所述小开口边界结构位于纵向两侧，作为辅助结构构件，由小开口边界的落地弧形主拱19、下开口边界的纵连接杆20和小开口边界的斜连接杆21所组成，构成小开口空间结构和纵向两侧开口边界建筑造型。
24.作为优选：小开口边界的落地弧形主拱截面为圆钢管，直径一般为300-600mm。
25.作为优选：落地双拱立体桁架的立面弧度和倾斜角、大开口边界弧形拱梁的立面弧度和倾斜角、正交平面弧形桁架的间距和弧度以及单层网壳的外扩展悬挑跨度均可根据建筑造型要求、功能空间、双向空间跨度和边界条件的要求进行适当调整，并不会影响本发明双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的各部件组成和构成方式。
26.这种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的构成方法，包括以下步骤：
27.s1、落地立体拱桁架的上弦拱1、落地立体拱桁架的下弦拱2、落地立体拱桁架的水平杆3、落地立体拱桁架的竖腹杆4、落地立体拱桁架的斜腹杆5组成单榀弧形倒三角立体拱桁架；
28.s2、基于中心定位点22对称布置，位于两侧沿纵向2榀弧形倒三角立体拱桁架通过端部落地立体桁架的落地端6进行固定支承，构成落地双拱立体桁架主体结构；
29.s3、落地支承节点处设置支座节点十字加劲板23、支座节点竖向转换加劲板24进行加强；
30.s4、正交平面弧形桁架的上弦梁7、正交平面弧形桁架的下弦梁8、正交平面弧形桁架的竖腹杆9、正交平面弧形桁架的斜腹杆10组成单榀平面弧形桁架，桁架节点处设置桁架节点加劲板25进行加强；
31.s5、基于中心定位点22对称布置，位于中部沿横向间隔距离布置多榀平面弧形桁架组成正交平面弧形桁架，两端通过正交平面弧形桁架的上弦连接端11、正交平面弧形桁架的下弦连接端12刚性连接至立体拱桁架的上弦拱和下弦拱，共同构成核心支撑构架；
32.s6、小间隔布置的屋盖连接上弦钢梁13、大间隔布置的屋盖连接下弦钢梁14组成屋盖连接钢梁，屋盖连接钢梁两端铰接连接平面弧形桁架；
33.s7、2榀超大跨度斜立面布置的大开口边界弧形拱梁15组成大开口边界弧形拱梁，位于落地双拱立体桁架的横向两外侧，两端大开口边界弧形拱梁的落地端16同时汇交于落地双拱立体桁架的四角落地固定端进行合并节点支承，构成大开口边界空间结构；
34.s8、单层网壳的径向连接主斜杆17、单层网壳的环向连接次杆18组成两侧单层网壳，位于横向两侧的大开口边界弧形拱梁和落地双拱立体桁架之间的上弦层；
35.s9、小开口边界的落地弧形主拱19、下开口边界的纵连接杆20和小开口边界的斜连接杆21组成小开口边界结构，位于纵向两侧，构成小开口空间边界结构。
36.这种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构在底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型屋盖结构体系设计及承载中的应用，所述大跨度指结构最大空间跨度不小于100米。
37.本发明的有益效果是：
38.1、本发明提供的双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构，其结构体系构造合理，可以实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型屋盖结构体系设计及承载，充分发挥组合大跨度正交桁架屋盖结构的底部双向大跨空间、高承载刚度和大开口入口边界的四角落地支承组合建筑造型功能优点。
39.2、本发明的双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构以落地双拱立体桁架和平面弧形桁架结合为四角落地支承的组合大跨度整体桁架结构形式，并通过屋盖连接钢梁和小开口边界结构实现平面弧形桁架的侧向支撑和落地支承边界处理，通过大开口边界弧形拱梁和两侧单层网壳实现大开口入口边界的悬挑跨度扩展而构成整体受力模式，可达到在减轻自重和保证承载性能的同时，实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面、高承载刚度和大开口边界结构的四角落地支承组合大跨度屋盖建筑造型及功能。
40.3、基于承载性能分析，本发明的结构便于通过承载力(应力控制)、整体抗侧刚度(侧向变形控制)和抗扭转性能(周期比)等指标控制，来进一步保障整体结构体系的合理有
效。
41.4、本发明的双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的构件组成模块明确，传力清晰，整体体系底部空间双向跨度大、承载刚度高、四角落地组合曲面屋盖和入口大开口边界造型优美，在底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型大跨度屋盖结构体系中具有广阔的应用前景。
附图说明
42.图1是本发明组合大跨度正交桁架屋盖结构实施例的结构示意图(图1a-1g分别是本发明双拱立体桁架四角落地支承组合大跨度正交桁架屋盖结构实施例的整体结构示意图、落地双拱立体桁架示意图、正交平面弧形桁架示意图、屋盖连接钢梁示意图、大开口边界弧形拱梁示意图、两侧单层网壳示意图、小开口边界结构示意图)；
43.图2是本发明组合大跨度正交桁架屋盖结构实施例的平面图，即图1a中a-a剖切示意图；
44.图3是本发明组合大跨度正交桁架屋盖结构实施例的剖切正视图，即图1a中b-b剖切示意图；
45.图4是本发明组合大跨度正交桁架屋盖结构实施例的剖切右视图，即图2中c-c剖切示意图；
46.图5是图1b(落地双拱立体桁架)和图1c(正交平面弧形桁架)的a-a剖切平面图；
47.图6是图1b落地双拱立体桁架的c-c剖切示意图；
48.图7a是图1b中落地双拱立体桁架的落地端(或图1e中大开口边界弧形桁架拱梁的落地端)的支座节点的构造示意图，图7b是图7a支座节点的d-d剖切截面图；
49.图8是图1b落地双拱立体桁架(或图1c正交平面弧形桁架)的节点构造示意图(图8a是有竖腹杆时的钢桁架节点，图8b是无竖腹杆时的钢桁架节点)；
50.图9是本发明组合大跨度正交桁架屋盖结构实施例的构成流程图。
51.附图标记说明：1-落地双拱立体桁架的上弦拱；2-落地双拱立体桁架的下弦拱；3-落地双拱立体桁架的水平杆；4-落地双拱立体桁架的竖腹杆；5-落地双拱立体桁架的斜腹杆；6-落地双拱立体桁架的落地端；7-正交平面弧形桁架的上弦梁；8-正交平面弧形桁架的下弦梁；9-正交平面弧形桁架的竖腹杆；10-正交平面弧形桁架的斜腹杆；11-正交平面弧形桁架的上弦连接端；12-正交平面弧形桁架的下弦连接端；13-屋盖连接上弦钢梁；14-屋盖连接下弦钢梁；15-大开口边界弧形拱梁；16-大开口边界弧形拱梁的落地端；17-单层网壳的径向连接主斜杆；18-单层网壳的环向连接次杆；19-小开口边界的落地弧形主拱；20-小开口边界的纵连接杆；21-小开口边界的斜连接杆；22-中心定位点；23-支座节点十字加劲板；24-支座节点竖向转换加劲板；25-桁架节点加劲板。
具体实施方式
52.下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
53.所述双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构体系构件组成模块明确，传力清晰，符合整体受力及承载模式的设计原则，充分发挥整体结构体系的底部双向大跨空间和高承载力学性能，基于落地双拱立体桁架和平面弧形桁架结合的四角落地支承组合大跨度屋盖整体结构形式，并屋盖连接钢梁和小开口边界结构实现平面弧形桁架的侧向支撑和落地支承边界处理，通过大开口边界弧形拱梁和两侧单层网壳实现大开口入口边界的悬挑跨度扩展的结构体系，实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面、高承载刚度和大开口边界结构的四角落地支承组合大跨度屋盖建筑造型功能。
54.本发明的设计思路基于落地双拱立体桁架和平面弧形桁架结合的主体结构，并通过大开口边界弧形拱梁和两侧单层网壳实现大开口入口边界悬挑跨度扩展的组合大跨度屋盖整体受力模式：首先，以落地双拱立体桁架和平面弧形桁架为承载主体构件，结合为四角落地支承的组合大跨度屋盖整体结构形式；其次，通过屋盖连接钢梁和小开口边界结构，实现平面弧形桁架的侧向支撑和落地支承边界处理；然后，通过大开口边界弧形拱梁和两侧单层网壳，实现大开口入口边界的悬挑跨度扩展，实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口边界结构的四角落地支承组合大跨度屋盖建筑造型；最后，通过承载性能分析，并控制构件应力、整体刚度和抗扭性能，保障结构体系的整体受力承载性能。
55.实施例一
56.如图1a-1g以及图2-图4所示，所述双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构，包括落地双拱立体桁架、正交平面弧形桁架、屋盖连接钢梁、大开口边界弧形拱梁、两侧单层网壳和小开口边界结构；所述落地双拱立体桁架(图1b)位于横向两侧，由2榀超大跨度的斜立面弧形倒三角立体拱桁架所组成，四角落地固定支承且沿纵向对称两侧布置；所述正交平面弧形桁架(图1c)位于中部，由沿横向间隔一定距离布置的多榀正交向平面弧形桁架所组成，平面弧形桁架两侧连接2榀落地双拱立体桁架，共同构成核心支撑构架；所述屋盖连接钢梁(图1d)位于中部，包括小间隔布置的屋盖连接上弦钢梁和大间隔布置的屋盖连接下弦钢梁，作为正交平面弧形桁架的侧向支撑构件，同时起到屋面承载作用；所述大开口边界弧形拱梁(图1e)位于落地双拱立体桁架的外侧，由2榀超大跨度的斜立面弧形拱梁所组成，两端汇交于落地双拱立体桁架的四角落地固定端进行支承，构成大开口空间结构，作为横向大跨度空间范围的扩展和中部弧形建筑造型曲面的连续；所述两侧单层网壳(图1f)位于落地双拱立体桁架和大开口边界弧形拱梁之间，由径向连接主斜杆和环向连接次杆刚接连接组成，构成单层网壳结构；所述小开口边界结构(图1g)位于纵向两侧，由落地弧形主拱、纵连接杆和斜连接杆所组成，构成小开口空间结构。
57.如图1b、图2-图4、图5-图6所示，所述落地双拱立体桁架位于横向两侧，由沿纵向布置的2榀超大跨度斜立面弧形倒三角立体拱桁架通过端部落地进行固定支承，以中心定位点22为对称中心设置，构成落地双拱立体桁架主体结构；单榀弧形倒三角立体拱桁架由落地立体拱桁架的上弦拱1、落地立体拱桁架的下弦拱2、落地立体拱桁架的水平杆3、落地立体拱桁架的竖腹杆4、落地立体拱桁架的斜腹杆5所组成；在落地立体拱桁架的落地端6处，相连杆件汇交于一点，并固定支承于地面结构上。
58.如图1b、图2-图4、图6所示，单榀弧形倒三角立体拱桁架的斜立面倾斜角为50-80
°
，立体拱桁架的两落地端水平间距为100-150m，立体拱桁架的中部最高处立面高度为20-30m；立体桁架的高度根据跨度的1/25～1/20确定，为4-6m；单榀弧形倒三角立体拱桁架
在平面上呈外凸弧形形式；立体拱桁架作为本专利大跨屋盖结构的主体支承结构，立面倾斜角不可小于50
°
，否则容易出现屋盖结构的整体倾覆；立体拱桁架的落地端水平间距不小于100m设置，是为实现纵向大跨空间的建筑功能；立体拱桁架的中部最高处立面高度不小于20m设置，是为进一步横向扩展的大开口边界弧形拱梁具有大开口空间功能所作的限制，同时也是内部空间高度的要求。本实施例中立体拱桁架的立面倾斜角为60
°
、落地端水平间距为100m、中部最高处立面高度为24m，立体桁架高度为4m。
59.如图1b、图4、图6、图7a-图7b所示，单榀弧形倒三角立体拱桁架的截面为圆钢管截面，直径为1000～1500mm，自立体桁架中部向两侧为变截面逐渐减小的形式，在落地端部2根落地立体拱桁架的上弦拱和1根落地立体拱桁架的下弦拱汇交于一点，节点处内部设置支座节点十字加劲板23、支座节点竖向转换加劲板24进行内隔板加强，并刚性固定支承于地面结构。本实施例中立体拱桁架中部最大直径为1000m。
60.如图1c、图2-图4、图5所示，所述正交平面弧形桁架位于落地双拱立体桁架的中部，由沿横向间隔一定距离布置的多榀平面弧形桁架组成，以中心定位点22为对称中心设置，两端刚性连接落地双拱立体桁架；单榀平面弧形桁架由正交平面弧形桁架的上弦梁7、正交平面弧形桁架的下弦梁8、正交平面弧形桁架的竖腹杆9、正交平面弧形桁架的斜腹杆10所组成。本实施例中，共计11榀横向布置的平面弧形桁架。
61.如图1c、图4、图5所示，每榀平面弧形桁架在两侧端部分别通过正交平面弧形桁架的上弦连接端11、正交平面弧形桁架的下弦连接端12连接至立体拱桁架的上弦拱和下弦拱；平面弧形桁架的高度根据跨度的1/25～1/20、对应连接处立体拱桁架高度的较大者进行确定；平面弧形桁架的高度大于对应连接处立体拱桁架高度时，两端边坡收缩至连接处立体拱桁架的高度进行连接；沿中部向纵向两侧布置的各榀平面弧形桁架的立面倾斜角逐渐增大；平面弧形桁架与立体拱桁架的连接方式为杆件相贯连接，连接节点处增设内隔板进行加强，实现刚性节点连接。
62.如图1c、图4、图5、图8a-8b所示，单榀平面弧形桁架的最大跨度位于中部，跨度为60-100m，截面为圆钢管截面或h型钢截面，圆钢管直径或h型截面高度为300-600mm，桁架高度为3-6m；桁架节点处设置桁架节点加劲板25进行加强。本实施例中中部最高一榀平面弧形桁架的高度为4m。
63.正交平面弧形桁架与落地双拱立体桁架刚性连接，共同构成核心支撑构架。
64.如图1d、图2-图4所示，所述屋盖连接钢梁位于平面弧形桁架之间设置，由小间隔布置的屋盖连接上弦钢梁13、大间隔布置的屋盖连接下弦钢梁14所组成；屋盖连接钢梁两端为铰接相贯连接，平面桁架弦管无需设置内隔板；在正交平面弧形桁架上弦层，屋盖连接钢梁按每轴网跨度布置一根；在平面弧形桁架下弦层，屋盖连接钢梁按每2-3个轴网跨度布置一根；每轴网跨度为8-12m；屋盖连接钢梁作为正交平面弧形桁架的侧向支撑构件，同时也是屋盖竖向荷载的承载构件。本实施例中，每轴网跨度为8m，上弦层、下弦层分别按每8m、16m布置一根进行连接设置。
65.如图1d、图2所示，屋盖连接钢梁的截面一般为圆钢管或h型截面钢，圆钢管的直径或h型截面钢的高度为400-600mm。
66.如图1e、图2-图3所示，所述大开口边界弧形拱梁位于落地双拱立体桁架的横向两外侧，由2榀超大跨度斜立面布置的大开口边界弧形拱梁15所组成，两端大开口边界弧形拱
梁的落地端16汇交于落地双拱立体桁架的落地端6进行固定支承，构成大开口边界空间结构；大开口边界弧形拱梁既是依附于落地双拱立体桁架得出次一级主体结构，同时也是两侧单层网壳部分的支承结构。
67.如图1e、图2-图3所示，大开口边界弧形拱梁的立面倾斜角为20-50
°
，立面倾斜角要比双拱立体桁架的立面倾斜角小，以进行横向大跨空间的进一步扩展；大开口边界弧形拱梁的中部最高处立面高度为15-25m；大开口边界弧形拱梁的截面为圆钢管，直径为800-1200mm。本实施例中，大开口边界弧形拱梁的立面倾斜角为27
°
。
68.如图1f、图2-图4所示，所述两侧单层网壳位于横向两侧的大开口边界弧形拱梁和落地双拱立体桁架之间的上弦层，由单层网壳的径向连接主斜杆17、单层网壳的环向连接次杆18所组成；径向连接主斜杆呈v形连续布置，与环向连接次杆通过刚性节点交叉连接；单层网壳的径向连接主斜杆贯通设置，单层网壳的环向连接次杆分段刚接连接设置。
69.如图1f、图2所示，单层网壳的构件截面为圆钢管，直径为300-600mm。
70.如图1g、图2-图4所示，所述小开口边界结构位于纵向两侧，作为辅助结构构件，由小开口边界的落地弧形主拱19、下开口边界的纵连接杆20和小开口边界的斜连接杆21所组成，构成小开口空间结构和纵向两侧开口边界建筑造型。
71.如图1g、图2-图3所示，小开口边界的落地弧形主拱截面为圆钢管，直径为300-600mm。
72.落地双拱立体桁架的立面弧度和倾斜角、大开口边界弧形拱梁的立面弧度和倾斜角、正交平面弧形桁架的间距和弧度以及单层网壳的外扩展悬挑跨度均可根据建筑造型要求、功能空间、双向空间跨度和边界条件的要求进行适当调整，并不会影响本发明双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的各部件组成和构成方式。
73.实施例二
74.如图9所示，所述双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的具体部件构成流程如下：
75.s1、落地立体拱桁架的上弦拱1、落地立体拱桁架的下弦拱2、落地立体拱桁架的水平杆3、落地立体拱桁架的竖腹杆4、落地立体拱桁架的斜腹杆5组成单榀弧形倒三角立体拱桁架；
76.s2、基于中心定位点22对称布置，位于两侧沿纵向2榀弧形倒三角立体拱桁架通过端部落地立体桁架的落地端6进行固定支承，构成落地双拱立体桁架主体结构；
77.s3、落地支承节点处设置支座节点十字加劲板23、支座节点竖向转换加劲板24进行加强；
78.s4、正交平面弧形桁架的上弦梁7、正交平面弧形桁架的下弦梁8、正交平面弧形桁架的竖腹杆9、正交平面弧形桁架的斜腹杆10组成单榀平面弧形桁架，桁架节点处设置桁架节点加劲板25进行加强；
79.s5、基于中心定位点22对称布置，位于中部沿横向间隔距离布置多榀平面弧形桁架组成正交平面弧形桁架，两端通过正交平面弧形桁架的上弦连接端11、正交平面弧形桁架的下弦连接端12刚性连接至立体拱桁架的上弦拱和下弦拱，共同构成核心支撑构架；
80.s6、小间隔布置的屋盖连接上弦钢梁13、大间隔布置的屋盖连接下弦钢梁14组成屋盖连接钢梁，屋盖连接钢梁两端铰接连接平面弧形桁架；
81.s7、2榀超大跨度斜立面布置的大开口边界弧形拱梁15组成大开口边界弧形拱梁，位于落地双拱立体桁架的横向两外侧，两端大开口边界弧形拱梁的落地端16同时汇交于落地双拱立体桁架的四角落地固定端进行合并节点支承，构成大开口边界空间结构；
82.s8、单层网壳的径向连接主斜杆17、单层网壳的环向连接次杆18组成两侧单层网壳，位于横向两侧的大开口边界弧形拱梁和落地双拱立体桁架之间的上弦层；
83.s9、小开口边界的落地弧形主拱19、下开口边界的纵连接杆20和小开口边界的斜连接杆21组成小开口边界结构，位于纵向两侧，构成小开口空间边界结构。
84.实施例三
85.本发明还提供一种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构在底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型屋盖结构体系设计及承载中的应用，所述大跨度指结构最大空间跨度不小于100米。
86.相比于现有技术的不足，本发明提供的一种双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构基于落地双拱立体桁架和平面弧形桁架结合的四角落地支承的组合大跨度整体桁架结构形式，通过屋盖连接钢梁和小开口边界结构实现平面弧形桁架的侧向支撑和落地支承边界处理，通过大开口边界弧形拱梁和两侧单层网壳实现大开口入口边界的悬挑跨度扩展，构成整体受力模式，可实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口边界结构的组合大跨度屋盖建筑造型和功能。该结构体系构件组成模块明确，传力清晰，符合整体受力及承载模式的设计原则，可实现底部双向大跨空间、屋面双向弧形曲面和大开口入口边界结构的四角落地支承组合建筑造型屋盖结构体系设计及承载。基于承载性能分析，通过构件应力、变形刚度和抗扭周期比等整体性能控制，可进一步保障本发明双拱立体桁架四角落地支承的组合大跨度正交桁架屋盖结构的底部空间双向大跨度、高承载刚度、四角落地组合曲面屋盖和入口大开口边界造型优点。