张弦交叉立体桁架系巨型网格结构及大跨度屋盖结构的制作方法

1.本实用新型涉及建筑业空间结构技术领域，特别是涉及一种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构及大跨度屋盖结构。


背景技术：

2.随着社会的发展，大跨空间结构必然要向超大跨度发展。双层圆柱面网壳结构是目前大跨度空间结构中应用比较广泛的一种结构形式，而这种双层圆柱面网壳结构随着跨度的进一步增大会出现一些不可避免的问题，如采用5m以内的通常长度杆件时，结构会因厚跨比太小而易导致整体失稳；而杆件过长时，因内力过大而易导致压杆失稳，以及由此而引起的用钢量增大等。有文献分析表明，增加层数对提高结构整体工作性能的作用并不明显，更重要的是采用多层形式以突破内力的限制来增加结构跨度是不可行的，反而使杆件与节点急剧增加，增加了用钢量与工程造价。


技术实现要素：

3.针对现有技术所存在的局限与不足，本实用新型提供一种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构及大跨度屋盖结构。
4.为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现：
5.张弦交叉立体桁架系巨型网格结构，包括网格结构和拉索支撑结构；
6.所述网格结构包括多个横向拱形立体桁架和多个纵向立体桁架，多个横向拱形立体桁架和多个纵向立体桁架纵横交叉连接形成一系列的网格单元；
7.所述拉索支撑结构由所有设置在相邻网格单元间的拉索支撑单元组成。
8.作为本实用新型的优选方案，所述拉索支撑单元包括设置在各横向拱形立体桁架下方的预应力拉索撑杆组件。
9.作为本实用新型的优选方案，横向拱形立体桁架和纵向立体桁架交叉位置构成各网格单元的网格点，在任一横向拱形立体桁架上的三个相邻网格点之间通过一预应力拉索撑杆组件连接。
10.作为本实用新型的优选方案，预应力拉索撑杆组件包括撑杆、第一拉索和第二拉索，其中撑杆的第一端连接在三个相邻网格点中的中间网格点上，撑杆的第二端连接第一拉索和第二拉索的一端，第一拉索和第二拉索的另一端分别连接在与中间网格点相邻的另外两个网格点上，形成v形预应力拉索，横向拱形立体桁架和其下方的v形预应力拉索构成张弦立体桁架拱。
11.作为本实用新型的优选方案，所述拉索支撑单元还包括设置在各纵向立体桁架下方，沿各纵向立体桁架纵向布置的稳定索。
12.作为本实用新型的优选方案，在各纵向立体桁架上的相邻网格点以及相邻网格点的撑杆之间连接有稳定索。
13.作为本实用新型的优选方案，所述网格单元为正方形或长方形单元。
14.作为本实用新型的优选方案，所述各网格单元内设置有支撑结构。
15.作为本实用新型的优选方案，所述支撑结构为设置在网格单元内的横向、纵向或/和倾斜设置的支撑杆。
16.本实用新型的另一方面提供一种大跨度屋盖结构，包括上述任一种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
18.本实用新型结合巨型网格结构与预应力结构概念，可大幅度提高结构的整体刚度与稳定性，更进一步增大结构跨度，本实用新型提供的这种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构不同于普通张弦梁结构。本实用新型张弦立体桁架拱中的撑杆长度大为减小，避免了结构跨度过大使得撑杆过长而导致的撑杆失稳问题，可适用于200m以上的超大跨度空间屋盖结构。
19.本实用新型能够突破杆件大内力及压杆稳定与结构整体稳定的限制，增强结构刚度，实现结构超大跨，同时又能减少用钢量、降低工程造价。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1是本实用新型一实施例的结构示意图；
22.图2是图1的a处放大图；
23.图3是张弦立体桁架拱的结构示意图；
24.图4是v形预应力拉索的结构示意图；
25.图中标号：
26.1、横向拱形立体桁架；2、纵向立体桁架；3、网格点；4、v形预应力拉索；401、第一拉索；402、第二拉索；5、撑杆；6、稳定索。
27.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多
个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
33.参照图1至图4，本实用新型提供一种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构，包括网格结构和拉索支撑结构。
34.所述网格结构包括多个横向拱形立体桁架1和多个纵向立体桁架2，多个横向拱形立体桁架1和多个纵向立体桁架2纵横交叉连接形成一系列的网格单元。本实用新型的网格结构可以构成具有圆柱面的大网格结构，其网格尺寸可以为10～30m。
35.所述拉索支撑结构由所有设置在相邻网格单元间的拉索支撑单元组成。
36.所述拉索支撑单元包括设置在各横向拱形立体桁架1下方的预应力拉索撑杆组件，还包括设置在各纵向立体桁架2下方，沿各纵向立体桁架2纵向布置的稳定索6。优选地，所述预应力拉索撑杆组件分布在各横向拱形立体桁架1其中部2/3跨度范围内的相邻网格单元之间，且以横向拱形立体桁架的对称轴对称分布。所述稳定索6不施加预应力，仅保证所述撑杆在拱平面外的稳定性。
37.参照图1，横向拱形立体桁架1和纵向立体桁架2交叉位置构成各网格单元的网格点。在任一横向拱形立体桁架1上的三个相邻网格点之间通过一预应力拉索撑杆组件连接。参照图2、图3和图4，预应力拉索撑杆组件包括撑杆5、第一拉索401和第二拉索402，其中撑杆5的第一端连接在三个相邻网格点中的中间网格点上，撑杆5的第二端连接第一拉索401和第二拉索402的一端，第一拉索401和第二拉索402的另一端分别连接在与中间网格点相邻的另外两个网格点上，形成v形预应力拉索4，横向拱形立体桁架1和其下方的所有v形预应力拉索4构成张弦立体桁架拱。
38.在各纵向立体桁架2上的相邻网格点以及相邻网格点的撑杆5之间连接有稳定索6。
39.可以理解，本实用新型的网格单元的形状不限，可以为正方形或长方形单元。
40.可以理解，为了增强整体的强度，所述各网格单元内设置有支撑结构。所述支撑结构的结构形式不限，可以为设置在网格单元内的横向、纵向或/和倾斜设置的支撑杆。
41.本实用新型的另一方面提供一种大跨度屋盖结构，包括上述任一种张弦交叉立体桁架系巨型网格结构。
42.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。