带刚性环的屋盖结构和建筑物的制作方法

1.本技术涉及建筑领域，更具体地说，涉及一种带刚性环的屋盖结构和建筑物。


背景技术：

2.随着国家综合实力的提高，整个建筑行业迎来了快速发展，新颖的建筑造型和特殊的功能对结构体系的创新提出了更高的要求，大跨度空间结构(跨度在30～100m)因轻巧、造型美观等优点受到建筑师的青睐，近些年在大型公共建筑中(像体育会展、科技博览等)作为屋盖结构应用越来越广泛。
3.现有技术中，大跨度空间结构体系主要采用网架、平面或空间桁架、拱结构、张弦结构等，根据支承条件和建筑造型选择适当的结构体系。对于上述结构体系，需根据结构的有效高度，设置为上下弦拉压受力，并且整个结构体系连续设置。对于有特殊空间净高要求的建筑，在局部区域(例如游泳馆跳水池)上方一定高度不能有结构构件，由于结构体系连续设置，为满足此要求，需要整体抬高建筑屋面来保证经过，从而导致造价增加。
4.因此，如何在满足建筑形体空间要求的同时兼顾成本成为本领域需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提出了一种带刚性环的屋盖结构，以在满足建筑的大跨度、净高要求的同时兼顾成本。
6.根据本技术，提出了一种带刚性环的屋盖结构，其中，所述带刚性环的屋盖结构包括用于承受竖向载荷的桁架部，所述桁架部在中部不连续而形成孔洞，所述屋盖结构还包括围绕所述孔洞连接于所述桁架部的刚性环，所述刚性环从所述桁架部向上延伸。
7.可选的，所述桁架部包括沿第一方向间隔设置的多个主桁架和沿不同于所述第一方向的第二方向间隔设置的多个次桁架，所述主桁架和次桁架在相交处连接，所述主桁架和次桁架在所述孔洞处分别连接于所述刚性环。
8.可选的，所述主桁架和次桁架在所述孔洞处分别通过铸钢或球节点连接于所述刚性环。
9.可选的，所述屋盖结构包括连接在所述主桁架和次桁架之间的交叉支撑。
10.可选的，所述刚性环的高度为6m-10m。
11.可选的，所述带刚性环的屋盖结构包括安装于所述刚性环的网壳。
12.可选的，所述带刚性环的屋盖结构包括用于支撑所述桁架部的框架柱。
13.可选的，所述框架柱围绕所述桁架部的外围设置，以使所述框架柱之间的最大跨距达到60m。
14.本技术还提供一种建筑物，其中，所述建筑物包括本技术的带刚性环的屋盖结构。
15.可选的，所述建筑物包括跳水池，所述刚性环对应设置在所述跳水池上方。
16.根据本技术的技术方案，桁架部用于承受竖向载荷，确保应用于大跨度结构，刚性
环设置在桁架部的不连续处，使得屋盖结构形成整体空间结构，同时仅刚性环向上延伸以满足屋盖结构的净高要求，无需整体抬高屋盖结构。因此，本技术的屋盖结构，适用于大跨度结构并能够满足特定的净高要求，由于无需整体抬高，大大节省了成本。
17.本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术。在附图中：
19.图1为根据本技术优选实施方式的带刚性环的屋面结构的示意图；
20.图2为图1的俯视图；
21.图3为沿图2中a-a线截取的剖视图；
22.图4为图1中刚性环的示意图；
23.图5为图1中网壳的示意图。
具体实施方式
24.下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本技术的技术方案。
25.在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本技术。
26.根据本技术的一个方面，提供一种带刚性环的屋盖结构，其中，所述带刚性环的屋盖结构包括用于承受竖向载荷的桁架部10，所述桁架部10在中部不连续而形成孔洞，所述屋盖结构还包括围绕所述孔洞连接于所述桁架部10的刚性环20，所述刚性环20从所述桁架部10向上延伸。
27.本技术的屋盖结构中，桁架部10用于承受竖向载荷，确保应用于大跨度结构，刚性环20设置在桁架部10的不连续处，使得屋盖结构形成整体空间结构，同时仅刚性环20向上延伸以满足屋盖结构的净高要求，无需整体抬高屋盖结构。因此，本技术的屋盖结构，适用于大跨度结构并能够满足特定的净高要求，由于无需整体抬高，大大节省了成本。
28.如上所述，本技术中，桁架部10用于承受竖向载荷，其可以采用各种适当形式以满足功能要求。例如，桁架部10可以为平面或空间桁架。在图1所示的实施方式中，桁架部10形成为交叉平面桁架的形式。具体的，所述桁架部10可以包括沿第一方向间隔设置且彼此平行延伸的多个主桁架11和沿不同于所述第一方向的第二方向间隔设置且彼此平行延伸的多个次桁架12，所述主桁架11和次桁架12在相交处连接，所述主桁架11和次桁架12在所述孔洞处分别连接于所述刚性环20。由此，主桁架11和次桁架12通过彼此相交地连接形成交叉平面桁架，以承受竖向载荷。孔洞可以位于交叉平面桁架形成的外轮廓的中部。通过使主桁架11和次桁架12在孔洞处分别连接刚性环20，使桁架部10与刚性环20形成整体的空间结构，弥补了孔洞处的不连续。
29.其中，主桁架11和次桁架12可以为相同或类似结构，例如，主桁架11和次桁架12可以为平直形式。优选地，主桁架11和次桁架12可以为图3所示的从桁架部10的外缘向孔洞处抬高的形式，在满足造型要求的同时便于屋面排水，同时还通过抬高形成拱形结构能够获
得更理想的结构受力。如图3所示，主桁架11和次桁架12在孔洞处达到最高位置，刚性环20从主桁架11和次桁架12的最高位置向上延伸，以进一步抬高，满足建筑的空间要求。
30.优选地，第一方向和第二方向可以彼此垂直。并且，多个主桁架11可以以相同间隔(例如9m)设置，同样的，多个次桁架12也可以以相同间隔(例如9.5m)设置。大部分主桁架11可以彼此平行，大部分次桁架12可以彼此平行，在靠近孔洞处，可以将主桁架11、次桁架12设置为以孔洞的中心为圆心呈放射方向延伸或使主桁架11和次桁架12彼此呈正交方向延伸。主桁架11和次桁架12在相交处可以采用适当方式连接，例如采用圆管相贯焊接。
31.另外，主桁架11和次桁架12可以采用适当方式连接于刚性环20。例如，所述主桁架11和次桁架12在所述孔洞处分别通过铸钢或球节点连接于所述刚性环20。
32.此外，为提高屋面结构的整体水平刚度，优选地，如图1和图2所示，所述屋盖结构包括连接在所述主桁架11和次桁架12之间的交叉支撑30。交叉支撑30可以采用刚性连杆的形式，并可以通过适当方式连接于主桁架11和次桁架12，例如可以通过圆管相贯焊接。可以理解的，交叉支撑30的位置可以根据需要设置，以达到所需的整体水平刚度。在图2所示的实施方式中，可以围绕桁架部10的跨距较大部分的外周设置交叉支撑30，以针对大跨距部分加强水平刚度。
33.刚性环20可以为各种适当的具有预定高度的刚性环形结构。在图4所示的实施方式中，可以将刚性环20设置为钢网壳结构。为满足建筑的局部区域的空间要求，可以相应设置刚性环20向上延伸的高度，优选地，所述刚性环的高度(刚性环20的结构高度，即刚性环20的顶部到底部的高度)为6m-10m，以满足大多数具有局部空间要求的建筑，例如具有跳水池的游泳馆。刚性环20的径向尺寸也可以根据所需的局部空间区域设置，例如，对于具有跳水池的游泳馆，刚性环20的外直径可以为在40m以内。
34.此外，如图1和图5所示，所述屋盖结构可以包括安装于所述刚性环20的网壳40，以通过网壳40承担刚性环20处的竖向载荷。网壳40可以通过适当方式连接到刚性环20，例如通过圆管相贯焊接。
35.本技术中，可以通过适当方式支撑桁架部10，以将桁架部10支撑在所需的高度。具体的，如图1所示，所述屋盖结构可以包括用于支撑所述桁架部10的框架柱50。桁架部10的根部连接在框架柱50处，桁架部10在根部处的高度最低。
36.其中，框架柱50可以为混凝土或型钢混凝土框架柱，为便于连接桁架部10与框架柱50，可以在桁架部10的桁架下弦设置球节点，以通过球节点铰接于框架柱50。
37.框架柱50可以根据建筑的整体结构要求设置数量和位置，以获得所需的跨度。所述框架柱50围绕所述桁架部10的外围设置，以使所述框架柱50之间的最大跨距达到60m。
38.本技术中，各部件的具体结构、强度可以根据具体应用要求(例如框架柱50的最大跨距、特殊净高要求)等进行设计，可以通过在静力作用下的承载力、刚度进行计算，并对设计的屋盖结构进行空间整体性的振型分析，以确定各部件的实际参数。
39.施工时，先设置框架柱50，然后将桁架部10连接于框架柱50，其中，可以根据框架柱50的间隔位置设置次桁架12。具体的，主桁架11和次桁架12分别从框架柱50延伸并逐渐抬高至预定位置，以在桁架部10的中部位置形成孔洞。随后可以设置交叉支撑30，将刚性环20连接在孔洞处。最后，将网壳40连接于刚性环20。
40.根据本技术的另一方面，提供一种建筑物，其中，所述建筑物包括本技术的带刚性
环的屋盖结构。
41.本技术的建筑物使用本技术的屋盖结构，无需整体抬高屋盖结构。即可适用于大跨度结构并能够满足建筑物特定的净高要求，大大节省了成本。
42.本技术的建筑物可以是具有特定的净高要求的各种具体形式，例如，所述建筑物可以包括跳水池，所述刚性环20对应设置在所述跳水池上方。由此，可以通过刚性环20的高度满足跳水池上方的空间要求，同时满足游泳池的屋盖结构的大跨度应用要求。
43.以上详细描述了本技术的优选实施方式，但是，本技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本技术的技术构思范围内，可以对本技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本技术的保护范围。
44.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本技术对各种可能的组合方式不再另行说明。
45.此外，本技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本技术的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。