一种联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构的制作方法

1.本实用新型涉及建筑工程的结构设计技术领域，尤其是涉及一种联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构。


背景技术：

2.预应力索结构由只受拉的柔性索和承受拉、压的刚性构件组成，是一类跨越能力强、受力性能好的大跨度结构体系。由于索采用高强材料制成，且在结构承载过程中处于受拉状态，不存在构件稳定问题，受力效率高，因此其截面尺寸远小于混凝土构件和钢构件，可以营造轻盈、通透的建筑效果。由于具有上述优点，预应力索结构在体育场馆、展馆等大跨度建筑的屋顶结构中得到了广泛应用。
3.目前，应用于体育场屋顶结构时，索结构通常由屋顶中央的环索1和环索1与外边界之间的跨向索系组成。根据建筑造型需要，跨向索系可以采用联方型网格的交叉索3，也可以采用径向索4，如图1所示。常见的体育场屋顶结构以采用双层索结构体系为主，但近年来也有采用马鞍形的单层索网作为体育场屋顶结构的工程案例，即屋顶结构仅由一层环索1与一层跨向索系组成，如图2所示。
4.当环索与外边界由交叉索连接时，由于交叉索在环索切线方向不可避免地存在分力，会在交叉索与环索连接的索夹节点处产生较大的不平衡力，导致索夹体积增大、甚至需要设置专门的平衡索抵抗索夹处的不平衡力，这给结构设计和施工带来困难，并使工程造价增加。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构，将联方型网格的交叉索与径向索结合，径向索内端与环索连接、外端与交叉索连接，可以实现环索索力分布均匀、索夹不平衡力大幅减小。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.本实用新型提供一种联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构，其包括：环索、径向索、交叉索和平衡索；所述环索位于屋顶中间区域，围合成所需的屋顶中心开口形状；所述径向索内端与环索节点相连，所述径向索外端与最内圈的交叉索节点相连；最外圈的交叉索与外边界相连；所述平衡索布置在所述径向索与交叉索连接节点处，顺次联系所述径向索与交叉索连接节点，形成封闭环。
9.优选地，所述交叉索形成联方型网格。
10.优选地，所述环索、径向索和平衡索形成肋环型网格。
11.优选地，所述径向索与相邻两段环索平面投影的角平分线方向保持一致或者趋于
一致。
12.采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
13.1、本实用新型提供一种联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构，具有建筑效果简洁、韵律感强的特点，且施工便捷、周期短。
14.2、本实用新型在径向索与交叉索连接节点之间设置平衡索，可以平衡交叉索在最内圈节点处的环向分力，使径向索只传递交叉索的径向分力；进一步，通过令径向索严格或近似沿相邻两段环索平面投影的角平分线方向布置，可以使环索索力更加均匀，索夹处的不平衡力相对交叉索与环索直接相连的方式大幅降低，从而减小索夹体积，提高结构安全性和经济性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。
16.图1为现有技术中的体育场屋顶单层索结构的平面示意图。
17.图2为现有技术中的体育场屋顶单层索结构的轴测示意图。
18.图3为本实用新型实施例提供的联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构平面图。
19.图4为本实用新型实施例提供的联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构轴测图。
20.图标：1-环索；2-外边界；3-交叉索；4-径向索；5-平衡索。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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做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。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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。
24.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处
所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
25.结合图3、图4所示，本实施例提供一种联方型和肋环型网格结合的大开口单层索网结构，包括：环索1、径向索4、交叉索3和平衡索5；所述环索1位于屋顶中间区域，围合成所需的屋顶中心开口形状；所述径向索4内端与环索1节点相连，所述径向索4外端与最内圈的交叉索3节点相连；最外圈的交叉索3与外边界2相连；所述平衡索5布置在所述径向索4与交叉索3连接节点处，顺次联系所述径向索4与交叉索3连接节点，形成封闭环。优选地，所述交叉索3按建筑造型要求，形成联方型网格。优选地，所述环索1、径向索4和平衡索5形成肋环型网格。可见，本实施例将联方型网格的交叉索3与径向索4结合，径向索4内端与环索1连接、外端与交叉索3连接，可以实现环索1索力分布均匀、索夹不平衡力大幅减小。
26.优选地，所述径向索4与相邻两段环索1平面投影的角平分线方向保持一致或者趋于一致。通过令径向索4严格或近似沿相邻两段环索1平面投影的角平分线方向布置，可以使环索1索力更加均匀，索夹处的不平衡力相对交叉索3与环索1直接相连的方式大幅降低，从而减小索夹体积，提高结构安全性和经济性。
27.综上，采用上述技术方案，本实用新型具有如下优点：
28.1、本实用新型的单层索网结构由联方型网格和肋环型网格组合而成，具有建筑效果简洁、韵律感强的特点，且施工便捷、周期短。
29.2、本实用新型在径向索与交叉索连接节点之间设置平衡索，可以平衡交叉索在最内圈节点处的环向分力，使径向索只传递交叉索的径向分力；进一步，通过令径向索严格或近似沿相邻两段环索平面投影的角平分线方向布置，可以使环索索力更加均匀，索夹处的不平衡力相对交叉索与环索直接相连的方式大幅降低，从而减小索夹体积，提高结构安全性和经济性。
30.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。