一種空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由多個(gè)網(wǎng)架單元橫向和縱向合并排列而成；其中，網(wǎng)架單元包括伸縮桿、上節(jié)點(diǎn)、上橫桿、腹桿和下節(jié)點(diǎn)，伸縮桿和上橫桿通過上節(jié)點(diǎn)連接，腹桿的一端連接到上節(jié)點(diǎn)，另一端連接到下節(jié)點(diǎn)；縱向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)上橫桿合并，且縱向合并的兩個(gè)網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)之間采用下弦索連接；橫向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)伸縮桿合并，橫向合并的兩個(gè)網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)之間采用下橫桿連接。本發(fā)明可以進(jìn)行單方向的開合，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高。
【專利說明】
一種空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及土木工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著基礎(chǔ)建設(shè)技術(shù)的不斷提高，興起了以可開合屋蓋結(jié)構(gòu)為核心的大跨建筑趨勢(shì)。這種結(jié)合了機(jī)械和建筑兩門傳統(tǒng)學(xué)科的新型技術(shù)大大的豐富了建筑物的功能，極大地提高了空間利用率。開合屋蓋結(jié)構(gòu)是“一種在很短時(shí)間內(nèi)可以把部分或全部屋面移動(dòng)或開合的結(jié)構(gòu)型式，建筑物在可動(dòng)屋面開啟或關(guān)閉的兩個(gè)狀態(tài)下都可以使用”。開合屋蓋結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使得了體育場(chǎng)等大跨度建筑的使用功能有了更人性化的提高，在雨雪天氣可關(guān)閉屋蓋營造一個(gè)良好的室內(nèi)環(huán)境，保證諸如奧運(yùn)會(huì)等大型賽事如期舉行;而在晴朗的天氣下，可開啟屋蓋享受陽光，回歸自然。
[0003]開合屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前還處于探索研究階段，開合屋蓋在使用過程中存在的問題與出現(xiàn)故障的情況較多，發(fā)生過圍護(hù)結(jié)構(gòu)破損、機(jī)械故障、運(yùn)行不暢等情況，與普通的大度跨度空間結(jié)構(gòu)相比，開合屋蓋的技術(shù)復(fù)雜性要多得多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行單方向的開合，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由多個(gè)網(wǎng)架單元橫向和縱向合并排列而成;其中，網(wǎng)架單元包括伸縮桿、上節(jié)點(diǎn)、上橫桿、腹桿和下節(jié)點(diǎn)，伸縮桿和上橫桿通過上節(jié)點(diǎn)連接，腹桿的一端連接到上節(jié)點(diǎn)，另一端連接到下節(jié)點(diǎn);縱向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)上橫桿合并，且縱向合并的兩個(gè)網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)之間采用下弦索連接;橫向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)伸縮桿合并，橫向合并的的兩個(gè)網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)之間采用下橫桿連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述網(wǎng)架單元具體包括兩個(gè)伸縮桿、四個(gè)上節(jié)點(diǎn)、兩個(gè)上橫桿、四個(gè)腹桿和一個(gè)下節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)伸縮桿和兩個(gè)上橫桿通過四個(gè)上節(jié)點(diǎn)連接為對(duì)稱的矩陣，四個(gè)腹桿的一端分別連接連接一上節(jié)點(diǎn)，另一端匯聚連接下節(jié)點(diǎn)。
[0007]進(jìn)一步的，所述下弦索為張弦梁式弦索。
[0008]進(jìn)一步的，所述伸縮桿是由高強(qiáng)度高剛度的同軸心圓筒嵌套式連接而成。
[0009]進(jìn)一步的，同一網(wǎng)架單元的腹桿的長度相等，不同網(wǎng)架單元的腹桿的長度不同。
[0010]進(jìn)一步的，所述可展開式空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面為膜結(jié)構(gòu)。
[0011]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:提出了一種新型的空間可展開的網(wǎng)架屋蓋結(jié)構(gòu)，在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，用可伸縮的桿件代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上部的剛性桿，接著用不等長桿作為腹桿，腹桿上端連接網(wǎng)格單元節(jié)點(diǎn)，下部采用“張弦梁”式的弦索與腹桿下端相連接，并列單元之間用剛性桿相連提供整體穩(wěn)定性。本發(fā)明繼承了空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)適合大跨度的特點(diǎn)，有具備了可開合的優(yōu)點(diǎn)，使得安裝了此結(jié)構(gòu)的建筑物具備隨自然天氣變化而調(diào)節(jié)的屋面，能夠更好地滿足社會(huì)需求。
【附圖說明】
[0012]圖1為可展開式空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
[0013]圖2為可展開式空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0014]圖3為可展開式空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的右視圖；
[0015]圖4為可展開式空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0016]圖中丨-伸縮桿，2-上節(jié)點(diǎn)，3-上橫桿，4-腹桿，5-下節(jié)點(diǎn)，6-下弦索，7-下橫桿。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1，2，3，4所示，本實(shí)施例由多個(gè)網(wǎng)架單元橫向和縱向合并排列而成;其中，網(wǎng)架單元包括包括兩個(gè)伸縮桿1、四個(gè)上節(jié)點(diǎn)2、兩個(gè)上橫桿3、四個(gè)腹桿4和一個(gè)下節(jié)點(diǎn)5，兩個(gè)伸縮桿I和兩個(gè)上橫桿3通過四個(gè)上節(jié)點(diǎn)2連接為對(duì)稱的矩陣，四個(gè)腹桿4的一端分別連接連接一上節(jié)點(diǎn)2，另一端匯聚連接下節(jié)點(diǎn)5?？v向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)上橫桿3合并，且縱向排列的網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)5之間采用下弦索6連接;橫向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)伸縮桿I合并，且連個(gè)橫向排列的網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)5之間采用下橫桿7連接。下弦索6具體為張弦梁式弦索，只有在結(jié)構(gòu)處于閉合狀態(tài)時(shí)才會(huì)被施加預(yù)應(yīng)力從而增加結(jié)構(gòu)的承載力。
[0018]其中，伸縮桿I是由高強(qiáng)度高剛度的同軸心圓筒嵌套式連接而成，并具備一定的抗彎剛度，根據(jù)具體的圓筒數(shù)可確定結(jié)構(gòu)的伸縮率。上橫桿3和下橫桿7分別將上部和下部的節(jié)點(diǎn)連接起來，形成良好的側(cè)向穩(wěn)定性。同一網(wǎng)架單元的腹桿4的長度相等，不同網(wǎng)架單元的腹桿4的長度不同，需要在工程中根據(jù)具體跨度而設(shè)計(jì)。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)的屋面為膜結(jié)構(gòu)，以便于在開合的過程中能夠收放自如，開合時(shí)由側(cè)向的梁上的導(dǎo)軌進(jìn)行輔助引導(dǎo)。
[0019]本實(shí)施例在使用時(shí)，若增加上橫桿的長度，可以以此基礎(chǔ)單元為基礎(chǔ)進(jìn)行橫向拓展，如此可以拓展結(jié)構(gòu)的寬度;而在縱向需要實(shí)現(xiàn)可開合的功能，則首先需要引入更長的腹桿形成新的基礎(chǔ)單元，新、舊單元的可伸縮桿之間通過榫卯形式輔助以焊接方式相連接，以保證其軸線處于同一方向，如此重復(fù)此步驟，從而拓展縱向的跨度，再利用下弦索連接縱向的不等長腹桿單元之間的腹桿下節(jié)點(diǎn)，使得結(jié)構(gòu)在開啟時(shí)可以自由下垂，不會(huì)阻礙結(jié)構(gòu)的收縮;結(jié)構(gòu)在閉合時(shí)，下弦索被逐漸拉直，當(dāng)結(jié)構(gòu)完全閉合時(shí)，在縱向，可同時(shí)對(duì)每根弦索兩端進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，使得網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變?yōu)椤皬埾伊骸笔降慕Y(jié)構(gòu)，此時(shí)下弦索可以提供很大的屋面承載力。
[0020]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:由多個(gè)網(wǎng)架單元橫向和縱向合并排列而成;其中，網(wǎng)架單元包括伸縮桿(I)、上節(jié)點(diǎn)(2)、上橫桿(3)、腹桿(4)和下節(jié)點(diǎn)(5)，伸縮桿(I)和上橫桿(3)通過上節(jié)點(diǎn)(2)連接，腹桿(4)的一端連接到上節(jié)點(diǎn)(2)，另一端連接到下節(jié)點(diǎn)(5);縱向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)上橫桿(3)合并，且縱向合并的兩個(gè)網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)(5)之間采用下弦索(6)連接;橫向排列的網(wǎng)架單元通過兩兩共用一個(gè)伸縮桿(I)合并，且橫向合并的兩個(gè)網(wǎng)架單元的下節(jié)點(diǎn)(5)之間采用下橫桿(7)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述網(wǎng)架單元具體包括兩個(gè)伸縮桿(I)、四個(gè)上節(jié)點(diǎn)(2)、兩個(gè)上橫桿(3)、四個(gè)腹桿(4)和一個(gè)下節(jié)點(diǎn)(5)，兩個(gè)伸縮桿(I)和兩個(gè)上橫桿(3)通過四個(gè)上節(jié)點(diǎn)(2)連接為對(duì)稱的矩陣，四個(gè)腹桿(4)的一端分別連接連接一上節(jié)點(diǎn)(2)，另一端匯聚連接下節(jié)點(diǎn)(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下弦索(6)為張弦梁式弦索。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述伸縮桿(I)是由高強(qiáng)度高剛度的同軸心圓筒嵌套式連接而成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:同一網(wǎng)架單元的腹桿(4)的長度相等，不同網(wǎng)架單元的腹桿(4)的長度不同。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間可展開式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述可展開式空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面為膜結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】E04B1/19GK106088323SQ201610444442
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】陸金鈺, 朱坦迪, 林宏磊, 李玉鑫, 于文迪
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)