專利名稱：索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種建筑物頂部支撐的索網(wǎng)，尤指一種索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)。
背景技術(shù)：
目前，鋼結(jié)構(gòu)體系的建筑物頂部支撐已被廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)體系以造型優(yōu)美，靈活多變，施工方便的特點近年來被廣泛采用，而索結(jié)構(gòu)又是鋼結(jié)構(gòu)體系中受力最為合理的一種結(jié)構(gòu)形式。索結(jié)構(gòu)中拉索采用高強鋼絲或鋼絞線承受拉力，克服了鋼結(jié)構(gòu)受壓時的穩(wěn)定性問題，充分發(fā)揮了高強鋼材的抗拉能力，構(gòu)件截面尺寸小，結(jié)構(gòu)造型輕巧；索節(jié)點采用機加工件，使得結(jié)構(gòu)細(xì)部也更加美觀；高強鋼材的使用減少了總用鋼量，降低了成本。
過去的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)都是以剛性邊界作為支撐的，如混凝土結(jié)構(gòu)、鋼梁、鋼桁架等，且索網(wǎng)都是單個獨立的。目前采用的索網(wǎng)形式主要有下列幾種單層預(yù)應(yīng)力平面索網(wǎng)、雙層預(yù)應(yīng)力平面索網(wǎng)、單跨馬鞍型索網(wǎng)和其他形式的單跨索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每種形式都有自己的特點單層預(yù)應(yīng)力平面索網(wǎng)單層的平面預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)剛度較小，必須靠索很大的拉力提供平面外的剛度，因此，這種結(jié)構(gòu)形式目前只用于豎向布置的玻璃幕墻中，平面外只有較小的風(fēng)力，且都是單跨布置，四邊是剛性支撐。
雙層預(yù)應(yīng)力平面索網(wǎng)雙層的平面預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)結(jié)構(gòu)有兩層索網(wǎng)組成，兩層之間靠腹桿連接，形成的結(jié)構(gòu)剛度較大，但是，索對周邊結(jié)構(gòu)的拉力較大，需要足夠強的周邊結(jié)構(gòu)來支撐該結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)桿件較多，施工復(fù)雜。
單跨馬鞍形索網(wǎng)這種結(jié)構(gòu)形式是目前應(yīng)用最廣的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)受力合理，初始拉力較小，靠馬鞍形索網(wǎng)中承重索提供較大的面外剛度，但是目前都是單跨獨立的，且周邊是剛性邊界，矩形邊界的索網(wǎng)分2種形式，一種是索與邊界平行的正交索網(wǎng)、一種是索與邊界斜交的斜交索網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可減輕結(jié)構(gòu)自重，經(jīng)濟指標(biāo)合理，造型美觀的索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案一種索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，其特征在于它包括若干根呈矩陣分布的立柱，所述立柱長度相等且相互平行；
位于矩陣邊緣的第一排立柱和最后一排立柱的頂部分別串接有一邊橫鋼索，位于矩陣邊緣的第一列立柱和最后一列立柱的頂部分別串接有一邊縱鋼索，所述邊橫鋼索和邊縱鋼索的兩端分別通過錨具固定于地基上，所述邊橫鋼索和邊縱鋼索在水平面的投影為呈若干段向內(nèi)凹的曲線；位于兩所述邊橫鋼索之間的各排立柱頂部分別串接有一上鋼索和一下鋼索，所述上鋼索和下鋼索的兩端分別通過錨具固定于地基中，橫向相鄰兩立柱之間設(shè)有連接上、下鋼索的若干根長短不一的豎向鋼柱，使橫向相鄰兩立柱之間的上鋼索呈凸圓弧形而下鋼索呈凹圓弧形，并且所述上鋼索和下鋼索相對稱，每排立柱和與其相連接的上、下鋼索及連接上、下鋼索的豎向鋼柱形成一橫向豎桁架；位于兩所述邊縱鋼索之間的各列立柱頂部之間串接有一頂鋼索和一底鋼索，所述頂鋼索和底鋼索的兩端分別通過錨具固定于地基中，縱向相鄰兩立柱之間設(shè)有連接頂、底鋼索的若干根長短不一的豎向短鋼柱，使縱向相鄰兩立柱之間的底鋼索呈凸圓弧形頂鋼索呈凹圓弧形，并且所述頂鋼索和底鋼索相對稱，每列立柱和與其相連接的頂、底鋼索及連接頂、底鋼索的豎向短鋼柱形成一縱向豎桁架；橫向豎桁架上鋼索的對應(yīng)點串接有若干平行于縱向豎桁架的縱向次鋼索，縱向豎桁架頂鋼索的對應(yīng)點串接有若干平行于所述橫向豎桁架的橫向次鋼索，所述橫向次鋼索和縱向次鋼索在正交點相連接。
所述橫向次鋼索與所述邊縱鋼索和頂鋼索在交點處通過夾具固定連接，所述縱向次鋼索與所述邊橫鋼索和上鋼索在交點處通過夾具固定連接，所述橫向次鋼索和縱向次鋼索在正交點通過夾具固定連接。
所述上鋼索、下鋼索、頂鋼索、底鋼索、邊橫鋼索和邊縱鋼索為預(yù)應(yīng)力高強鋼絞線或鋼絲束。
本實用新型的優(yōu)點是本實用新型索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，其邊界支撐為邊橫鋼索和邊縱鋼索以及橫向豎桁架和縱向豎桁架皆為索支撐，索支撐是一柔性結(jié)構(gòu)，因此，該索網(wǎng)是具有柔性邊界條件的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)；橫向豎桁架和縱向豎桁架構(gòu)成雙向多跨連續(xù)矩形網(wǎng)格，在矩形網(wǎng)格內(nèi)以橫向豎桁架的上鋼索和縱向豎桁架的頂鋼索作為支撐形成馬鞍型索網(wǎng)；馬鞍型索網(wǎng)本身是一穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，靠較小的索拉力就可以承受豎向向上和向下兩個方向的荷載，本實用新型采用了剛度大、穩(wěn)定性好、索拉力相對較小的正交馬鞍型索網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為屋面結(jié)構(gòu)受力體系，形成了一種結(jié)構(gòu)受力合理、造型美觀、能充分發(fā)揮高強鋼材的強度、自重輕、節(jié)省鋼材等優(yōu)點的索支撐的雙向連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。由此可見，本實用新型可以建成雙向多跨連續(xù)的屋面結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸大、屋面結(jié)構(gòu)重量小，受力合理，充分發(fā)揮了高強鋼材的抗拉強度，結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間簡潔、通透性好，造型美觀。同時，上部結(jié)構(gòu)的施工避免了濕作業(yè)，減少了污染，施工速度快。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為橫向豎桁架結(jié)構(gòu)示意圖圖3為縱向豎桁架結(jié)構(gòu)示意圖圖4為單個柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型一種索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，其特征在于它包括若干根呈矩陣分布的立柱1，立柱1長度相等且相互平行；位于矩陣邊緣的第一排立柱和最后一排立柱的頂部分別串接有一邊橫鋼索15，位于矩陣邊緣的第一列立柱和最后一列立柱的頂部分別串接有一邊縱鋼索16，邊橫鋼索15和邊縱鋼索16的兩端分別通過錨具固定于地基上，邊橫鋼索15和邊縱鋼索16在水平面的投影為呈若干段向內(nèi)凹的曲線；位于兩邊橫鋼索15之間的各排立柱1頂部分別串接有一上鋼索2和一下鋼索3，上鋼索2和下鋼索3的兩端分別通過錨具固定于地基中，橫向相鄰兩立柱1之間設(shè)有連接上、下鋼索2、3的若干根長短不一的豎向鋼柱4，使橫向相鄰兩立柱之間的上鋼索2呈凸圓弧形而下鋼索3呈凹圓弧形，并且上鋼索2和下鋼索3相對稱，每排立柱1和與其相連接的上、下鋼索2、3及連接上、下鋼索2、3的豎向鋼柱4形成一連續(xù)多跨的橫向豎桁架5；位于兩邊縱鋼索之間的各列立柱1頂部分別串接有一頂鋼索6和一底鋼索7，頂鋼索6和底鋼索7的兩端分別通過錨具固定于地基中，縱向相鄰兩立柱1之間設(shè)有連接頂、底鋼索6、7的若干根長短不一的豎向短鋼柱8，使縱向相鄰兩立柱1之間的底鋼索7呈凸圓弧形頂鋼索6呈凹圓弧形，并且頂鋼索7和底鋼索6相對稱，每列立柱1和與其相連接的頂、底鋼索6、7及連接頂、底鋼索的豎向短鋼柱8形成一連續(xù)多跨的縱向豎桁架9；橫向豎桁架5上鋼索2的對應(yīng)點串接有若干平行于縱向豎桁架9的縱向次鋼索10，縱向豎桁架9頂鋼索6的對應(yīng)點串接有若干平行于橫向豎桁架5的橫向次鋼索11，橫向次鋼索11和縱向次鋼索10在正交點相連接。
橫向次鋼索11與邊縱鋼索16和頂鋼索6在交點處通過夾具固定連接，縱向次鋼索10與邊橫鋼索15和上鋼索2在交點處通過夾具固定連接，橫向次鋼索11和縱向次鋼索10在正交點通過夾具固定連接。
上鋼索2、下鋼索3、頂鋼索6、底鋼索7、邊橫鋼索15和邊縱鋼索16為預(yù)應(yīng)力高強鋼絞線或鋼絲束。
權(quán)利要求1.一種索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，其特征在于它包括若干根呈矩陣分布的立柱，所述立柱長度相等且相互平行；位于矩陣邊緣的第一排立柱和最后一排立柱的頂部分別串接有一邊橫鋼索，位于矩陣邊緣的第一列立柱和最后一列立柱的頂部分別串接有一邊縱鋼索，所述邊橫鋼索和邊縱鋼索的兩端分別通過錨具固定于地基上，所述邊橫鋼索和邊縱鋼索在水平面的投影為呈若干段向內(nèi)凹的曲線；位于兩所述邊橫鋼索之間的各排立柱頂部分別串接有一上鋼索和一下鋼索，所述上鋼索和下鋼索的兩端分別通過錨具固定于地基中，橫向相鄰兩立柱之間設(shè)有連接上、下鋼索的若干根長短不一的豎向鋼柱，使橫向相鄰兩立柱之間的上鋼索呈凸圓弧形而下鋼索呈凹圓弧形，并且所述上鋼索和下鋼索相對稱，每排立柱和與其相連接的上、下鋼索及連接上、下鋼索的豎向鋼柱形成一橫向豎桁架；位于兩所述邊縱鋼索之間的各列立柱頂部之間串接有一頂鋼索和一底鋼索，所述頂鋼索和底鋼索的兩端分別通過錨具固定于地基中，縱向相鄰兩立柱之間設(shè)有連接頂、底鋼索的若干根長短不一的豎向短鋼柱，使縱向相鄰兩立柱之間的底鋼索呈凸圓弧形頂鋼索呈凹圓弧形，并且所述頂鋼索和底鋼索相對稱，每列立柱和與其相連接的頂、底鋼索及連接頂、底鋼索的豎向短鋼柱形成一縱向豎桁架；橫向豎桁架上鋼索的對應(yīng)點串接有若干平行于縱向豎桁架的縱向次鋼索，縱向豎桁架頂鋼索的對應(yīng)點串接有若干平行于所述橫向豎桁架的橫向次鋼索，所述橫向次鋼索和縱向次鋼索在正交點相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，其特征在于所述橫向次鋼索與所述邊縱鋼索和頂鋼索在交點處通過夾具固定連接，所述縱向次鋼索與所述邊橫鋼索和上鋼索在交點處通過夾具固定連接，所述橫向次鋼索和縱向次鋼索在正交點通過夾具固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，其特征在于所述上鋼索、下鋼索、頂鋼索、底鋼索、邊橫鋼索和邊縱鋼索為預(yù)應(yīng)力高強鋼絞線或鋼絲束。
專利摘要本實用新型涉及一種索桁架支撐的多跨連續(xù)正交馬鞍形索網(wǎng)，它包括若干根呈矩陣分布的立柱；矩陣邊緣為邊橫鋼索和邊縱鋼索，兩邊橫鋼索之間的各排立柱頂部之間串接有一上鋼索和一下鋼索，橫向相鄰兩立柱之間設(shè)有若干根豎向鋼柱，使橫向相鄰兩立柱之間的上鋼索呈凸圓弧形下鋼索呈凹圓弧形；兩邊縱鋼索之間的各列立柱頂部之間串接有一頂鋼索和一底鋼索，縱向相鄰兩立柱之間的底鋼索呈凸圓弧形頂鋼索呈凹圓弧形；橫向豎桁架上鋼索的對應(yīng)點串接有若干平行于縱向豎桁架的縱向次鋼索，縱向豎桁架頂鋼索的對應(yīng)點串接有若干平行于橫向豎桁架的橫向次鋼索，橫向次鋼索和縱向次鋼索在正交點相連接。本實用新型可減輕結(jié)構(gòu)自重，經(jīng)濟指標(biāo)合理。
文檔編號E04B7/14GK2835408SQ20052012959
公開日2006年11月8日 申請日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者吳轉(zhuǎn)琴, 尚仁杰, 周建鋒, 宮錫勝, 劉景亮 申請人:吳轉(zhuǎn)琴, 尚仁杰, 周建鋒, 宮錫勝, 劉景亮, 中冶集團建筑研究總院