專利名稱：馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑用玻璃采光頂，特別屬于預(yù)應(yīng)力支撐式采光頂。
背景技術(shù)：
大面積玻璃采光頂?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu)，過去都采用桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)手段解決，這些傳統(tǒng)支承結(jié)構(gòu)與玻璃相配合時(shí)，都顯得桿件多而亂、截面粗而笨、結(jié)構(gòu)不通透，建筑效果不理想。一些采光頂呈正高斯曲率的網(wǎng)殼，荷載作用下大部分桿件是受壓的，壓桿的穩(wěn)定問題比較突出；因而在大多數(shù)情況下都用雙層結(jié)構(gòu)，桿件截面也比較大，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)力，免遭破壞。對于具有負(fù)高斯曲率的鞍形網(wǎng)殼來說，荷載作用下的受力特點(diǎn)是一個(gè)方向桿件受壓，另一個(gè)方向受拉，其中的壓桿由于拉桿的牽制，具有較好的穩(wěn)定性能，網(wǎng)殼受荷的全過程曲線也始終保持上升趨勢，不存在整體失穩(wěn)問題；但因壓桿構(gòu)造上的要求，桿件截面仍不能太小，整體上采光通透性仍然不理想，而且總重量較大，用材較多，吊裝難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有桿網(wǎng)狀鞍形網(wǎng)殼的不足，提出一種不用桿狀而用索狀網(wǎng)構(gòu)成支撐結(jié)構(gòu)的采光頂，進(jìn)一步提高采光頂?shù)耐ㄍ感?，并使重量有所減少。將網(wǎng)殼兩個(gè)方向的桿件均用鋼索代替，并在承受荷載之前，沿受壓方向先施加預(yù)拉力，從而使兩個(gè)方向的索都處于受拉狀態(tài)，形成具有一定剛度和承載能力的預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)。結(jié)構(gòu)承受荷載時(shí)，索網(wǎng)中受拉方向索中的拉力進(jìn)一步增大，而受壓方向索內(nèi)的拉力則減小。經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力控制可使受壓方向的索始終處于受拉狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)索網(wǎng)全按受拉設(shè)計(jì)，材料采用高強(qiáng)鋁包鋼絞線，斷面小，擋光少，結(jié)構(gòu)非常通透，而且便于吊裝。以上便是預(yù)應(yīng)力鞍形索網(wǎng)在結(jié)構(gòu)方面的基本原理。把這種預(yù)應(yīng)力鞍形單層索網(wǎng)作為點(diǎn)支式玻璃的支承結(jié)構(gòu)，這是玻璃與結(jié)構(gòu)之間的最佳配合，試算表明，恒載和活載作用下，結(jié)構(gòu)剛度都能滿足要求。而馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂?shù)那€流暢，外形美觀，新穎別致，具有強(qiáng)烈的現(xiàn)代感，是覆蓋大跨度建筑或建筑物之間空間的一種創(chuàng)新。
本實(shí)用新型的目的可以這樣達(dá)到設(shè)計(jì)、制造一種馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，包括玻璃和桁架；尤其是還包括連接相鄰的所述桁架對應(yīng)兩端點(diǎn)的拋物線形鋼管；連接所述相鄰的桁架上弦桿上對應(yīng)點(diǎn)的下凹形縱向鋼索；以及連接兩側(cè)的所述拋物線形鋼管上對應(yīng)點(diǎn)的上凸形橫向鋼索；所述縱向鋼索和橫向鋼索在正交點(diǎn)相連。


圖1是本實(shí)用新型馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂?shù)恼w結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是所述采光頂?shù)恼w俯視圖；圖3是所述采光頂?shù)目v向側(cè)視剖視節(jié)略圖；圖4是所述預(yù)應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu)圖；圖5是所述采光頂?shù)臋M向剖視及安裝示意圖；圖6是所述縱、橫向索及采光玻璃一個(gè)連接點(diǎn)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型的實(shí)施例。
一種馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，包括玻璃5和桁架3；尤其是還包括連接相鄰的所述桁架3對應(yīng)兩端點(diǎn)的拋物線形鋼管4；連接所述相鄰的桁架3上弦桿7上對應(yīng)點(diǎn)的下凹形縱向鋼索1；以及連接兩側(cè)的所述拋物線形鋼管4上對應(yīng)點(diǎn)的上凸形橫向鋼索2；所述縱向鋼索1和橫向鋼索2在正交點(diǎn)相連。
所述桁架3是預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其上弦桿7和下弦預(yù)應(yīng)力索6為相向的弧形，兩端相接，該上、下弦中段保持一定距離；所述上下弦對應(yīng)點(diǎn)之間設(shè)有鋼性支撐31。所述上弦桿7上連接縱向鋼索1的對應(yīng)點(diǎn)呈等分設(shè)置；所述拋物線形鋼管4上連接橫向鋼索2的對應(yīng)點(diǎn)呈等分設(shè)置；在縱向鋼索1和橫向鋼索2正交點(diǎn)設(shè)有連接用鋼索夾具8。
跨度較大的實(shí)施例中，所述桁架3可以設(shè)置多個(gè)。
所述采光頂兩端桁架3的外側(cè)，還設(shè)置有固接用鋼管支架9。
實(shí)用中，將下凹的索1沿縱向連續(xù)布置，是承重索，屋面荷載全由縱向索承擔(dān)。上凸的索2沿橫向布置，起承受負(fù)風(fēng)壓和索網(wǎng)穩(wěn)定的作用?？v向索中間支座的反力比較大，故采用跨度為12m的預(yù)應(yīng)力張弦桁架3，橫向索的支座反力較小，故采用拋物線鋼管4，鋼管沿采光頂5的縱向支承在鋼筋混凝土屋蓋的邊梁上，橫向索中的預(yù)拉力和負(fù)風(fēng)壓產(chǎn)生的拉力，通過鋼管傳給屋蓋邊梁。
縱向索拉力的水平分力，由采光頂兩端的屋蓋水平支撐承擔(dān)，并通過支撐傳給鋼筋混凝土屋蓋?？v向索在中間支座處的水平分力是相互平衡的，對中間支座的作用很小，空間分析表明，張弦桁架在水平方向的應(yīng)力很小。縱向索在中間支座處的豎向分力較大，全由張弦桁架承擔(dān)。因此，張弦桁架作為采光頂?shù)闹饕兄貥?gòu)件和索網(wǎng)的邊緣構(gòu)件發(fā)揮著重要作用。張弦桁架的下弦6為預(yù)應(yīng)力索，通過預(yù)應(yīng)力的調(diào)控，不僅使恒載撓度減小，而且也使上弦桿7的彎矩減小，斷面減小。這種良好的力學(xué)性能和可調(diào)控性能，不是現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)桁架具備的。張弦桁架的結(jié)構(gòu)通透，外形輕巧，與索網(wǎng)的配合也比較協(xié)調(diào)。
索網(wǎng)由相互正交的一組拋物線索組成，其中縱向索下凹，橫向索上凸，相互正交，構(gòu)成了具有負(fù)高斯曲率的馬鞍型索網(wǎng)。在索網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)上安裝用不銹鋼制作的夾具和固定玻璃的連接爪。玻璃采用鋼化夾膠玻璃，四點(diǎn)支承。這種玻璃采光頂?shù)慕ㄖ煨?，呈馬鞍型曲面。以此單層索網(wǎng)作為支承結(jié)構(gòu)，具有受力合理，結(jié)構(gòu)輕巧，曲線流暢，構(gòu)思新穎等眾多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，包括玻璃(5)和桁架(3)；其特征在于還包括連接相鄰的所述桁架(3)對應(yīng)兩端點(diǎn)的拋物線形鋼管(4)；連接所述相鄰的桁架(3)上弦桿(7)上對應(yīng)點(diǎn)的下凹形縱向鋼索(1)；以及連接兩側(cè)的所述拋物線形鋼管(4)上對應(yīng)點(diǎn)的上凸形橫向鋼索(2)；所述縱向鋼索(1)和橫向鋼索(2)在正交點(diǎn)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，其特征在于所述桁架(3)是預(yù)應(yīng)力張弦桁架，其上弦桿(7)和下弦預(yù)應(yīng)力索(6)為相向的弧形，兩端相接，該上、下弦中段保持一定距離；所述上下弦對應(yīng)點(diǎn)之間設(shè)有鋼性支撐(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，其特征在于所述上弦桿(7)上連接所述縱向鋼索(1)的對應(yīng)點(diǎn)呈等分設(shè)置；所述拋物線形鋼管(4)上連接所述橫向鋼索(2)的對應(yīng)點(diǎn)呈等分設(shè)置；在所述縱向鋼索(1)和橫向鋼索(2)正交點(diǎn)設(shè)有連接用鋼索夾具(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，其特征在于所述桁架(3)可以設(shè)置多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，其特征在于所述采光頂兩端桁架(3)的外側(cè)，還設(shè)置有固接用鋼管支架(9)。
專利摘要一種馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂，包括玻璃(5)和桁架(3)；其特征在于還包括連接相鄰的所述桁架(3)對應(yīng)兩端點(diǎn)的拋物線形鋼管(4)；連接所述相鄰的桁架(3)上弦桿(7)上對應(yīng)點(diǎn)的下凹形縱向鋼索(1)；以及連接兩側(cè)的所述拋物線形鋼管(4)上對應(yīng)點(diǎn)的上凸形橫向鋼索(2)；所述縱向鋼索(1)和橫向鋼索(2)在正交點(diǎn)相連。本新型進(jìn)一步提高采光頂?shù)耐ㄍ感?，并使重量有所減少。把這種預(yù)應(yīng)力鞍形單層索網(wǎng)作為點(diǎn)支式玻璃的支承結(jié)構(gòu)，這是玻璃與結(jié)構(gòu)之間的最佳配合。而馬鞍型索網(wǎng)點(diǎn)支玻璃采光頂?shù)那€流暢，外形美觀，新穎別致，具有強(qiáng)烈的現(xiàn)代感，是覆蓋大跨度建筑或建筑物之間空間的一種創(chuàng)新。
文檔編號E04D3/02GK2697188SQ20032011839
公開日2005年5月4日 申請日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者姚裕昌, 韓平元, 張桂先, 王德勤 申請人:深圳市三鑫特種玻璃技術(shù)股份有限公司