一種正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)，目前尚無外形為完全正棱柱體的張拉整體結(jié)構(gòu)；本發(fā)明中的正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)共有12個(gè)節(jié)點(diǎn)，18根拉索和6根壓桿組成。12個(gè)節(jié)點(diǎn)分別位于正六棱柱的12個(gè)頂點(diǎn)上，18根拉索分別對(duì)應(yīng)于正六棱柱的18條棱邊，6根壓桿位于棱柱的內(nèi)部，每根壓桿分別連接一個(gè)底面節(jié)點(diǎn)和一個(gè)頂面節(jié)點(diǎn)。所有的節(jié)點(diǎn)為鉸接點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接3根拉索和1根壓桿。所有拉索存在預(yù)拉力，所有壓桿存在預(yù)壓力，拉索的預(yù)拉力和壓桿的預(yù)壓力相互平衡。
【專利說明】一種正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種張拉整體結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種正六棱柱形、具有6根壓桿和18根拉索的張拉整體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]張拉整體結(jié)構(gòu)是一種由受壓的桿和受拉的索組成的預(yù)應(yīng)力自平衡體系，該類結(jié)構(gòu)的剛度由預(yù)應(yīng)力提供，且構(gòu)件內(nèi)力自我相互平衡，一旦失去預(yù)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)將不再成立。張拉整體結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、跨度大、造型優(yōu)美等優(yōu)點(diǎn)，受到了學(xué)術(shù)及工程界的廣泛關(guān)注。
[0003]由于張拉整體結(jié)構(gòu)是一種預(yù)應(yīng)力自平衡體系，其節(jié)點(diǎn)位置與構(gòu)件的連接關(guān)系必須滿足預(yù)應(yīng)力自平衡條件，不能像其他結(jié)構(gòu)體系那樣任意地構(gòu)造幾何形態(tài)。因此，現(xiàn)有的張拉整體結(jié)構(gòu)一般為非規(guī)則的幾何形狀。雖然有一些張拉整體結(jié)構(gòu)是基于某一類特定的幾何體進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是其最終的形態(tài)都偏離了原始的標(biāo)準(zhǔn)幾何體。其中，有一類基于正棱柱體的張拉整體結(jié)構(gòu)其最終形態(tài)為上、下表面相對(duì)扭轉(zhuǎn)的類棱柱體。目前尚無形態(tài)為完全正棱柱體的張拉整體結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)，所述正六棱柱的底面的六個(gè)節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)F，對(duì)應(yīng)的頂面的六個(gè)節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)A’、節(jié)點(diǎn)B’、節(jié)點(diǎn)C’、節(jié)點(diǎn)D’、節(jié)點(diǎn)EjPfA F’;節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間連接第二水平索AB，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)C之間連接第一水平索BC，節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)D之間連接第二水平索⑶，節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)E之間連接第一水平索DE，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)F之間連接第二水平索EF，節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)A之間連接第一水平索FA ;節(jié)點(diǎn)A’和節(jié)點(diǎn)B’之間連接第一水平索K B’，節(jié)點(diǎn)B’和節(jié)點(diǎn)C’之間連接第二水平索B’C’，節(jié)點(diǎn)C’和節(jié)點(diǎn)D’之間連接第一水平索C’D’，節(jié)點(diǎn)D’和節(jié)點(diǎn)E’之間連接第二水平索D’E’，節(jié)點(diǎn)EjPfA F’之間連接第一水平索E’F’，節(jié)點(diǎn)F’和節(jié)點(diǎn)A’之間連接第二水平索F’A’;節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)A’之間連接豎向索AA’，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)B’之間連接豎向索BB’，節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)C’之間連接豎向索CC’，節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)D’之間連接豎向索DD’，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)E’之間連接豎向索EE’，節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)F’之間連接豎向索FF’ ；節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)C’之間連接壓桿AC’，節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)D’之間連接壓桿FD’，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)F’之間連接壓桿BF’，節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)E’之間連接壓桿CE’，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)A’之間連接壓桿EA’，節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)B’之間連接壓桿DB’。
[0006]進(jìn)一步地，所述第二水平索AB、第一水平索BC、第二水平索⑶、第一水平索DE、第二水平索EF、第一水平索FA、第一水平索A’B’、第二水平索B’C’、第一水平索C’D’、第二水平索D’E’、第一水平索E’F’和第二水平索F’A’長度相同，均為7 ;所述豎向索AA’、豎向索BB’、豎向索CC’、豎向索DD’、豎向索EE’和豎向索FF’的長度相同，均為力；所述壓桿A C、壓桿FD、壓桿BF、壓桿CE、壓桿EA和壓桿DB的長度相同，均為
【權(quán)利要求】
1.一種正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述正六棱柱的底面的六個(gè)節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)F，對(duì)應(yīng)的頂面的六個(gè)節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)A’、節(jié)點(diǎn)B’、節(jié)點(diǎn)C’、節(jié)點(diǎn)D’、節(jié)點(diǎn)E’和節(jié)點(diǎn)F’ ；節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間連接第二水平索AB，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)C之間連接第一水平索BC，節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)D之間連接第二水平索⑶，節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)E之間連接第一水平索DE，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)F之間連接第二水平索EF，節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)A之間連接第一水平索FA ;節(jié)點(diǎn)A’和節(jié)點(diǎn)B’之間連接第一水平索A’ B’，節(jié)點(diǎn)B’和節(jié)點(diǎn)C’之間連接第二水平索B’ C’，節(jié)點(diǎn)C’和節(jié)點(diǎn)D’之間連接第一水平索C’D’，節(jié)點(diǎn)D’和節(jié)點(diǎn)E’之間連接第二水平索D’ E’，節(jié)點(diǎn)E’和節(jié)點(diǎn)F’之間連接第一水平索E’ F’，節(jié)點(diǎn)F’和節(jié)點(diǎn)K之間連接第二水平索F’ A’ ；節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)K之間連接豎向索AA’，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)B’之間連接豎向索BB’，節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)C’之間連接豎向索CC’，節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)D’之間連接豎向索DD’，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)E’之間連接豎向索EE’，節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)F’之間連接豎向索FF’;節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)C’之間連接壓桿A C’，節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)D’之間連接壓桿FD’，節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)F’之間連接壓桿BF’，節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)E’之間連接壓桿CE’，節(jié)點(diǎn)E和節(jié)點(diǎn)K之間連接壓桿EA’，節(jié)點(diǎn)D和節(jié)點(diǎn)B’之間連接壓桿DB’。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二水平索AB、第一水平索BC、第二水平索CD、第一水平索DE、第二水平索EF、第一水平索FA、第一水平索A’B’、第二水平索B’C’、第一水平索C’D’、第二水平索D’E’、第一水平索E’F’和第二水平索F’A’長度相同，均為7 ;所述豎向索AA’、豎向索BB’、豎向索CC’、豎向索DD’、豎向索EE’和豎向索FF的長度相同，均為A ;所述壓桿AC、壓桿FD、壓桿BF、壓桿CE、壓桿EA和壓桿DB的長度相同，均為Zi = +A2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一水平索BC、第一水平索DE、第一水平索FA、第一水平索A’ B’、第一水平索C’ D’和第一水平索E’ F’的預(yù)拉力相同，均為;所述第二水平索AB、第二水平索⑶、第二水平索EF、第二水平索B’C’、第二水平索D’ E’和第二水平索F’K的預(yù)拉力相同，均為Fa ;所述豎向索AA’、豎向索BB’、豎向索CC’、豎向索DD’、豎向索EE’和豎向索FF’的預(yù)拉力相同，均為6 ;所述壓桿AC’、壓桿FD’、壓桿BF’、壓桿CE’、壓桿EA’和壓桿DB’的預(yù)壓力相同，均為巧；且巧1、Fk2、匕和Fv滿足以下關(guān)系:

4.如權(quán)利要求1所述的正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)，其特征在于，在無外荷載作用時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)位于正六棱柱的頂點(diǎn)上，當(dāng)受到外荷載作用時(shí)，正六棱柱形張拉整體結(jié)構(gòu)通過改變構(gòu)件的內(nèi)力、調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置來抵抗外荷載的作用，但拉索始終處于受拉狀態(tài)，壓桿始終處于受壓狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】E04B1/34GK103790232SQ201410025600
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】許賢, 蔡暉映, 羅堯治 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)