類立方八面體張拉整體結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種張拉整體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]“張拉整體”概念是美國著名建筑師富勒(R.B.Fuller)的發(fā)明，這指“張拉”(tensile)和“整體”(integrity)的縮合。富勒認為宇宙的運行是按照張拉一只析原理進行的，即萬有引力是一個平衡的張力網(wǎng)，而各個星球是這個網(wǎng)中的一個個孤立點。由于張拉整體結(jié)構(gòu)固有的符合自然規(guī)律的特點，最大限度地利用了材料和截面的特性，可以用盡量少的鋼材建造超大跨度建筑。
[0003]張拉整體結(jié)構(gòu)是一種由拉索與壓桿組成的預(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，受到了學(xué)術(shù)及工程界的廣泛關(guān)注。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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供具有正四面體與正六面體特性的類立方八面體張拉整體結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明類立方八面體張拉整體結(jié)構(gòu)，其特征是:包括由第一-第十二節(jié)點以及第一-第二十四根拉索組成的立方八面體，第一-第十二節(jié)點分別為立方八面體的12個頂點，第一-第二十四根拉索分別為立方八面體的24條棱邊，將立方八面體表面的6個正邊形其中之一水平放置，12個頂點自下而上分成三層，成逆時針排列的第一-第四節(jié)點位于第一層，成逆時針排列的第五-第八節(jié)點位于第二層，成逆時針排列的第九-第十二節(jié)點位于第三層，第一節(jié)點和第二節(jié)點之間連接第一根拉索，第二節(jié)點和第三節(jié)點之間連接第二根拉索，第三節(jié)點和第四節(jié)點之間連接第三根拉索，第四節(jié)點和第一節(jié)點之間連接第四根拉索，第五節(jié)點分別通過第五根拉索和第六根拉索與第一節(jié)點和第二節(jié)點相連，第六節(jié)點分別通過第七根拉索和第八根拉索與第二節(jié)點和第三節(jié)點相連，第七節(jié)點分別通過第九根拉索和第十根拉索與第三節(jié)點和第四節(jié)點相連，第八節(jié)點分別通過第十一跟拉索和第十二根拉索與第四節(jié)點和第一節(jié)點相連，第九節(jié)點分別通過第十三根拉索和第十四根拉索與第五節(jié)點和第八節(jié)點相連，第十節(jié)點分別通過第十五根拉索和第十六根拉索與第五節(jié)點和第六節(jié)點相連，第十一節(jié)點分別通過第十七根拉索和第十八根拉索與第六節(jié)點和第七節(jié)點相連，第十二節(jié)點分別通過第十九跟拉索和第二十根拉索與第七節(jié)點和第八節(jié)點相連，第一節(jié)點和第十節(jié)點之間連接第一壓桿，第一節(jié)點和第七節(jié)點之間連接第二壓桿，第二節(jié)點和第十一節(jié)點之間連接第三壓桿，第二節(jié)點和第八節(jié)點之間連接第四壓桿，第三節(jié)點和第十二節(jié)點之間連接第五壓桿，第三節(jié)點和第五節(jié)點之間連接第六壓桿，第四節(jié)點和第九節(jié)點之間連接第七壓桿，第四節(jié)點和第六節(jié)點之間連接第八壓桿，第五節(jié)點和第十二節(jié)點之間連接第九壓桿，第六節(jié)點和第九節(jié)點之間連接第十壓桿，第七節(jié)點和第十節(jié)點之間連接第十一壓桿，第八節(jié)點和第十一節(jié)點之間連接第十二壓桿。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、所有拉索的長度相等，所有壓桿的長度相等，壓桿的長度是拉索長度的1.732倍。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0010]1、本發(fā)明為二階張拉整體結(jié)構(gòu)。由于張拉整體結(jié)構(gòu)固有的符合自然規(guī)律的特點，最大限度地利用了材料和截面的特性，可以用盡量少的材料建造大跨度結(jié)構(gòu)或建筑。
[0011]2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的所有桿的長度相等，所有索的長度相等。使材料加工方便，利于大批量生產(chǎn)。
[0012]3、該結(jié)構(gòu)是由壓桿和拉索構(gòu)成通過改變自身的應(yīng)力來改善受力狀態(tài)，從而提高承載能力。
[0013]4、本發(fā)明所具有的特性主要取決于其獨特的形態(tài)及桿索材料本身的性能。用該結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現(xiàn)的設(shè)計方案。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的立體圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的俯視圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的正視圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的左視圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0019]結(jié)合圖1?4，本發(fā)明中的立方八面體張拉整體結(jié)構(gòu)，其形狀是在正方體的基礎(chǔ)上，將相鄰兩邊中點相連，截去八個角后得到的單元。因此得到的單元結(jié)構(gòu)正方形面的數(shù)目為6，其三角形面數(shù)目為8，共有面14個。因為同樣種類的正多邊形面棱不相交，故可以計算其邊數(shù)乘以面的數(shù)目來得其棱的數(shù)目:3X8 = 4X6 = 24。
[0020]本發(fā)明中的立方八面體張拉整體結(jié)構(gòu)由12個節(jié)點、24根拉索和12根壓桿組成，12個節(jié)點分別位于立方八面體的12個頂點，并分布在同一個球面上，即立方八面體的外接球，該外接球半徑等于索長，也就是立方八面體的棱長；24根拉索分別分布在立方八面體的24條棱邊上，12根壓桿位于立方八面體的內(nèi)部。按如下分布:立方八面體表面共有6個正邊形，選一個正邊形與水平面重合放置，則12個點共分三層，每層有四點，第一層為選中正邊形所在平面，選取該正邊形任意一點為第一點，從上往下看逆時針另外三點依次為第二第三點第四點。第二層在第一層上方，共有四點，其中與第一點和第二點均用索相連的為第五點，第二層的四個點從上往下看逆時針排列依次為第五點、第六點、第七點、第八點。第三層在第二層上方，在第三層中與第五點用索連接的點分別第九和第十點，從上往下看第三層中四個點逆時針排列依次為第九第十第十一第十二點。則有12根壓桿分別為第一