一种空间网格结构

技术领域

本发明涉及土木工程结构领域，具体涉及一种空间网格结构体系。

背景技术

空间网格结构在是大跨度建筑经常采用的结构体系，有空间桁架、网架等形式。结构除了需要满足安全、经济的同时也需要注重符合建筑空间形式需求。传统的空间结构如空间立体桁架和网架等，其结构受力效率高、制造和施工便捷，但腹杆杆件与弦杆在空间上交叠，结构形式缺少新意、与当下的建筑设计多样化的空间形态要求不符。此外，传统空间结构布置方式相对单一而显得机械化，尤其不适用于文化创意和传统古建类的建筑。

随着建筑师对结构建筑一体化的需求日益提高，现有技术中呆板的空间网格结构无法满足富有创意的建筑空间需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种空间网格结构，达到结构外露且符合文化创意建筑的空间与外观需求，同时又能满足结构受力合理、施工便捷的要求。

技术方案为：一种空间网格结构，包括交叉网格状的单层镂空屋面、空间格构屋架和水平钢拉索；竖向结构顶端拉结水平钢拉索, 水平钢拉索为闭合，按一定间距将水平钢拉索分段形成若干分段点，分段点为结构第一节点；从每个结构第一节点向上沿倒四角锥的斜向引出空间格构屋架的第一构件，第一构件的另一端为结构第二节点，结构第二节点同时为相邻第一构件的交点；从每个结构第二节点向上沿倒四角锥的斜向引出空间格构屋架的第二构件，第二构件的另一端为结构第三节点，结构第三节点同时为相邻第二构件的交点；从每个结构第三节点向上沿倒四角锥的斜向引出空间格构屋架的第三构件，第三构件的另一端为结构第四节点，结构第四节点同时为相邻第三构件的交点；用连接杆连接相邻的结构第四节点形成单层镂空屋面。

基于上述技术特征：位于单层镂空屋面的内部镂空边上的结构第四节点向内衍生出完整的网格构件填充单层镂空屋面的镂空空间形成第二屋面，第二屋面与单层镂空屋面合成一体。

基于上述技术特征：单层镂空屋面为单层曲面或单层平面。

基于上述技术特征：第二屋面为单层曲面或单层平面。

第二屋面与单层镂空屋面的形状均可为任意曲面或平面形状，可根据实际工程进行调整。第一构件、第二构件、第三构件和连接杆的材料可根据实际情况采用金属、木材或其它种类的工程材料，结构第一节点、结构第二节点、结构第三节点、和结构第四节点可以结合现场施工精度条件和工厂预制水平选择焊接或装配式。

本技术的工作原理为：闭合的水平钢拉索与空间格构屋架的第一构件形成稳定的三角形，进而约束了空间格构屋架的结构第二节点位移；单层镂空屋面的连接杆和空间格构屋架的第三构件形成稳定的倒放四角锥体系，进而约束了空间格构屋架的结构第三节点位移；结构荷载自上而下沿空间格构屋架传递和汇聚。整个系统中的各节点均能保持结构稳定，形成可靠的结构体系。

本发明的有益效果为：本发明的空间网格结构旨在提供一种受力合理、施工便利、安全可靠的空间网格结构，既满足结构受力要求，又满足建筑空间形式。

附图说明

图1为本发明的透视图一。

图2为本发明的透视图二。

图3为本发明的单层镂空屋面和第二屋面形成整体的俯视图。

图4为图3的a-a剖面图。

图5为图3的b-b剖面图。

图6为图3的c-c剖面图。

图7为图3的d-d剖面图。

图8为本实用新的单层镂空屋面俯视图。

图中构件示意为：水平钢拉索A；结构第一节点N1；第一构件B1；结构第二节点N2；第二构件B2；结构第三节点N3；第三构件B3；结构第四节点N4;连接杆C。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图7所示，本结构体系包括交叉网格状的单层镂空屋面、空间格构屋架、水平钢拉索A；水平钢拉索A为闭合，可围合为圆形、椭圆形、矩形及多边形。图3和图8中所示的水平钢拉索为矩形，仅为一种示意。

竖向结构顶端拉结水平钢拉索A, 竖向结构包括柱、墙体等。

按一定间距将水平钢拉索A分段形成若干分段点，分段点为结构第一节点N1；分段的间距可均分也可互不相同。

从每个结构第一节点N1向上沿倒四角锥的斜向引出空间格构屋架的第一构件B1，第一构件B1的另一端节点为结构第二节点N2，结构第二节点N2同时为相邻第一构件B1的交点；从每个结构第二节点N2向上沿倒四角锥的斜向引出空间格构屋架的第二构件B2，第二构件B2的另一端节点为结构第三节点N3，结构第三节点N3同时为相邻第二构件B2的交点；从每个结构第三节点N3向上沿倒四角锥的斜向引出空间格构屋架的第三构件B3，第三构件B3的另一端节点为结构第四节点N4，结构第四节点N4同时为相邻第三构件B3的交点；用连接杆C连接相邻的结构第四节点N4形成单层镂空屋面。单层镂空屋面的俯视图可参见图6，即围合成一个中间镂空的屋面骨架。

如图1至图7所示，位于单层镂空屋面的内部镂空边上的结构第四节点向内衍生出完整的网格构件填充单层镂空屋面的镂空空间形成第二屋面，第二屋面与所述单层镂空屋面合成一体。图中所示的单层镂空屋面和第二屋面采用了相同的网格形状仅为一种示意，两者的网格形状可不同。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。