一种索膜协同作用的大曲率索膜结构制造技术

本发明专利技术公开了一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，包括外围刚性边缘构件、径向索、横向索、膜、索夹和夹膜板；径向索和横向索分布于外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，径向索与横向索的交叉位置处通过索夹限位固定，径向索的两端与横向索的两端均通过可调节式锚具与外围刚性边缘构件连接；径向索的索体穿设在膜上索套内，膜的边缘处沿着膜的边缘轮廓安装有夹膜板，夹膜板通过若干个调节螺栓与外围刚性边缘构件连接；本发明专利技术通过共同张拉索网及单层膜形成稳定结构，在该结构中单层索网为主要受力结构，具有刚度大、稳定性好的优点，通过对索进行张拉，通过控制径向索及横向索的索力形成目标曲面，能够制造多种形状的索膜结构。

A cable membrane structure with large curvature

【技术实现步骤摘要】
一种索膜协同作用的大曲率索膜结构
本专利技术涉及建筑膜结构
，特别是涉及一种索膜协同作用的大曲率索膜结构。
技术介绍
随着社会的不断发展，人们对公共活动空间如大型的展览馆、体育场馆、机场、火车站等欲求与日俱增；同时，随着人们的审美水平不断提高，对建筑的美观、轻盈等要求也在不断的增加；索膜结构以其丰富的色彩，轻盈的结构形式，美观的造型也越来越受大众欢迎。这些现象极大的促进了索膜结构的不断创新。不仅是在安全、经济方面的创新，更重要的是在造型方面的创新，满足人们不断更新的审美需求。近年来，索膜结构在国内外体育场、展览馆、高铁站的建设中应用较多。索膜结构受力合理，结构效能较高，传力路径清晰，在充分利用了高强度拉索的受力性能，保证结构刚度、降低用钢量的同时利用了膜材具有透光性好、色彩丰富等特点使结构变得轻盈、富于表现力。目前，在张拉膜结构中多以单层张拉式膜结构为主，这种结构是通过为杆等构件提供支撑点，并在周围设置锚固点，通过张拉单层膜材而形成稳定的体系，这种依靠张拉单层膜形成的体系，刚度小，结构稳定性不足；且一般所使用的膜材为涂层织物类膜材，透光性能较差。而且在索网结构中，平面形状多采用矩形、多边形、菱形、圆形、椭圆形等较为规则的形状，形状较为单一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，以解决上述现有技术存在的问题，通过共同张拉索网及单层膜形成稳定结构，在该结构中单层索网为主要受力结构，具有刚度大、稳定性好的优点，通过对索进行张拉，通过控制径向索及横向索的索力形成目标曲面，能够制造多种形状的索膜结构。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，包括外围刚性边缘构件、径向索、横向索、膜、索夹和夹膜板；所述径向索和所述横向索均设置有若干根，若干根所述径向索径向分布于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，若干根所述横向索横向分布于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，所述径向索与所述横向索的交叉位置处通过所述索夹限位固定，所述径向索的两端与所述横向索的两端均通过可调节式锚具与所述外围刚性边缘构件连接；所述膜张拉于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，所述膜的内侧分布有若干与所述径向索配合设置的膜上索套，所述径向索的索体穿设在所述膜上索套内，所述膜的边缘处沿着所述膜的边缘轮廓安装有夹膜板，所述夹膜板通过若干个调节螺栓与所述外围刚性边缘构件连接。优选地，所述膜为单层ETFE膜。优选地，所述外围刚性边缘构件为混凝土支承构件或钢支承构件或铝合金支承构件。优选地，所述径向索和所述横向索的索体为Galfan镀层拉索或不锈钢拉索或FRP索。优选地，所述可调节式锚具为叉耳套筒调节式锚具，包括索体端部索头、套筒、双耳索头、第一螺杆和第二螺杆，所述索体端部索头的内腔一端设置有铆片，所述径向索或所述横向索的索体端部伸入到所述索体端部索头的内腔内并通过所述铆片与所述索体端部索头连接，所述索体端部索头的内腔的另一端与所述第一螺杆螺纹连接，所述双耳索头一端通过铆钉与所述外围刚性边缘构件连接，所述双耳索头另一端与所述第二螺杆螺纹连接，所述第一螺杆突出于所述索体端部索头的一端与所述第二螺杆突出于所述双耳索头的一端通过所述套筒连接。优选地，所述索夹包括竖向依次设置的第一夹片、第二夹片和第三夹片，所述第一夹片的底部设置有第一夹持槽，所述第二夹片的顶部设置有与所述第一夹持槽配合设置的第二夹持槽，所述横向索的索体夹持在所述第一夹持槽和所述第二夹持槽内，所述第二夹片的底部设置有第三夹持槽，所述第三夹片的顶部设置有与所述第三夹持槽配合的第四夹持槽，所述径向索夹持在所述第三夹持槽和所述第四夹持槽内，所述第一夹片、所述第二夹片和所述第三夹片之间通过高强螺栓连接，所述高强螺栓旋紧使所述第一夹片、所述第二夹片和所述第三夹片夹紧所述径向索和所述横向索。优选地，所述膜上索套设置于膜的内侧，所述膜上索套为两侧热压在所述膜上的膜片。优选地，所述夹膜板为铝合金材质，所述夹膜板的两端均设置有卡接槽，所述膜的边缘处包裹有胶条，所述胶条卡接在所述夹膜板一端的卡接槽内，所述调节螺栓的螺帽卡接在所述夹膜板另一端的卡接槽内，所述调节螺栓的螺杆端则通过螺母与所述外围刚性边缘构件限位连接。本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：本专利技术提供的索膜协同作用的大曲率索膜结构，通过索网对单层张拉膜进行加劲，使得结构刚度增大，稳定性增强，能够制作大曲率索膜结构，且形状也可以更为多样性。使用的材料为ETFE膜材，相对于涂层织物类膜材透光率好、造型美观、质量轻。索网加强的大曲率伞状单层ETFE膜结构具有结构形式新颖、结构受力合理、建筑造型美观等优点，而且便于制作和安装，具有较强的实际意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中索膜协同作用的大曲率索膜结构的轴侧图；图2为本专利技术中索膜协同作用的大曲率索膜结构的俯视图；图3为本专利技术中膜上索套的结构示意图；图4为本专利技术中可调节式锚具的结构示意图；图5为本专利技术中索夹与径向索和横向索的俯向装配示意图；图6为本专利技术中索夹与径向索和横向索的立体装配示意图；图7为本专利技术中第一夹片的结构示意图；图8为本专利技术中第二夹片的结构示意图；图9为本专利技术中第三夹片的结构示意图；图10为本专利技术膜、夹膜板、调节螺栓和外围刚性边缘构件的装配示意图；图11为本专利技术膜与夹膜板的局部立体装配示意图；图中：1-外围刚性边缘构件；2-径向索；3-横向索；4-膜；5-膜上索套；6-索夹；7-夹膜板；8-调节螺栓；9-索体端部索头；10-套筒；11-双耳索头；12-第一螺杆；13-第二螺杆；14-铆片；15-铆钉；16-第一夹片；17-第二夹片；18-第三夹片；19-第一夹持槽；20-第二夹持槽；21-第三夹持槽；22-第四夹持槽；23-高强螺栓；24-胶条。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，以解决现有技术存在的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本实施例提供了一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，该索膜协同作用的大曲率索膜结构具体为一种双向负高斯大曲率伞状单层膜结构，如图1、图2所示，包括外围刚性边缘构件1、径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，其特征在于：包括外围刚性边缘构件、径向索、横向索、膜、索夹和夹膜板；所述径向索和所述横向索均设置有若干根，若干根所述径向索径向分布于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，若干根所述横向索横向分布于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，所述径向索与所述横向索的交叉位置处通过所述索夹限位固定，所述径向索的两端与所述横向索的两端均通过可调节式锚具与所述外围刚性边缘构件连接；所述膜张拉于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，所述膜的内侧分布有若干与所述径向索配合设置的膜上索套，所述径向索的索体穿设在所述膜上索套内，所述膜的边缘处沿着所述膜的边缘轮廓安装有夹膜板，所述夹膜板通过若干个调节螺栓与所述外围刚性边缘构件连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种索膜协同作用的大曲率索膜结构，其特征在于：包括外围刚性边缘构件、径向索、横向索、膜、索夹和夹膜板；所述径向索和所述横向索均设置有若干根，若干根所述径向索径向分布于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，若干根所述横向索横向分布于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，所述径向索与所述横向索的交叉位置处通过所述索夹限位固定，所述径向索的两端与所述横向索的两端均通过可调节式锚具与所述外围刚性边缘构件连接；所述膜张拉于所述外围刚性边缘构件围成的索膜分布区内，所述膜的内侧分布有若干与所述径向索配合设置的膜上索套，所述径向索的索体穿设在所述膜上索套内，所述膜的边缘处沿着所述膜的边缘轮廓安装有夹膜板，所述夹膜板通过若干个调节螺栓与所述外围刚性边缘构件连接。


2.根据权利要求1所述的索膜协同作用的大曲率索膜结构，其特征在于：所述膜为单层ETFE膜。


3.根据权利要求1所述的索膜协同作用的大曲率索膜结构，其特征在于：所述外围刚性边缘构件为混凝土支承构件或钢支承构件或铝合金支承构件。


4.根据权利要求1所述的索膜协同作用的大曲率索膜结构，其特征在于：所述径向索和所述横向索的索体为Galfan镀层拉索或不锈钢拉索或FRP索。


5.根据权利要求1所述的索膜协同作用的大曲率索膜结构，其特征在于：所述可调节式锚具为叉耳套筒调节式锚具，包括索体端部索头、套筒、双耳索头、第一螺杆和第二螺杆，所述索体端部索头的内腔一端设置有铆片，所述径向索或所述横向索的索体端部伸入到所述索体端部索...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国军，石冬，李铁东，曹晓凯，张志才，徐达发，吴明泽，袁军，
申请(专利权)人：北京工业大学，中铁建工集团有限公司，湖北汉十城际铁路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11