一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构，包括波浪形结构的铝合金网格(100)、设于铝合金网格(200)下凹波谷位置的钢结构网格(200)，以及设于铝合金网格(100)、钢结构网格(200)底部的支承结构(300)，所述铝合金网格(100)、所述铝合金网格(200)分别采用三角形网格组合结构。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有减小屋盖结构的重量，而减小对基础结构的反力，减小基础结构的设计难度等优点。减小基础结构的设计难度等优点。减小基础结构的设计难度等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构


[0001]本技术涉及建筑结构
，尤其是涉及一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构。

技术介绍

[0002]网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。与平板网架相比，网壳的受力性能好，刚度大，自重小，用钢量省，是适用于中、大跨度建筑屋盖的一种较好的结构型式。
[0003]网壳结构的传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。网壳结构包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构和单层叉筒网壳结构等，既可以用于中、小跨度的民用和工业建筑，也可用于大跨度的各种建筑，特别是超大跨度的建筑，在建筑平面上可以适应多种形状，如圆形、矩形、多边形、扇形以及各种不规则的平面，在建筑外形上可以形成多种曲面。网壳结构在受到风荷载，温度应力等外力影响时，需要一定的变形余量来保持其结构的稳定性。而对于波浪形的建筑造型而言，由于其既存在上拱的建筑造型位置，又存在下凹的建筑造型位置，因此在其网壳结构体系的设计上，如何能够减小屋盖重量，减小对基础结构的反力，并减小基础结构的设计难度是目前研究的难点。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种减小屋盖结构的重量、减小对基础结构的反力、减小基础结构的设计难度的钢铝组合式波浪形单层网壳结构。
[0005]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构，包括波浪形结构的铝合金网格、设于铝合金网格下凹波谷位置的钢结构网格，以及设于铝合金网格、钢结构网格底部的支承结构，所述铝合金网格、所述钢结构网格分别采用三角形网格组合结构。
[0007]优选地，所述支承结构采用竖直的支承立柱。
[0008]优选地，所述三角形网格的边长尺寸为2～2.5m，所述三角形网格的三角形内角的最小角度不小于45度。
[0009]优选地，所述铝合金网格的四周设有环向配置的封边梁。
[0010]优选地，所述支承结构支承在所述封边梁的底部。
[0011]优选地，所述钢结构网格的底部设有V形支承立柱。
[0012]优选地，所述铝合金网格和所述钢结构网格的构件截面的高度和宽度相同。
[0013]优选地，所述支承立柱的截面为圆钢管。
[0014]优选地，各三角形网格组合结构采用六个三角形网格梁交汇连接方式。
[0015]优选地，六个网格梁在节点位置处采用梯形收口宽度收窄结构，各网格梁的上翼缘上方和下翼缘下方分别设有圆形连接板，圆形连接板通过不锈钢螺栓与其他网格梁连接为一个整体。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0017]1)本技术是一种钢铝组合式网壳结构，结合了钢结构和铝合金结构的各自特点，根据结构的受力特点对两种材料进行合理分配，可以有效的发挥两种材料的各自优势，增加了波浪形建筑外观的更多结构体系选择的可能性；
[0018]2)本技术中除局部受力较大的位置为钢结构网格，其他大部分位置均为铝合金网格，铝合金材料自重较轻，可以大幅减小屋盖结构的重量进而减小对基础结构的反力，大幅减小了基础结构的设计难度；
[0019]3)本技术的网格节点均采用板式节点一体化设计，节点外观具有较好的建筑表现力，且板式节点可以与玻璃幕墙系统一体化设计，增加了室内净高，简化了玻璃幕墙的构造层，降低了材料用量；
[0020]4)铝合金构件全部工厂标准精密预制，全装配式安装，极大的提高了结构的施工速度。
附图说明
[0021]图1为实施例中钢铝组合式波浪形单层网壳结构的构成示意图；
[0022]图2为实施例中钢铝组合式波浪形单层网壳结构的平面示意图；
[0023]图3为实施例中钢铝组合式波浪形单层网壳结构的立面示意图；
[0024]图4为实施例中钢铝组合式波浪形单层网壳结构的典型节点平面示意图；
[0025]图5为实施例中钢铝组合式波浪形单层网壳结构的典型节点剖面示意图；
[0026]图中标号所示：
[0027]100、铝合金网格，200、钢结构网格，300、支承结构，101、封边梁，401、圆形连接板，402、不锈钢螺栓。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。
[0029]实施例
[0030]钢结构已属于建筑结构领域中得以成熟运用的金属材料。近些年来铝合金材料越来越多地在民用建筑中得到应用。铝合金结构是一种全装配式的多功能系统集成结构，属于典型的绿色建筑结构范畴。相对于传统结构形态，铝合金结构具有明显的优势特点，如材料耐腐蚀性能好，材料强度质量比高，结构自重轻，全装配式施工，单层网壳结构空间占用少以及可实现绿色建筑集成等。铝合金结构一般应用在游泳馆、科技馆和植物园等壳体作用强和对耐腐蚀要求高的大跨度建筑中。铝合金由于自身材料的特性，更加适用于以受轴力为主的单层穹顶形网壳结构。
[0031]对于波浪形的建筑造型而言，由于其既存在上拱的建筑造型位置，又存在下凹的建筑造型位置，显然对于上拱的建筑造型位置更适用铝合金结构。对于下凹的建筑造型位置，单层网壳结构的受力特点以受弯为主，故而网格梁的杆件内力中弯矩值偏大，因此对于这些位置采用钢结构网格则更为合适。波浪形的建筑结构可以综合钢结构和铝合金两种材料各自的优势，采用钢铝组合式结构，根据结构受力分布特点选择在合适的位置采用合适的材料，可以达到提高不同材料的利用率的目的。
[0032]而对于植物园等大跨度建筑，屋面的覆盖材料往往采用透光的玻璃，铝合金结构构件在设计过程中可以结合玻璃屋面系统进行一体化设计，可以直接减掉玻璃幕墙的二次龙骨，直接将幕墙系统固定于结构构件之上，这样就可以减小玻璃幕墙的构造厚度，对于增加室内的净高起到即为重要的作用。结构构件外露之后，铝合金节点的工业化设计也大大增加了结构节点的外观表现，用结构可以直线展现建筑的美感。
[0033]基于上述设计思路，本技术提供了一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构，在本实施例中，本技术的单层网壳结构应用场景为一室内植物园。
[0034]实施例的建筑造型为波浪形建筑造型，由于植物园使用功能的需要，建筑屋面的覆盖材料为玻璃，为了减轻屋盖的重量，增加室内的使用高度，本技术采用了钢铝组合式的单层网壳结构，网格采用三角形划分。网格梁是由钢结构梁和铝合金梁组合而成。
[0035]具体地，如图1所示，本实施例的单层网壳结构主要由三部构成，包括铝合金网格100、钢结构网格200和位于下部的支承结构300。铝合金网格100为波浪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢铝组合式波浪形单层网壳结构，其特征在于，包括波浪形结构的铝合金网格(100)、设于铝合金网格(100)下凹波谷位置的钢结构网格(200)，以及设于铝合金网格(100)、钢结构网格(200)底部的支承结构(300)，所述铝合金网格(100)、所述钢结构网格(200)分别采用三角形网格组合结构。2.根据权利要求1所述的钢铝组合式波浪形单层网壳结构，其特征在于，所述支承结构(300)采用竖直的支承立柱。3.根据权利要求2所述的钢铝组合式波浪形单层网壳结构，其特征在于，所述三角形网格的边长尺寸为2～2.5m，所述三角形网格的三角形内角的最小角度不小于45度。4.根据权利要求1所述的钢铝组合式波浪形单层网壳结构，其特征在于，所述铝合金网格(100)的四周设有环向配置的封边梁(101)。5.根据权利要求4所述的钢铝组合式波浪形单层网壳结构，其特征在于，所述支承结构(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：周旋，郝志鹏，张峥，
申请(专利权)人：同济大学建筑设计研究院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：