[实用新型]一种木结构双斜杆型单层柱面网壳

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，特别是涉及一种大跨度木结构双斜杆型单层柱面网壳。

背景技术

近年来，为满足建筑使用功能要求，大跨度空间结构越来越多的应用于工程实践，如航站楼、会展中心、收费站、大跨度煤棚等公共和工业建筑。在众多结构形式中，网壳结构是一种曲面网格结构，兼有杆系结构构造简单和薄壳结构受力合理的特点，具有跨越能力大，刚度好，材料省，杆件单一，制作安装方便等特点。我国的网壳结构在20世纪50年代初就有所应用，目前已建成大量的网壳结构且多为各地区标志性建筑，如北京国家大剧院、天津体育馆、上海万人体育馆、嘉兴电厂干煤棚等。

作为网壳结构的一种特殊形式，双斜杆型单层柱面网壳外轮廓由一根直线沿两根曲率相同的曲线平行移动而成，其具有纵向杆、横向杆和斜向杆。横向杆等分曲线，纵向杆过横向杆的等分点且平行于柱面弧线，纵向杆和横向杆形成方格，在每个方格内加斜向杆，斜向杆在纵向杆和横向杆形成的方格内交叉，即形成双斜杆型单层柱面网壳，其造型简洁，节点构造简单，外观优美，结构刚度大，在工业建筑中应用非常广泛。但目前，该结构主要使用钢材，尚未见木材应用于双斜杆型单层柱面网壳结构的实例或研究报道。

在我国，木材是一种资源丰富、生长周期短的可再生材料，经简单加工后就能成为力学性能优良的结构杆件，如将其应用于网壳结构，将拓宽木结构的应用领域并推进绿色环保建筑的发展。力学性能方面，木材具有较好的抗拉、抗压和抗弯折强度，是一种天然建材，在古代就已获得应用。但是，木材自然生长过程中形成的生理弯曲及横纹和竖纹的受力性能差异从一定程度上影响了其力学性能，限制了其使用范围。随着科技进步，现有加工设备虽能保证加工后木杆件的外形准确度，但受木结构连接方式的制约，其应用范围一直未得到拓宽。木结构连接方面，常见节点连接方式为绑扎、榫卯、槽口，节点连接可靠性相对较低，如今常见于建筑景观和重要性较低的低层民用建筑。建筑工程应用方面，目前大多数做法是将其粉碎后与其它材料混合制成新型建筑板材，由于掺加了胶合剂，对室内环境或多或少都会带来一定程度的污染，而直接使用天然木材作为大跨度空间网壳结构受力构件的案例并不多见。因此，在低碳环保绿色建筑理念得到广泛认同的今天，研究并拓宽木结构应用领域的意义就显得非常重大。

而如何提高木结构连接节点的可靠性，充分发挥木材力学性能，采用合理计算手段进行木结构设计，也成为制约木结构应用领域拓宽的关键问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种抗震性能好、便于施工、安全性高且绿色环保的木结构双斜杆型单层柱面网壳。

为了达到上述目的，本实用新型提供的木结构双斜杆型单层柱面网壳包括多根纵向杆、多根横向杆、多根斜向杆、多个木杆连接件、多个焊接球节点、若干个滑动铰支座和若干个固定铰支座；其中纵向杆、横向杆和斜向杆为木杆，每根纵向杆、横向杆和斜向杆的两端分别安装有一个木杆连接件；带有木杆连接件的多根纵向杆、多根横向杆和多根斜向杆利用多个焊接球节点连接成传统形状的双斜杆型单层柱面网壳主体；所述的木杆连接件包括钢套箍、端板、锥头和箍筋；其中钢套箍套装在纵向杆、横向杆和斜向杆的端部外圆周面上；端板安装在钢套箍的外端圆周上；锥头为空心圆台结构，其上、下底面均呈开口状，下底面边缘连接在端板的外侧，上底面边缘焊接在焊接球节点上；箍筋缠绕在钢套箍的外圆周面上，用于将钢套箍和纵向杆、横向杆或斜向杆箍紧；焊接球节点均为钢制空心球体，每个焊接球节点上连接有多个木杆连接件；若干个固定铰支座的上端相隔距离安装在单层柱面网壳底部一侧的焊接球节点，下端固定在结构柱顶部；若干个滑动铰支座的上端相隔距离安装在单层柱面网壳底部另一侧的焊接球节点，下端以可移动的方式设置在结构柱顶部。

所述的纵向杆、横向杆和斜向杆的两端外圆周面上沿其圆周方向相隔距离形成有多道凹槽，而钢套箍的内圆周面上沿其圆周方向突出形成有多圈能够分别嵌入在上述多道凹槽内的凸缘。