[发明专利]一种索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚及其工法

权利要求书

1.一种索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚，包括棚顶和主体，其特征在于：所述圆形罩棚为近似球缺面，棚顶（1）为索穹顶结构，主体（2）为空间钢桁架结构，索穹顶结构的底端和空间钢桁架结构的顶端固定连接；

所述空间钢桁架结构包括至少二层的纬向曲梁（3）和径向曲柱（4），所述径向曲柱（4）连接各层纬向曲梁（3），相邻的径向曲柱（4）之间均通过按固定纬度间隔设置的纬向拉杆（5）连接；

所述索穹顶结构包括呈阶梯状逐层连接的三层索，由下至上分别为外索、中索和内索，每层索都至少包括径向的脊索（1.1）、纬向的环索（1.2）和斜索（1.3），相邻两层索之间还连接有竖向的撑杆（1.4），所述撑杆（1.4）的顶端与上一层的脊索（1.1）和斜索（1.3）的交点连接，撑杆（1.4）的底端与下一层的环索（1.2）和斜索（1.3）的交点连接，脊索的最外圈脊索和斜索的最外圈斜索连接；

所述纬向曲梁（3）为多边形空间钢桁架，所述径向曲柱（4）为三角形空间钢桁架，所述纬向曲梁（3）的第一上弦杆（3.1）与径向曲柱（4）的第二上弦杆（4.1）连接，所述纬向曲梁（3）的第一下弦杆（3.2）与径向曲柱（4）的第二下弦杆（4.2）连接。

2.根据权利要求1所述的索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚，其特征在于：所述外索是由外圈脊索（1.11）、外圈环索（1.21）和外圈斜索（1.31）组成，所述中索是由中圈脊索（1.12）、中圈环索（1.22）和中圈斜索（1.32），所述内索是由内圈脊索（1.13）、内圈环索（1.23）和内圈斜索（1.33）组成，其中内圈环索（1.23）为上下双层环索，分别为上层环索（1.23a）和下层环索（1.23b），内圈脊索（1.13）连接至上层环索（1.23a）上，内圈斜索（1.33）连接至下层环索（1.23b）上，外索与中索之间连接有第一撑杆（1.41），中索与内索之间连接有第二撑杆（1.42），上下双层环索之间连接有第三撑杆（1.43）。

3.根据权利要求2所述的索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚，其特征在于：顶层的纬向曲梁（3）的上弦杆（3.1）上连接有耳板（6），最外圈脊索即外圈脊索（1.11）和最外圈斜索即外圈斜索（1.31）的外端均通过固定在该耳板（6）上与该纬向曲梁（3）连接。

4.根据权利要求1所述的索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚，其特征在于：所述纬向曲梁（3）和径向曲柱（4）通过弦杆间相贯焊接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：

步骤一，安装施工的临时支撑胎架（7）；

步骤二，在地面进行第一榀和第二榀的径向曲柱（4）的拼装，通过吊车将两榀径向曲柱（4）的下端与下部的混凝土结构连接，两榀径向曲柱（4）的上端支撑在临时支撑胎架（7）的顶部；

步骤三，在地面进行各层纬向曲梁（3）的拼装，通过吊车将纬向曲梁（3）安装于步骤二中已安装就位的两榀径向曲柱（4）之间，同时在径向曲柱之间连接纬向拉杆（5）；

步骤四，重复步骤二至步骤三，直至将空间钢桁架结构全部安装完毕；

步骤五，将索穹顶结构中的所有索杆在地面整体组装完成；

步骤六，最外圈脊索和最外圈斜索通过耳板（6）与顶层的纬向曲梁（3）相连接；

步骤七，通过提升张拉外圈斜索，将索穹顶结构整体张拉就位；

步骤八，拆除临时支撑胎架（7），索穹顶结构与空间钢桁架结构组合的圆形罩棚结构施工完成。

6.根据权利要求5所述的索穹顶与空间钢桁架组合的圆形罩棚的施工方法，其特征在于，所述步骤五中的索杆包括：外圈脊索（1.11）、外圈环索（1.21）、外圈斜索（1.31）、中圈脊索（1.12）、中圈环索（1.22）、中圈斜索（1.32）、内圈脊索（1.13）、内圈环索（1.23）、内圈斜索（1.33）、第一撑杆（1.41）、第二撑杆（1.42）和第三撑杆（1.43），所述内圈环索（1.23）为上下双层环索，分别为上层环索（1.23a）和下层环索（1.23b），上下双层环索之间连接有第三撑杆（1.43），上层环索（1.23a）、下层环索（1.23b）和第三撑杆（1.43）三者组成顶部拉力环结构，所述内圈脊索（1.13）连接至上层环索（1.23a）上，内圈斜索（1.33）连接至下层环索（1.23b）上。