[发明专利]竹制三向网格型网壳

说明书

技术领域

本发明涉及一种竹材建筑，涉及一种适用于大跨度屋盖结构的主结构球面网壳的结构。

背景技术

目前，我国建筑业的主要材料以混凝土和钢材为主，无论是钢结构的预制加工还是混凝土结构的浇筑，都属于高污染、高耗能的产业，并不符合国家可持续发展的目标。

今年来，随着绿色建筑理念的提出，绿色建筑日益受到社会广泛关注。近年来轻型木结构越来越受到人们的青睐，然而，我国森林资源十分匮乏，且树木成材周期较长，因而建筑用材非常有限，生产线不利开发，因此难以大力推广轻型木结构。而同时，我国的竹材资源非常丰富。成材周期短、竹材繁殖能力强、抗拉、抗压性能强，可为竹结构的大量建造提供充足的原材料。综上，开发和利用竹材，将竹材广泛应用于建筑结构领域是实现建筑环保绿色、保障社会可持续发展的必要措施。

竹材建筑与可持续发展的话题由来已久，竹材有很多优点，如重量轻、结实、有韧性，是一个非常环保的建筑材料，竹材建筑具有其他建材无可比拟的优越性：

1 资源可再生。竹材是一种极好的可再生资源，可永续再用。竹材拥有生长周期快、产量高性能。

2 环保产品无污染。竹材在大自然环境中对氧气及二氧化碳的平衡是非常重要元素，固碳能力强。作为建筑材料，在施工建造过程中能耗、污染方面远远小于砖石、混凝土类建筑物，是很好的绿色材料。

3 抗拉、抗压。竹子具有很高的强度，抗拉强度是钢材的2倍，抗压强度是混凝土的2倍。

4 抗震能力强。由于质量轻，弹性好，竹子的抗震功能非常突出，即使在强烈的地震中整体结构出现变形，也不会散架或垮塌。

5传统&现代结合。竹材建筑是传统技术在现代建筑设计中的合理应用，顺应了时代的发展潮流。

然而，目前在工程中的竹结构主要以跨度较小的结构为主，但难以在一些特殊形式的空间结构如网壳中使用。而在一些公共建筑中（如影剧院、大型会场、展览中心等等），大跨度的空间形式具有较大的需求。

发明内容

本发明针对上述问题，本发提供一种跨度大、结构刚度大、维修简便的竹制三向网格型网壳。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种竹制三向网格型网壳，由上部三向网格型球面网壳、下部撑杆体系、混凝土基础组成，上部三向网格型球面网壳包括多个由纬向杆首尾相接形成的纬向多边环形构件、多根径向杆、多个钢节点、多根三角斜撑；所述多个纬向多边环形构件以中心的钢节点为圆心同心布置，中心的钢节点通过径向杆与内层的纬向多边环形构件的纬向杆首尾相接处的钢节点连接，相邻纬向多边环形构件之间通过三角斜撑、径向杆连接，其中，内、外层的纬向多边环形构件的纬向杆首尾相接处对应的钢节点之间连接径向杆，内层的纬向多边环形构件的纬向杆首尾相接处的钢节点与外层的纬向多边环形构件的纬向杆首尾相接处对应的钢节点的两侧钢节点之间连接三角斜撑；所述下部撑杆体系包括一个由横向连系杆首尾连接形成的横向连系多边环形构件、多根Y型上撑杆、多根Y型下撑杆、多根竖向支撑、多个钢节点；所述竖向支撑通过最外层的纬向多边环形构件的钢节点与上部三向网格型球面网壳连接，Y型上支撑通过次外层的纬向多边环向构件的钢节点与上部三向网格型球面网壳相连接， Y型下撑杆与横向连系杆通过钢节点连接；竖向支撑和Y型下撑杆通过基础的钢节点与混凝土基础连接；所述纬向杆、径向杆、竖向支撑、三角斜撑、Y型上撑杆、Y型下撑杆、横向连系杆均采用经过处理过的毛竹杆。

所述钢节点可分为：中心节点、内层环形构件节点、外层环形构件节点、三角斜撑节点、Y型支撑节点、V型基础节点；内层环形构件节点、外层环形构件节点均为预制钢节点。

所述径向杆的数量与下部撑杆体系中的Y型上支撑和Y型下支撑的数量相同。

每个所述纬向多边环形构件的纬向杆的数量与下部撑杆体系的横向联系杆数量相同。

本发明具有以下有益效果：

本发明结构主体受力构件均采用经过处理过的毛竹筒材料构件，毛竹筒构件，材料来源广泛，价格低廉，加工处理方法简便易操作，未破坏竹杆外表皮结构，防止竹杆受到虫害影响，防腐、防虫处理过，竹杆有效使用周期长，是未经过处理的毛竹的4倍以上。

本发明在多个节点处采用特殊形式的钢节点进行连接，改善了节点区域的受力性能，增强了节点连接的整体性和可靠性；同时钢节点连接预制钢杆件能够循环利用，有利于降低构件的建造成本。