[发明专利]一种径向伸缩网壳-膜组合结构

说明书

本发明公开了一种径向伸缩网壳‑膜组合结构，由下部径向伸缩网壳结构和上部膜结构组成，网壳结构由两个以上的环向链形剪式机构和两个以上的径向链形剪式机构组成；径向伸缩网壳结构在投影面上分为彼此连续的布膜区，布膜区包括内四边形、第一中间四边形、第二中间四边形以及外四边形；膜结构由第一膜单元、第二膜单元以及第三膜单元组成，所述第一膜单元、第二膜单元和第三膜单元均由竖杆和上覆的膜材组成。本发明由径向链形剪式机构和环向链形剪式机构同步进行伸缩，伸缩率大；剪式铰单元的折叠方向为竖直面，使网壳‑膜组合结构具有较大的竖向刚度，而且构造合理、设计和施工简单，特别适合中小跨度的建筑。

技术领域

本发明涉及一种可展网壳-膜组合结构，尤其是一种具有上部竖杆的径向伸缩网壳-膜组合结构。

背景技术

可展结构是近半个多世纪发展起来的一种新型结构，在宇航、建筑结构和军事工程等领域起着重要作用。可展结构的主要特征是具有两种稳定的构型：完全折叠状态和完全展开工作状态。在折叠状态时，结构收拢在某一特定形状，在外界驱动力的作用下，结构逐步展开，达到完全展开的工作状态，然后锁定为稳定状态。这种结构完全折叠后成为紧密的捆状，充分展开固定后达到初始工作状态，能够覆盖较大的空间。

可展膜网壳结构糅合了可展结构和膜结构的特点。可展膜网壳结构采用膜材料有许多优点:

1)自重轻。膜材的重量只有1.3-1.5kN/m²，网壳结构重量的降低，使下部的支撑结构和基础的断面尺寸也可以相应缩小，大大降低工程造价。

2)减少能源消耗，节省费用。膜材透光率一般取决于材质和涂层，使用范围从几乎100％透明到完全不透明。一般建筑膜材的透光率在15％左右，所以即使在可展网壳结构完全展开时也可充分利用自然光，白天使用可以减少人工照明。

3)施工速度快。

发明内容

本发明提供了一种竖向刚度好、收缩率大且结构简单易于折叠的径向伸缩网壳-膜组合结构。满足建筑对可展网壳结构的各项功能要求，还具有设计和施工方便等优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种径向伸缩网壳-膜组合结构，该组合结构由下部径向伸缩网壳结构和上部膜结构组成，其特征在于，所述径向伸缩网壳结构由两个以上的环向链形剪式机构和两个以上的径向链形剪式机构组成，环向链形剪式机构同心布置，径向链形剪式机构沿所述环向链形剪式机构形成的圆环的径向布置；环向链形剪式机构由多个对称剪式铰单元头尾相连成环形；径向链形剪式机构由多个非对称剪式铰单元头尾相连成线形；所述对称剪式铰由两个长度相等的第一连杆在杆中间铰接组成，所述非对称剪式铰由两个长度不等的第二连杆在杆中间铰接组成；径向链形剪式机构与环向链形剪式机构通过非对称剪式铰单元的第二连杆端部与对称剪式铰单元的第一连杆端部铰接实现连接；所述径向伸缩网壳结构在投影面上分为彼此连续的布膜区，所述布膜区包括内四边形、第一中间四边形、第二中间四边形以及外四边形；