[发明专利]一种两向正六边形网格结构及其构建方法

说明书

本发明提供了一种两向正六边形网格结构，该两向正六边形网格结构是一种空间网格结构，包括多个弦杆、腹杆和节点，弦杆和腹杆交于节点，所述弦杆与所述腹杆的长度相同，所述弦杆、腹杆和节点组成正六边形，所述弦杆、腹杆和节点组成的若干个正六边形紧密排列形成一个蜂窝状平面层，在空间网格结构的两个互相垂直的方向上，分别有若干个等间距平行的平面层。本发明还提供了一种两向正六边形网格结构的构建方法。本发明的有益效果是：相较于传统的网格结构，该两向正六边形网格结构的节点结构简单，节点处杆件较少，一个节点只连接五根杆件，减少了材料的使用量和自重，减轻了安装劳动强度，降低了成本。

技术领域

本发明涉及网格结构，尤其涉及一种两向正六边形网格结构及其构建方法。

背景技术

网格结构,是指由很多杆件从两个方向或几个方向按一定的规律布置，通过节点连接而成的一种网状空间杆系结构。早在19-20世纪建筑师和结构工程师就积极探索空间网格结构的多样性。出于效益的考虑，至今空间网格结构还是采用规则的结构图案，例如等边三角形、正方形和正六边形。工程上常见的空间网格结构主要分为平面桁架系，三角锥体系和四角锥体系，多用于体育场馆和娱乐活动场所等公共建筑。各种网格结构的由于节点处杆件较多，结构复杂，耗费材料巨大，制造和安装成本居高不下。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种两向正六边形网格结构及其构建方法。

本发明提供了一种两向正六边形网格结构，该两向正六边形网格结构是一种空间网格结构，包括多个弦杆、腹杆和节点，弦杆和腹杆交于节点，所述弦杆与所述腹杆的长度相同，所述弦杆、腹杆和节点组成正六边形，所述弦杆、腹杆和节点组成的若干个正六边形紧密排列形成一个蜂窝状的平面层，在空间网格结构的两个互相垂直的方向上，分别有若干个等间距平行的平面层，平面层间距为弦杆长度的倍。

作为本发明的进一步改进，三根所述弦杆和两根所述腹杆交于一个节点，形成一个五爪节点单元，三根所述弦杆分别为第一弦杆、第二弦杆和第三弦杆，两根所述腹杆分别为第一腹杆和第二腹杆，所述第一弦杆、第二弦杆、第三弦杆在同一平面内并且夹角互为120度，所述第一弦杆、第一腹杆、第二腹杆在同一平面内并且夹角互为120度。所述第一弦杆、第二弦杆、第三弦杆所在的平面和所述第一弦杆、第一腹杆、第二腹杆所在的平面互相垂直。

作为本发明的进一步改进，如果网格结构在一个方向只有两层完整的正六边形平面层，与该方向垂直的方向上无法形成完整的正六边形平面，沿着两层完整的正六边形平面层中的其中一层进行镜像整体结构，获得两向正六边形网格结构。

作为本发明的进一步改进，所述节点为球节点。

本发明还提供了一种两向正六边形网格结构的构建方法，包括以下步骤：

a、节点组装：

取腹杆和弦杆长度为相邻两个节点之间最短距离的一半，对弦杆、腹杆涂刷不同的颜色，组装若干个五爪节点单元；

b、平面层组装：

弦杆和腹杆按相同颜色进行配对并组装成主体模块和扩展模块，将主体模块和扩展模块组合，在横向和纵向扩展成由弦杆、腹杆和节点组成的正六边形紧密排列形成的平面层；

c 空间网格体组装：两个平行的平面层之间通过腹杆在垂直方向一一配对，若干个平行的平面层依次配对，形成整体的两向正六边形网格结构。

作为本发明的进一步改进，腹杆和腹杆、弦杆和弦杆之间为法兰连接。

作为本发明的进一步改进，所构建的两向正六边形网格结构部分或者全部浇注水泥。

本发明的有益效果是：

1、该两向正六边形网格结构的双向六边形提高了整体刚度和稳定性；