[实用新型]一种外伸型双层空间悬挑结构体系

说明书

一种外伸型双层空间悬挑结构体系，包括格构柱、空间悬挑结构、环梁和屋盖，所述格构柱为截面菱形的格构柱，格构柱上端为仿蜻蜓翅膀的仿生双层空间悬挑结构，所述的环梁包括悬挑上环梁、悬挑下环梁和屋盖环梁，分别作为双层空间悬挑结构上层内边缘、双层空间悬挑结构下层内边缘及屋盖外边缘，双层空间悬挑结构与格构柱环向分布，屋盖设置于双层空间悬挑结构的内侧，格构柱通过环梁为双层空间悬挑结构和屋盖提供支撑。本实用新型跨度大、结构安全性和稳定性高、耗材少、自重轻，实现了悬挑结构造型的突破。

技术领域

本实用新型属于建筑结构技术领域，具体涉及一种包括仿生结构的外伸型双层空间智能悬挑结构体系。

背景技术

悬挑结构在建筑中的应用非常广泛，常见的有挑檐、阳台、体育场看台顶棚、车站站台顶棚以及剧院的挑台等。随着技术的日新月异，在当代建筑中，悬挑的尺度越来越大，应用的方式越来越多，在建筑表现力的创造上也发挥着越来越重要的作用。

由于大空间结构设计问题的复杂性，在实际应用中往往因为荷载传递及结构受力的不合理，导致建筑结构稳定性及整体强度有所折减。内聚形的悬挑结构具有较高的结构稳定性，但其外形常规,结构单一，难以满足人们对结构艺术化的审美。在悬挑结构中，单层悬挑结构质轻且便于施工，但稳定性较差，杆件材料强度得不到充分发挥，而使用双层悬挑结构又会使建筑用材成倍增加，不仅造成浪费更增加了结构自重，因此悬挑结构形态构造单一，在造型和受力上未有所突破。

传统的悬挑结构，由于承受非常大的竖向力作用，使得在悬挑根部会产生很大的弯矩，其跨度因此受到限制，否则难以满足刚度和稳定性的要求。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对现有技术的缺陷提供一种大跨度、受力合理、外形独特的包括仿生结构的外伸型双层空间智能悬挑结构。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：一种外伸型双层空间悬挑结构体系，包括格构柱、空间悬挑结构、环梁和屋盖，所述格构柱为截面菱形的格构柱，其相对的两个棱边向上平缓延伸并向外伸展为上下双层空间悬挑结构的主脉，主脉、与主脉端部连接的边缘钢管及主脉和边缘钢管之间的连接结构形成仿蜻蜓翅膀的仿生空间悬挑结构，上下双层空间悬挑结构向外厚度渐薄，通过自重及荷载产生的拉力达到平衡，形成悬挑；所述的环梁包括悬挑上环梁、悬挑下环梁和屋盖环梁，分别作为双层空间悬挑结构上层内边缘、双层空间悬挑结构下层内边缘及屋盖外边缘，双层空间悬挑结构与格构柱环向分布，屋盖设置于双层空间悬挑结构的内侧，格构柱通过环梁为双层空间悬挑结构和屋盖提供支撑。

进一步地，所述的格构柱和双层空间悬挑结构的数量均为8个。

进一步地，所述的格构柱的横截面为相邻角角度分别为60°和120°的菱形，且格构柱内设置腹杆，缀材组成平面三角形。

进一步地，所述格构柱的两个钝角顶点上端与屋盖环梁连接，内侧锐角顶点上端与悬挑上环梁连接，外侧锐角顶点上端与悬挑下环梁连接。

进一步地，所述的双层空间悬挑结构包括空间双层结构和平衡块，空间双层结构是以钢管为基本杆系单元组成的上层空间结构和下层空间结构，上层空间结构和下层空间结构均为仿蜻蜓翅膀的仿生空间结构，空间双层结构翅尖部位装配有平衡块。

进一步地，所述的空间双层结构均以一根从格构柱锐角顶点上端向外延伸出的粗钢管作为主脉，主脉两边对称分布四对由钢管组成的三角形副脉，且从靠近根部的副脉起，其宽度及与主脉的间夹角逐渐减小，主脉与副脉间其余部分由六边形网格构成从脉，最外侧由一根边缘钢管将外侧六边形网格与副脉尖端平缓连接，形成一层宽度从根部逐渐减小的悬挑，上层空间结构和下层空间结构最前端相接，主脉和副脉形成连接结构，上层空间结构和下层空间结构的主脉间通过受拉杆和受压杆相连形成三角形单元构成平面桁架结构。