[发明专利]一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系

说明书

一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系属于装配式大跨度空间钢结构领域，为了网壳体系整体稳定性的问题。它包括环梁、撑杆、环索、斜索、网格索和装配模块，装配模块包括模块主杆、加劲杆、外伸连接杆、模块节点和模块间连接节点。每个装配模块包括4根等长的模块主杆、4根等长的外伸连接杆和1根加劲杆。4根模块主杆首尾依次连接成小正方形，加劲杆沿小正方形2个对角布置，4根外伸连接杆沿模块主杆轴向分别与模块主杆连接，模块节点为刚接节点，模块间连接节点为装配式节点。装配时，将不同模块的外伸连接杆沿轴向通过模块间连接节点装配式连接。4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆拼接成1个大正方形，网格索沿大正方形2个对角布置。

技术领域

本发明涉及一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系，属于装配式大跨度空间钢结构领域。

背景技术

工业化装配式钢结构建筑可实现装配模块的工厂化加工和快速装配化施工，具有构件加工精度高，装配化施工速度快、建筑垃圾生成少等优点，是一种真正的全寿命过程绿色建筑形式。空间钢结构作为一种特殊的钢结构形式，因其造型美观而且能满足更大跨度的需求而越来越多的被应用到公共建筑中。但是，现有空间结构装配普遍采用的是杆件、节点的零散拼装，同一杆件两端与节点同时采用装配式连接，大大增加了装配式大跨度钢结构体系中装配式节点的数量。并且，诸多研究证实，装配式节点是一种介于刚接和铰接之间的半刚性节点，装配式节点的刚度对装配式体系的稳定承载力和刚度有着很大影响，因此，减少大跨度钢结构装配式体系中装配式节点的数量，是一种能够显著提高装配式体系整体稳定性的新方法。为解决上述技术难题，迫切需要研发一种能够实现模块化装配的钢结构体系，通过将装配式节点设置在杆件中部，装配模块在工厂加工完成，现场施工时只需完成模块间的拼装，既加快了施工现场的装配速度，同时降低了装配式体系中装配式节点的数量，提高了装配式大跨度钢结构体系的整体稳定性。

发明内容

本发明为了解决现有装配式空间钢结构领域普遍采用的杆件、节点的零散拼装问题，因其杆件两端均采用装配式节点，装配式体系中包含了大量装配式节点，大量的装配式半刚性节点，严重降低了装配式体系的稳定承载力和刚度，并且，施工现场的施工作业量大，与装配式钢结构快装配、绿色装配的理念相违背，因此提出了一种模块化装配索撑网格大跨度钢结构体系。该体系每个装配模块包括4根等长的模块主杆、4根等长的外伸连接杆和1根加劲杆。4根模块主杆首尾依次连接成小正方形，加劲杆沿小正方形2个对角布置，4根外伸连接杆沿模块主杆轴向分别与模块主杆连接，模块节点为刚接节点，模块间连接节点为装配式节点。现场装配时，将不同模块的外伸连接杆沿轴向通过模块间连接节点装配式连接。4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆可拼成1个大正方形，网格索沿大正方形2个对角布置。模块主杆间采用刚性连接，降低了装配式体系中半刚性节点的数量，提高了装配式体系的稳定承载力和刚度，减少了施工现场的作业量，缩短了施工工期。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：

它包括环梁、撑杆、环索、斜索、网格索和装配模块，其中装配模块包括模块主杆、加劲杆、外伸连接杆、模块节点和模块间连接节点。4根模块主杆首尾依次连接成小正方形，4根外伸连接杆沿模块主杆轴向分别与模块主杆连接，模块节点为刚接节点，模块间连接节点为装配式节点。现场装配时，将不同模块的外伸连接杆沿轴向通过模块间连接节点装配式连接。4个装配模块的模块主杆和外伸连接杆可拼接成1个大正方形。同一装配模块内，模块主杆的长度相同，外伸连接杆的长度亦相同。并且，外伸连接杆的长度是模块主杆长度的一半，外伸连接杆一端通过模块节点与模块主杆刚性连接，另一端通过模块间连接节点与另一模块的外伸连接杆装配式连接。为提高小正方形的稳定性，加劲杆在4根模块主杆首尾依次连接成的小正方形内通过模块节点沿对角布置，装配模块预先在工厂加工完成，现场只需通过模块间连接节点实现多个模块之间的拼接，为加强不同装配模块的模块主杆和外伸连接杆拼接成的大正方形的稳定性，每个大正方形内分别沿对角布置2根网格索。

本发明的有益效果是：

本发明节点中装配模块全部在标准化工厂完成，保证了节点加工质量。