本發明涉及一種建筑結構，尤其是涉及一種大跨度鋼-木-索混合結構體系。

背景技術：

木材因其溫暖和自然的特性給人以積極向上、幸福安寧的感覺，同時木材綠色環保、耐久性好，因此在大型的公共建筑(比如游泳館、體育館、展覽館)采用木結構較合適。木材的抗拉壓能力好，但是抗彎能力差，現代的公共建筑的跨度越來越大，同時由于木材的強度與鋼材相比較小，當結構跨度較大時，木構件的截面往往比較大。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種充分結合木材和鋼材特點的大跨度鋼-木-索混合結構體系。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種大跨度鋼-木-索混合結構體系，所述的體系頂部為筒殼結構，沿筒殼結構延伸方向的中間區域為木網殼，木網殼兩側連接鋼網殼，木網殼的彎矩小于鋼網殼的彎矩，木網殼底部布置交叉索網支撐結構。

所述的體系頂部為交叉菱形單層筒殼結構。

所述的交叉索網支撐結構通過撐桿與木網殼連接。

所述的撐桿下端為梭子端頭，所述的梭子端頭伸出4個耳板與交叉索網支撐結構的索頭節點連接。

所述的筒殼結構下方設有v型支撐柱。

所述的木網殼、鋼網殼與交叉索網支撐結構三者之間的連接處為一體化連接。

所述的木網殼、鋼網殼與交叉索網支撐結構三者之間的連接處，交叉索網支撐結構通過銷軸與鋼網殼外壁連接，鋼網殼末端插入木網殼末端。

所述的鋼網殼末端為鍍鋅鑄鋼。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)沿筒殼結構延伸方向的中間區域為木網殼，木網殼兩側連接鋼網殼，木網殼的彎矩小于鋼網殼的彎矩，木結構改善了結構的質感，符合現代化公共建筑的審美要求，又考慮了結構內力分布，在彎矩較大處采用鋼結構，保證了抗彎能力；木網殼底部布置交叉索網支撐結構，提高了整個結構的安全度，通過對拉索施加預應力，可以提高木結構的豎向剛度。

(2)體系頂部為交叉菱形單層筒殼結構，交叉菱形單層筒殼具有較好的縱向和橫向剛度，使結構成為空間作用結構體系，同時交叉菱形單層筒殼更能適應建筑的外表皮紋理和內部空間效果。

(3)交叉索網支撐結構通過撐桿與木網殼連接，減少對單層網殼節點剛度的依賴，提高了結構的在極限荷載作用下的內力重分布能力。

(4)撐桿下端為梭子端頭，減小構件截面，將構件做成藝術化構件，梭子端頭伸出4個耳板與交叉索網支撐結構的索頭節點連接，整個節點不但受力合理，而且輕巧美觀。

(5)木網殼、鋼網殼與交叉索網支撐結構三者之間的連接處為一體化連接，既滿足受力要求，又通過結構細部表現建筑之美。

(6)木網殼、鋼網殼與交叉索網支撐結構三者之間的連接處，交叉索網支撐結構通過銷軸與鋼網殼外壁連接，鋼網殼末端插入木網殼末端，節點既具有的剛度和承載力，又使木結構與鋼結構在外觀上形成一個完整整體。

(7)筒殼結構具有較大的推力，在底部設置v型柱，可以抵抗筒殼結構產生的推力。

(8)鋼網殼末端為鍍鋅鑄鋼，既保證了傳力的直接性，又具有室外潮濕環境下的防腐能力。

附圖說明

圖1為本實施例結構體系立體圖；

圖2為本實施例結構體系主視示意圖；

圖3為本實施例結構體系分解示意圖；

圖4為本實施例結構體系中，木網殼、鋼網殼與交叉索網支撐結構三者之間的連接處結構示意圖；

圖5為圖4的a-a剖視示意圖；

圖6為本實施例結構體系撐桿下端與與交叉索網支撐結構連接示意圖；

圖7為圖6的a-a剖視示意圖；

附圖標記：

1為木網殼；2為鋼網殼；3為交叉索網支撐結構；4為撐桿；5為耳板；6為v型支撐柱；7為混凝土框架；8為銷軸。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例

如圖1～7所示，一種大跨度鋼-木-索混合結構體系，體系頂部為交叉菱形單層筒殼結構，沿筒殼結構延伸方向的中間區域以受壓為主，根據結構內力分析，采用的結構為木網殼，木網殼1兩側連接鋼網殼2，木網殼1的彎矩小于鋼網殼2的彎矩。

由于現在的木構件連接采用金屬連接件連接，無法滿足《空間網格技術規程》規定的單層網殼必須采用剛接的要求，因此在木網殼1底部布置交叉索網支撐結構3，交叉索網支撐結構3通過撐桿4與木網殼1連接，通過對拉索施加預應力，可以提高木結構的豎向剛度，減少木網殼1水平推力和側向變形，木結構改善了結構的質感和美學表現力，同時索網結構改善了鋼-膠合木結構的受力性能，作為上部木網殼結構的第二道安全防線，防止由于節點強度不足造成結構的破壞。撐桿4下端為梭子端頭，梭子端頭伸出4個耳板5與交叉索網支撐結構3的索頭節點連接，耳板5通過銷軸與索頭節點連接。

木網殼1、鋼網殼2與交叉索網支撐結構3三者之間的連接處為通過鋼木結構連接節點、索夾節點和撐桿上下的銷軸節點連接成一個整體。

木網殼1、鋼網殼2與交叉索網支撐結構3三者之間的連接處，交叉索網支撐結構3通過銷軸8與鋼網殼2外壁連接，鋼網殼2末端為鍍鋅鑄鋼，插入木網殼1末端。

筒殼結構下方設有v型支撐柱6。上部鋼木結構通過抗震球型鋼支座與下方混凝土框架7連接，混凝土框架結構既承受上部結構傳來的荷載，并將荷載傳給下部基礎。v型柱設計既滿足結構的受力要求，同時結合了建筑造型和建筑藝術，將v型柱設計成藝術化的構件，通過結構之妙表現建筑之美。

本發明首次提出大跨度鋼-木-索混合結構，并將其應用到某體育訓練基地一期項目4號樓的游泳館。游泳館屋蓋投影為矩形，軸網正交布置，屋面為鋼木混合結構的筒殼結構，筒殼的矢高為6m，跨度45m，是矢跨比為1/9，接近合理拱軸線。結構的中央27m采用膠合木結構，兩邊的9m采用鋼結構。游泳館縱向長64，屋蓋筒殼兩端處的標高為7.5m，鋼木轉換節點的標高為11.5m，屋蓋最高處的標高為13.5m。木結構賦予建筑內部獨特的外觀，并給人以溫暖親切感，并減少了游泳館潮濕環境下的結露問題。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種大跨度鋼?木?索混合結構體系，其特征在于，所述的體系頂部為筒殼結構，沿筒殼結構延伸方向的中間區域為木網殼(1)，木網殼(1)兩側連接鋼網殼(2)，木網殼(1)的彎矩小于鋼網殼(2)的彎矩，木網殼(1)底部布置交叉索網支撐結構(3)。與現有技術相比，本發明符合現代化公共建筑的審美要求，又考慮了結構內力分布，在彎矩較大處采用鋼結構，保證了抗彎能力；木網殼底部布置交叉索網支撐結構，提高了整個結構的安全度，通過對拉索施加預應力，可以提高木結構的豎向剛度。

技術研發人員：丁潔民;張月強;張崢;黃卓駒
受保護的技術使用者：同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司
技術研發日：2017.05.22
技術公布日：2017.09.15