装备储运用的大空间金属球冠形网壳的构建方法

摘要

本发明涉及一种适合于装备储运的大空间金属球冠形棚板网壳结构，属于土木工程力学和机械工程领域。这种金属球冠形棚板网壳结构是以32面体变体平面基元为基础，经过向球面拓扑映射变换得到空间球面节点位置。球冠形网壳棚板结构由主体节点座与基底节点座，活节连接杆件和泡沫金属薄型棚板构成，节点座与活节连接杆件采用螺纹联接，实现便捷精确安装。基梁底脚螺栓通过基底节点座的锚孔板将整体网壳结构紧固在基梁与地面基础上，提高了球冠形网壳承受各向外荷载的性能。本发明现场安装可从地面架设开始，顺次向上连接，也可利用液压顶升机支撑顶部网壳，自上而下顺次外扩安装，施工十分便捷，可作为大型工程施工与装备储运和应急抢险救灾中心使用。

主权项

装备储运用的大空间金属球冠形棚板网壳结构构建方法，其特征在于，所述构建方法的主体网壳是由32面体变体建立的平面基元，进行正六边形网格细分，并经网格节点向球面进行拓扑映射得到球形网壳，再根据给出的球冠球面直径和矢高比，采用平面环形切割法使球冠基底平面过球面上部五边形的下角点，调整邻近节点结构，使之落在基底平面圆内接多边形及其邻域，最终构建成所需的球冠型棚板网壳结构；该结构含有球冠网壳(1)，主体节点座和基底节点座(2)，活节连接杆件(3)，以及作为屋面的泡沫金属薄型棚板；所述主体节点座和基底节点座(2)中的每个节点座的三个接头与三根活节杆件相连，对于基底节点座，其中一个杆接头(4)指向上方；另外两个水平弦向接头(5)指向基底水平面弦线方向；指向上方的杆接头方向在子午面内单独向内倾斜或呈对称侧斜形式布置；主体节点座和基底节点座(2)上布置有吊装紧固螺孔(7)和棚板传力承台(8)；棚板紧固螺孔(9)位于棚板传力承台(8)上，用于紧固棚板和压胶防水；基底节点圆底座(10)位于基梁上，采用地脚螺栓通过地脚螺栓锚孔(6)将整体网壳结构紧固在基梁与地面基础上，使球冠形网壳结构实现总体稳定：该构建方法具体步骤为：2.1构建组合32面体变体，建立六边形平面基元，对于沿角展开和沿边展开两类平面基元，选定其适宜边长比M；2.2将六边形平面基元进行正六边形细分，自球心过诸细分节点向球面进行拓扑映射变换，并在球面上使节点彼此两两相连并与五边形角点对应相连，求出球面基元节点与角点坐标和相应边长；2.3选择过球形主体网壳上部五边形角点或次下角点，进行平面纬线环向切割，调整切面附近各节点位置和连接线方向，使节点落在相应圆内接多边形圆周上或其邻域，并使构建基底特殊多边形构型和主体六边形构型相适配。