CN102287009B - 一种节点装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种节点装置，包括多个耳板，所述耳板具有销孔，在所述销孔处设置有关节轴承。本发明提供的节点装置，索和杆分别通过与耳板的销孔处设置的关节轴承连接，既满足结构空间铰接要求又能够保证索、杆在平面内外发生转动，从而满足实际的设计和施工要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构节点，尤其涉及一种索穹顶结构的铸钢整体节点装置。
背景技术
随着空间结构的发展，结构的跨度愈来愈大，形式也相应增多。索穹顶（CableDome）结构是美国工程师Geiger发展和推广Fuller张拉整体思想后实现的一种新型预张力大跨结构，它体现了Fuller关于“压力的孤岛存在于拉力的海洋中”的思想，是一种结构效率极高的全张力体系。新型结构体系不断出现，使结构中构件与构件之间的连接方式日趋复杂，传统的焊接球节点、钢管相贯节点等节点形式已不能适应现代钢结构的发展。众所周知，节点构造的好坏对结构传力性能、制作安装、工程进度及工程造价都有相当大的影响。因此，寻找受力合理、施工简便、造价低的节点形式十分重要。随着铸造工艺的提高，铸钢节点以其合理性与实用性越来越收到关注。
铸钢节点在工厂内整体浇铸，相对于焊接球节点与钢管相贯节点，可免去相贯线切割及重叠焊缝焊接引起的应力集中，铸钢节点具有良好的适应性，节点设计自由度大。可根据建筑需要生产出具有复杂外形和内腔的节点。可按受力状况采用最合理的截面形状，从而改善节点的应力分布。然而，通过对实际工程的研究总结发现，大多数节点只能采用在平面内转动的节点形式，这种节点一般无法承受索穹顶结构在施工过程中可能存在的平面外转动易发生破坏，而且索穹顶结构作为一种空间铰接体系，实际的节点还应该满足空间的三向传力和变形要求。因此，有必要寻求一种能满足空间三向传力要求，又能满足结构施工要求的节点形式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节点装置，以解决节点只能在平面内转动的问题。
为解决上述问题，本发明提出了一种节点装置，包括多个耳板，所述耳板具有销孔，在所述销孔处设置有关节轴承。
优选地，所述节点装置还包括销轴，所述销轴穿过所述关节轴承。
优选地，所述节点装置包括上节点和下节点，所述上节点包括中心连接件，所述中心连接件辐射连接多个所述耳板，所述下节点包括索夹，所述索夹辐射连接一个或多个所述耳板。
优选地，所述中心连接件的形状为柱状体。
优选地，所述索夹包括上索夹和下索夹，所述上索夹和所述下索夹通过螺栓连接。
优选地，其特征在于，所述关节轴承为向心关节轴承。
优选地，其特征在于，所述关节轴承的转动角度的范围在0°～20°之间。
本发明提供的节点装置，索和杆（如索穹顶结构的脊索、环索、斜索以及压杆）分别通过与耳板的销孔处设置的关节轴承连接，既满足结构空间铰接要求又能够保证脊索、斜索以及压杆在平面内外发生转动，从而满足实际的设计和施工要求。
进一步地，所述上节点的中心连接件采用柱状体形，能够保证节点平面外的刚度。
进一步地，环索通过索夹圆滑过渡，保证索力平稳传递。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的销轴和关节轴承连接的结构示意图；
图2a为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中上节点的结构示意图；
图2b为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中装配完毕的上节点的结构示意图；
图2c为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中下节点的结构示意图；
图2d为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中装配完毕的下节点的结构示意图；
图3a为本发明实施例二提供的Levy型索穹顶结构中上节点的结构示意图；
图3b为本发明实施例二提供的Levy型索穹顶结构中装配完毕的上节点的结构示意图；
图3c为本发明实施例二提供的Levy型索穹顶结构中下节点的结构示意图；
图3d为本发明实施例二提供的Levy型索穹顶结构中装配完毕的下节点的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的节点装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，提供一种节点装置，索和压杆分别通过与耳板的销孔处设置的关节轴承连接，既满足结构空间铰接要求又能够保证脊索、斜索以及压杆在平面内外发生转动，从而满足实际的设计和施工要求。
由于索穹顶铸钢节点在建筑结构中具有一定的代表性，因此，以下实施例以索穹顶铸钢节点为例进行说明，而本领域的普通技术人员应该理解，本发明的节点装置不限于索穹顶铸钢节点，还可以应用于其他形式的建筑结构中。
实施例一
本发明提出了一种节点装置，包括多个耳板，所述耳板具有销孔，在所述销孔处设置有关节轴承。
图1为本发明实施例一提供的销轴和关节轴承连接的结构示意图；图2a为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中上节点的结构示意图；图2b为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中装配完毕的上节点的结构示意图。参照图1，图2a，图2b，索穹顶结构的铸钢节点装置还包括销轴11，所述销轴11穿过所述关节轴承12设置，索穹顶结构的上节点包括中心连接件21，所述中心连接件21辐射连接多个耳板22，中心连接件21的形状为柱状体，中心连接件采用柱状体形，能够保证节点平面外的刚度，当然，中心连接件21也可以是满足建筑要求的其他形状。耳板22焊接在中心连接件21上，本领域的普通技术人员应该理解，所述耳板22不仅仅局限于焊接的方式与中心连接件21连接，还可以是诸如铸钢整体节点等方式进行连接。在本实施例中，Geiger型索穹顶结构的上节点包括三个耳板22，具体地，在柱状体的侧面辐射连接有两个耳板22，其中一个耳板22上具有一个销孔，另一个耳板22上分布有两个销孔，柱状体的底部固定连接有一个耳板22，该耳板22上具有一个销孔，三个耳板22位于同一个平面内。
在Geiger型索穹顶结构中，给上节点装配锚具耳板23，将所述锚具耳板23固定在所述销轴11上，并位于耳板22的两侧，锚具耳板23远离销轴11的一端分别连接脊索24、斜索25以及压杆26，并且所述脊索24、斜索25以及压杆26在同一个平面内，在本实施例中，脊索24为两根，斜索25为一根，压杆26为一根。
图2c为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中下节点的结构示意图；图2d为本发明实施例一提供的Geiger型索穹顶结构中装配完毕的下节点的结构示意图。参照图2c、图2d，索穹顶结构的下节点包括索夹27，所述索夹27辐射连接一个或多个耳板22，所述索夹27包括上索夹271和下索夹272，所述上索夹271和所述下索夹272通过螺栓连接。本领域的普通技术人员应该理解，所述上索夹271和所述下索夹272不仅仅通过螺栓连接，还可以通过其他方式让连接。所述上索夹271和所述下索夹272形成环索孔28，环索通过环索孔28圆滑过渡，保证索力平稳传递。在Geiger型索穹顶结构中，索夹27连接一个耳板22，耳板22上分布有两个销孔，两个销孔处设置有关节轴承12，销轴11穿过关节轴承设置，在进行装配的过程中，将锚具耳板23固定在所述销轴11上，并位于耳板22的两侧，在本实施例中，两个销孔分别固定有一个锚具耳板23，其中一个锚具耳板23连接压杆26，另一个锚具耳板23连接斜索25。
实施例二
图3a为本发明实施例二提供的Levy型索穹顶结构中上节点的结构示意图；图3b为本发明实施例二提供的Levy型索穹顶结构中装配完毕的上节点的结构示意图。参照图3a，图3b，与实施例一不同的是，中心连接件21的侧面辐射连接有四个耳板22，装备完成后，Levy型索穹顶结构的上节点连接有四根脊索24，两根斜索25和一根压杆26。
Levy型索穹顶结构的下节点的索夹27辐射连接3个耳板22，装备完成后，一个耳板22连接压杆26，另外两个耳板22分别连接斜索25。
在上述实施例一以及实施例二中，所述关节轴承为向心关节轴承，本领域的普通技术人员应该理解，所述关节轴承不仅仅局限于向心关节轴承，还可以是诸如角接触关节轴承、推力关节轴承等。所述关节轴承的转动角度的范围在0°～20°之间，由于销轴11是穿过关节轴承12设置，而锚具耳板23固定在销轴11上，因此与锚具耳板23一端连接的脊索24、斜索25以及压杆26既满足了结构空间铰接要求又能够保证在平面内外发生转动，从而满足实际的施工要求。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种节点装置，所述节点装置是索穹顶铸钢节点，包括多个耳板，所述耳板具有销孔，其特征在于，在所述销孔处设置有关节轴承。
2.如权利要求1所述的节点装置，其特征在于，还包括销轴，所述销轴穿过所述关节轴承。
3.如权利要求1所述的节点装置，其特征在于，所述节点装置包括上节点和下节点，所述上节点包括中心连接件，所述中心连接件辐射连接多个所述耳板，所述下节点包括索夹，所述索夹辐射连接一个或多个所述耳板。
4.如权利要求3所述的节点装置，其特征在于，所述中心连接件的形状为柱状体。
5.如权利要求3所述的节点装置，其特征在于，所述索夹包括上索夹和下索夹，所述上索夹和所述下索夹通过螺栓连接。
6.如权利要求1至5中任一项的所述节点装置，其特征在于，所述关节轴承为向心关节轴承。
7.如权利要求1至5中任一项的所述节点装置，其特征在于，所述关节轴承的转动角度的范围在0°～20°之间。
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