CN103993667A - 一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点 - Google Patents

Abstract

本发明是一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，在索连接件的顶部设有竖向设置的撑杆连接件，所述的索连接件包括上部连接件和下部连接件，上部连接件和下部连接件之间至少安装有1个中部连接件，所述的撑杆连接件包括固定在上部连接件顶部的优弧状卡块，优弧状卡块上卡装有前后摆动的旋转筒，优弧状卡块的中心线与上部连接件的上弧槽中心线垂直设置，旋转筒内的下部设有与优弧状卡块配合的卡槽。本发明将索孔的相对位置由在同一条水平线上改为处于同一条竖直线上，形式简单美观，传力路径清晰，全为螺栓机械连接，避免了高空焊接带来的不确定性以及过大的残余应力，而且易于制作与快速安装，亦可方便的进行装索。

Description

一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点

技术领域

 本发明涉及一种建筑构件，特别是一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点。

背景技术

张弦桁架结构是我国大跨度建筑结构中新兴的一种结构形式，是近十余年发展起来的一种大跨度预应力空间结构体系，这种结构由三类基本构件组成，即可以承受压力的上弦刚性构件、下弦的高强度拉索以及连接两者的撑杆。张弦桁架结构由其特殊的组成构件，可以将其主要连接节点分为：支座节点、撑杆与下弦拉索节点以及撑杆与上弦构件节点。对于只存在竖向撑杆的张弦桁架结构，其下弦拉索和撑杆之间必须固定，因此其节点构造应保证将索夹紧，不能滑动。

目前大多数工程是采用由两个实心半球组成的索球节点来扣紧下弦拉索，而这种索球节点主要有两种形式：一种为节点的各部件之间焊接连接，另一种为各部件之间用螺栓机械连接。从钢结构的角度上讲，焊接带来了过大的残余应力，将引起索中预应力的传递损失，而螺栓连接则不会有这种问题。从换索的角度上讲，焊接后的节点将无法再进行索的更换，必需时只能对节点破坏，换索后再一次进行焊接，而螺栓连接的节点则可以很方便进行拆卸，换索后可以再进行组装。鉴于螺栓连接的诸多优点，目前工程中得此类节点大多采用螺栓连接。在通常的双索张弦桁架中，两根索是水平平行布置的，如图1所示，如果有一根发生破坏，另一根索要继续维持整个结构的平衡，则必须在平面外转动一个角度，使索的重心与上部桁架的重心在同一竖直面内，因此会带来不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，易于制作、快速安装、全机械连接的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特点是：包括索连接件，在索连接件的顶部设有竖向设置的撑杆连接件，所述的索连接件包括上部连接件和下部连接件，上部连接件和下部连接件之间至少安装有1个中部连接件，在中部连接件的顶部设有向下凹的上圆弧槽，中部连接件的底部设有向上凹的下圆弧槽，在上部连接件上设有向上凸出与上圆弧槽配合对接构成上索孔的上弧槽，在下部连接件上设有向下凸出与下圆弧槽配合对接构成下索孔的下弧槽；所述的上索孔与下索孔的中心线处于同一竖直面上；中部连接件与上部连接件之间、中部连接件与下部连接件之间均通过螺栓固定；所述的撑杆连接件包括固定在上部连接件顶部的优弧状卡块，优弧状卡块上卡装有前后摆动的旋转筒，优弧状卡块的中心线与上部连接件的上弧槽中心线垂直设置，旋转筒内的下部设有与优弧状卡块配合的卡槽。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特点是：所述的优弧状卡块的底部设有与上部连接件的上表面配合的贴合面。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特点是：在上部连接件和下部连接件之间设有固定相连的上下2个中部连接件，所述2个中部连接件的下圆弧槽和上圆弧槽对接构成中索孔。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特点是：旋转筒的侧壁上设有安装优弧状卡块的开口，开口处设有压盖。

由于竖向节点的各部分构件为基本几何体相交而成，因此在工厂里可以很方便的进行制作。在安装时各部分之间为机械的螺栓连接，这样提高了安装速度并且避免了焊接所产生的残余应力，同时大大减小了高空作业的工作量，能使建筑成本降低，整体工程的质量大幅度提高。本发明根据不同的撑杆截面，不同的拉索截面，确定不同的竖向节点的形状以及尺寸，进而确定此适用于张弦桁架的撑杆与双索连接的竖向节点。

与现有技术相比，本发明提供的竖向布置的节点，是将索孔的相对位置由在同一条水平线上改为处于同一条竖直线上，形式简单美观，传力路径清晰，全为螺栓机械连接，避免了高空焊接带来的不确定性以及过大的残余应力，而且易于制作与快速安装，亦可方便的进行装索。同时，如果在使用过程中一根单索断裂，另一根索的重心与上部桁架的重心仍在同一竖直平面内，不会出现平面外转动的不利影响。另外各个索夹可以向下无限延伸，这样可以制成竖向布置的多索节点。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明的一种结构示意图；

图3为本发明的另一种结构示意图；

图4为优弧状卡块的安装结构示意图；

图5为撑杆连接件的结构示意图。

具体实施方式

参考附图2，一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，包括索连接件，在索连接件的顶部设有竖向设置的撑杆连接件，所述的索连接件包括上部连接件4和下部连接件6，上部连接件4和下部连接件6之间至少安装有1个中部连接件5。在中部连接件5的顶部设有向下凹的上圆弧槽9，中部连接件5的底部设有向上凹的下圆弧槽10，在上部连接件4上设有向上凸出与上圆弧槽9配合对接构成上索孔的上弧槽8，在下部连接件6上设有向下凸出与下圆弧槽10配合对接构成下索孔的下弧槽11；上圆弧槽9、下圆弧槽10、上弧槽8和下弧槽11均为半圆形。所述的上索孔与下索孔的中心线处于同一竖直面上。当在上部连接件4和下部连接件6之间设有固定相连的上下2个中部连接件5时，所述2个中部连接件5的下圆弧槽10和上圆弧槽9对接构成中索孔，如附图3所示。通过增加中部连接件5，即可得到竖向布置的多索节点。

中部连接件5与上部连接件4之间、中部连接件5与下部连接件6之间均通过螺栓固定。考虑到竖向节点整体的美观效果，螺栓采用内六角螺栓，这样可以隐藏螺帽和螺母，使竖向节点简洁明了。在上部连接件4、中部连接件5和下部连接件6上开的内六角螺栓孔7，螺栓孔7的布置位置尽量保持对称。安装时现将上部连接件4固定，将索卡入到上部连接件4的上弧槽8半圆孔中，然后将上、中部连接件4、5用内六角螺栓连接，同样的方法将另一根拉索定位，待下部连接件6通过内六角螺栓与中部连接件5连接，这样通过上、中、下部连接件4、5、6上开的上圆弧槽9、下圆弧槽10、上弧槽8和下弧槽11便实现了索的固定，此时整个节点的安装便已经完成。

所述的撑杆连接件包括固定在上部连接件4顶部的优弧状卡块1，优弧状卡块1的截面为大于半圆的圆弧形，优弧状卡块1的底部设有与上部连接件4的上表面配合的贴合面，优弧状卡块1上卡装有前后摆动的旋转筒2，优弧状卡块1的中心线与上部连接件4的上弧槽8中心线垂直设置，旋转筒2为圆柱形，其上端设有供撑杆插入的插孔，旋转筒2内的下部设有与优弧状卡块1配合的卡槽12。旋转筒2的侧壁上设有安装优弧状卡块1的开口，开口处设有压盖3，如图5所示。

使用时，撑杆是插入旋转筒2中的，撑杆沿索张拉方向的自由转动主要是通过图4所示的优弧状卡块1及旋转筒2来实现的。在制作时，优弧状卡块1是由一个圆柱体沿上部连接件4的上表面的弧度进行切割而成的。优弧状卡块1在切割后的截面应大于半个圆，这样在施加预应力之后以及正常工作状态时，由于撑杆受压，此时便不存在于脱落问题。旋转筒2中卡槽12与优弧状卡块1之间的间隙为1-2mm，以使优弧状卡块1有足够的空间卡到旋转筒2中，并且可以在卡槽12中自由转动，同时保证了自重作用下两者不会脱离。这样竖向节点便通过优弧状卡块1在旋转筒2凹槽中得转动来实现了沿索张拉方向的自由转动。

根据撑杆的截面确定旋转筒2的尺寸，同时根据双索的截面来确定上圆弧槽9、下圆弧槽10、上弧槽8和下弧槽11开孔的大小，要考虑索的外包装直径而并不是裸索的直径，各构件之间用内六角螺栓连接，内六角螺栓的尺寸取国家标准。

安装时，首先将优弧状卡块1与上部连接件4用内六角螺栓相连，连接时螺栓从上部连接件4的下面穿过预先开的螺栓孔拧入到优弧状卡块1中，将两者固定起来。

然后将优弧状卡块1从旋转筒2侧面开口卡入到卡槽12中，使两者在自重条件下不会脱离，同时满足优弧状卡块1在旋转筒2中的自由转动。

之后将压盖3与旋转筒2用内六角螺栓连接，连接时螺栓从压盖3的侧面通过预先开的螺栓孔拧入到旋转筒2中。将旋转筒2与撑杆最下端焊接，此时竖向节点的上部连接件4与张弦桁架结构的连接完成。然后再将拉索固定在索连接件中。

进行换索时，按与以上相反的顺序将下部连接件6、中部连接件5卸下，换索完毕后按以上的顺序再将中部连接件5、下部连接件6进行安装即可。

竖向节点的各构件中心线要严格定位，以避免制造误差。

应严格按照安装流程进行安装，以避免出现无法安装或者偏差过大的现象。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特征在于：包括索连接件，在索连接件的顶部设有竖向设置的撑杆连接件，所述的索连接件包括上部连接件和下部连接件，上部连接件和下部连接件之间至少安装有1个中部连接件，在中部连接件的顶部设有向下凹的上圆弧槽，中部连接件的底部设有向上凹的下圆弧槽，在上部连接件上设有向上凸出与上圆弧槽配合对接构成上索孔的上弧槽，在下部连接件上设有向下凸出与下圆弧槽配合对接构成下索孔的下弧槽；所述的上索孔与下索孔的中心线处于同一竖直面上；中部连接件与上部连接件之间、中部连接件与下部连接件之间均通过螺栓固定；所述的撑杆连接件包括固定在上部连接件顶部的优弧状卡块，优弧状卡块上卡装有前后摆动的旋转筒，优弧状卡块的中心线与上部连接件的上弧槽中心线垂直设置，旋转筒内的下部设有与优弧状卡块配合的卡槽。

2.根据权利要求1所述的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特征在于：所述的优弧状卡块的底部设有与上部连接件的上表面配合的贴合面。

3.根据权利要求1所述的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特征在于：在上部连接件和下部连接件之间设有固定相连的上下2个中部连接件，所述2个中部连接件的下圆弧槽和上圆弧槽对接构成中索孔。

4.根据权利要求1所述的适用于张弦桁架撑杆与多索相连的节点，其特征在于：旋转筒的侧壁上设有安装优弧状卡块的开口，开口处设有压盖。