CN108487463A - 一种适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于张弦结构双索张拉的节点，包括耳板，耳板垂直连接在钢结构主梁上，其两侧面上分别固定安装有相对于耳板对称的用于连接拉索的锚固套筒；第一加筋板和第二加筋板用于连接锚固套筒和耳板；拉索、锚固套筒、第一加筋板、第二加筋板、锚具均对称设置于耳板两侧。本发明还公开上述节点的使用方法，包括；据设计的拉索确定节点的位置以及锚固套筒的角度；据拉索破断荷载以及锚具尺寸确定锚固套筒、耳板、加筋板的尺寸；据张拉空间及调节长度的需求对锚固套筒间距和节点与钢结构本身的空间位置调整；用有限元分析，确定节点尺寸。本发明提供的适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法，使双索受力均匀，能承受复杂受力情况，预应力损失小。

Description

一种适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法

技术领域

本发明涉及双索结构技术领域，特别是涉及一种适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，人们对于大跨度空间结构不断提出新的要求，这使得人们不得不创造出新的结构形式解决这种需要。具有造价低，受力合理、自重轻特点的空间结构随之产生。张弦梁结构最早是由日本大学M.Saitoh教授提出，是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构可充分发挥高强索的强抗拉性能，从而改善整体结构受力性能，使压弯构件和抗拉构件取长补短，协同工作，达到自平衡，充分发挥了每种结构材料的作用。

由此可见，张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。

随着拉索的广泛应用，建筑结构变的越来越复杂，跨度越来越大，受力形式越来越复杂，带来了双索结构的广泛应用。因此需要一种双索节点与之相配合使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，使双索受力均匀，并能承受复杂受力情况，受力载荷大，刚度大，变形小，预应力损失小。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种适用于张弦结构双索张拉的节点，包括耳板、拉索、锚固套筒、第一加筋板、第二加筋板和锚具；所述耳板垂直连接在钢结构主梁上，其两侧面上分别固定安装有相对于所述耳板对称的锚固套筒，所述锚固套筒用于连接拉索；所述第一加筋板和第二加筋板用于连接所述锚固套筒和所述耳板；所述拉索、锚固套筒、第一加筋板、第二加筋板、锚具均对称设置于所述耳板两侧。

可选的，所述锚固套筒为筒状结构，其轴线与所述拉索与所述锚固套筒接触处的轴线重合，并且其轴线与所述耳板平行。

可选的，所述第一加筋板垂直于所述耳板。

可选的，所述第二加筋板垂直于所述耳板，并且穿过所述锚固套筒的轴线或者平行于所述锚固套筒的轴线。

可选的，所述第一加筋板与所述第二加筋板垂直设置，并且所述第一加筋板和第二加筋板分别与所述耳板垂直设置。

可选的，所述第一加筋板穿过所述锚固套筒，并与所述锚固套筒轴线垂直，所述耳板上设置有若干个互相平行的所述第一加筋板。

可选的，所述锚具卡接于所述锚固套筒的其中一个端面，此锚具穿过其中一个拉索顶端，并与该拉索螺纹连接。

本发明还提供一种上述适用于双索张弦结构张拉的节点的使用方法，该方法包括如下步骤；

步骤一，根据设计要求的拉索线型确定节点的位置以及锚固套筒的角度；

步骤二，根据拉索破断荷载以及锚具尺寸初步确定锚固套筒、耳板、加筋板的尺寸；

步骤三，根据张拉空间及调节长度的需求对两个锚固套筒间距和节点与钢结构本身的空间位置进行调整；

步骤四，采用ANSYSY或Midas/Gen有限元分析，建立双索锚固节点计算模型，最终确定节点尺寸。

本发明提供的适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法，相对于现有技术取得了以下技术效果：

1)节点刚度大变形小，各个面与线均保持圆滑状态，有效的避免了应力集中问题。双索索力均匀，能够将索力偏差控制在3％以内。

2)节点构造简单受力明确，相比于传统的两个耳板节点的设计方法节点用钢量减少30％左右。

3)相比于传统的两个耳板节点形式，张拉工艺更为简便，减少了张拉工序的时间。

4)该节点张拉方法高空作业量小，相对于传统的张拉提升工艺高空业量减少60％以上，具有很高的经济效益。

5)该种节点设计既能实现双索同时张拉也能实现双索中单索的张拉微小调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明适用于张弦结构双索张拉的节点的结构示意图；

图2为本发明适用于张弦结构双索张拉的节点与钢结构主梁连接示意图；

其中，1为钢结构主梁、2为拉索、3为锚固套筒、4为耳板、5为第一加筋板、6为锚具、7为第二加筋板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种适用于张弦结构双索张拉的节点及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，使双索受力均匀，并能承受复杂受力情况，受力载荷大，刚度大，变形小，预应力损失小。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

本发明提供一种适用于张弦结构双索张拉的节点，如图1和图2所示，包括耳板4，耳板4两侧面上分别固定安装有相对于耳板4对称的第一加筋板5，耳板4的两侧面分别等间距的设置有三个结构相同的第一加筋板5。第一加筋板5上穿设有锚固套筒3，锚固套筒3用于连接拉索2；耳板4顶部连接有钢结构主梁1；第一加筋板5垂直固定于耳板4的侧面上。

耳板4的高度自耳板4首端向耳板4末端逐渐减小。耳板4为直角梯形结构，钢结构主梁1固定安装于耳板4的斜边上。锚固套筒3的外壁上设置有第二加筋板7，第一加筋板5上开设有与第二加筋板7相匹配的卡槽；第二加筋板7穿过卡槽与耳板4的侧面固定连接。第一加筋板5包括中心开孔的矩形部，锚固套筒3套设于矩形部的中心开孔处；矩形部的下端为延展部。延展部为直角梯形结构，延展部的长直角边与矩形部的底边连接。延展部与矩形部为一体成型结构。

本发明上述适用于双索张弦结构张拉的节点的使用方法，包括如下步骤；

步骤一，根据设计要求的拉索2线型确定节点的位置以及锚固套筒3的角度；

步骤二，根据拉索2破断荷载以及锚具尺寸初步确定锚固套筒3、耳板4、第一加筋板5的尺寸；

步骤三，根据张拉空间及调节长度的需求对两个锚固套筒3间距和节点与钢结构本身的空间位置进行调整；

步骤四，采用ANSYSY或Midas/Gen有限元分析，建立双索锚固节点计算模型，最终确定节点尺寸。

采用上述节点和施工方法取得了意想不到的技术效果；节点刚度大变形小，各个面与线均保持圆滑状态，有效的避免了应力集中问题。双索索力均匀，能够将索力偏差控制在3％以内。节点构造简单受力明确，相比于传统的两个耳板节点的设计方法节点用钢量减少30％左右。相比于传统的两个耳板节点形式，张拉工艺更为简便，减少了张拉工序的时间。该节点张拉方法高空作业量小，相对于传统的张拉提升工艺高空业量减少60％以上，具有很高的经济效益。该种节点设计既能实现双索同时张拉也能实现双索中单索的张拉微小调整。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：包括耳板、拉索、锚固套筒、第一加筋板、第二加筋板和锚具；所述耳板垂直连接在钢结构主梁上，其两侧面上分别固定安装有相对于所述耳板对称的锚固套筒，所述锚固套筒用于连接拉索；所述第一加筋板和第二加筋板用于连接所述锚固套筒和所述耳板；所述拉索、锚固套筒、第一加筋板、第二加筋板、锚具均对称设置于所述耳板两侧。

2.根据权利要求1所述的适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：所述锚固套筒为筒状结构，其轴线与所述拉索与所述锚固套筒接触处的轴线重合，并且其轴线与所述耳板平行。

3.根据权利要求2所述的适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：所述第一加筋板垂直于所述耳板。

4.根据权利要求3所述的适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：所述第二加筋板垂直于所述耳板，并且穿过所述锚固套筒的轴线或者平行于所述锚固套筒的轴线。

5.根据权利要求4所述的适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：所述第一加筋板与所述第二加筋板垂直设置，并且所述第一加筋板和第二加筋板分别与所述耳板垂直设置。

6.根据权利要求5所述的适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：所述第一加筋板穿过所述锚固套筒，并与所述锚固套筒轴线垂直，所述耳板上设置有若干个互相平行的所述第一加筋板。

7.根据权利要求6所述的适用于张弦结构双索张拉的节点，其特征在于：所述锚具卡接于所述锚固套筒的其中一个端面，此锚具穿过其中一个拉索顶端，并与该拉索螺纹连接。

8.一种适用于双索张弦结构张拉的节点的使用方法，其特征在于：包括如下步骤；

步骤一，根据设计要求的拉索线型确定节点的位置以及锚固套筒的角度；

步骤二，根据拉索破断荷载以及锚具尺寸初步确定锚固套筒、耳板、加筋板的尺寸；

步骤三，根据张拉空间及调节长度的需求对两个锚固套筒间距和节点与钢结构本身的空间位置进行调整；

步骤四，采用有限元分析，建立双索锚固节点计算模型，最终确定节点尺寸。