CN109236025A - 一种组合式钢索网系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式钢索网系统，包括包裹在膜建筑外表面的钢索网，钢索网由若干片钢索网片组合而成，每个钢索网片均由钢丝绳呈剪式交叉而成，且钢丝绳交叉位置处设节点锁扣结构，相邻片钢索网片间多条钢丝绳的相互联接处设万向联接结构；节点锁扣结构包括上压板、下压板和紧固件；万向联接结构包括O型环以及连接于对应钢丝绳端部的套环，O型环设于多条钢丝绳相互联接的交汇中心处，每个钢丝绳上的套环均通过卸扣连接在O型环上。本发明实现了钢索网系统在膜建筑外表面的快捷安装，避免设计与实际安装偏差对钢索网系统安装及使用的影响，其使用简单便捷、通用性强。

Description

一种组合式钢索网系统

技术领域

本发明涉及气承式膜建筑领域，具体为一种对气承式膜建筑起加固作用的钢索网系统。

背景技术

气承式膜结构是通过压力控制系统向建筑物内充气，使室内外保持一定的压力差，使覆盖膜体受到上浮力，并产生一定的预张应力，以保证体系的刚度。内部无需任何框架或梁柱支撑；气膜靠内外气压差来支撑整个建筑。由于材料的柔性和结构固有的有效性和弧形的体形，没有受弯、受扭和受压的构件。与传统结构建筑相比：a.气承式膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度建筑上实现所遇到的困难，传统机构随着跨度的增加，单位面积建造成本会呈几何倍数增加；气膜建筑恰好相反，随着跨度的增大单位面积建造费用呈下降趋势；b.工期短，气承式膜结构建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短；c.经济性较好，由于膜材特有的透光性，白天可减少照明强度和时间，能很好的节约能源；由于气承式膜结构的独特魅力，其应用领域越来越广泛，目前主要应用于体育设施、文化设施、娱乐设施、仓储及环保行业等领域。

为了更好的抵御恶劣天气、提高膜建筑的稳定性和寿命，需要在膜建筑外表面包裹一层钢索网系统，通过钢索网系统可以有效的把膜建筑承受的载荷传递的地基预埋的地脚螺栓上，从而更好的保护气膜。

现有钢索网系统存在以下问题：1、钢索网由钢丝绳呈剪式交叉组合而成，为了约束钢丝绳的相互位置，通常需要在钢丝绳交叉位置固定节点锁扣；在实际施工过程中，设计与现场安装位置出现偏差不可避免，导致钢丝绳相互交叉位置角度并不是固定不变的，影响节点锁扣的安装以及节点锁扣的使用寿命。2、由于气膜结构外表面为近弧形，在使用钢丝绳进行编织钢索网时，多于2条钢丝绳的相互联接实现较为困难。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提供一种组合式钢索网系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种组合式钢索网系统，包括包裹在膜建筑外表面的钢索网，所述钢索网由若干片钢索网片组合而成，每个钢索网片均由钢丝绳呈剪式交叉而成，且钢丝绳交叉位置处设节点锁扣结构，相邻片钢索网片间多条钢丝绳的相互联接处设万向联接结构；

节点锁扣结构包括上压板、下压板和紧固件，上压板和下压板上分别沿其直径方向开有用于卡固钢丝绳的通长凹槽，上压板与下压板在设通长凹槽的一侧面相对对接，且两者的通长凹槽呈交叉布置；

上压板在其圆周方向上布设有若干个弧形长条孔，下压板上与上压板上弧形长条孔对应处设有螺纹孔；紧固件穿过对应的弧形长条孔和螺纹孔，实现对下压板和上压板的紧固连接；

万向联接结构包括O型环以及连接于对应钢丝绳端部的套环，O型环设于多条钢丝绳相互联接的交汇中心处，每个钢丝绳的套环均通过卸扣连接在O型环上。

所述钢索网的底侧边通过锚固装置与地基锚固连接。

所述上压板由工程塑料制作而成，整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，上压板上通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径；

所述下压板由工程塑料制作而成，整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，下压板上通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径。

所述上压板在圆周方向上并关于通长凹槽对称处开有四个弧形长条孔，下压板上的螺纹孔也对应设有四个。

所述紧固件包括穿过对应弧形长条孔和螺纹孔设置的螺栓，螺栓与对应的上压板之间配设弹簧垫圈及平垫圈；

所述螺栓的长度保证在钢丝绳处于压紧状态时，螺栓杆部端头平面距下压板下表面距离为1~3mm。

所述钢索网的外表面固设骨架钢缆。

所述骨架钢缆与气膜建筑呈水平或垂直布置，覆盖在钢索网上。

所述卸扣为D型卸扣结构，D型卸扣结构包括U型件及连接销轴，U型件的两端部设有相对照的通孔，其中一通孔为光孔，另一通孔为螺纹孔；连接销轴上设螺纹段，连接销轴依次穿过光孔和螺纹孔，且连接销轴上螺纹段与对应螺纹孔螺纹连接。

所述连接销轴的一端凸出通孔设置，且该凸出部上设有操作部；D型卸扣上连接销轴凸出部均在同一侧，且背离膜建筑设置。

所述套环通过索套固定连接在钢丝绳端部。

本发明的有益效果是：

本发明的钢索网由若干片钢索网片组合而成，每个钢索网片均由钢丝绳呈剪式交叉而成，且钢丝绳交叉位置处设节点锁扣结构，相邻片钢索网片间多条钢丝绳的相互联接处设万向联接结构，实现了钢索网系统在膜建筑外表面的快捷安装，避免设计与实际安装偏差对钢索网系统安装及使用的影响，其使用简单便捷、通用性强。

其中，节点锁扣结构设置在钢丝绳交叉位置处，节点锁扣结构可实现钢丝绳交叉位置处的角度调节；由于按照设计要求，钢丝绳应呈预定角度布置交叉；若实际使用与设计无偏差，则在紧固件安装后即满足节点固定的要求；如果在钢丝绳实际使用过程中，钢丝绳交叉角度与设计角度产生了偏差，在钢丝绳受到外力的情况下，因上压板处设有弧形长条孔，可以满足上压板围绕下压板在一定角度的转动，从而可使两条相互交叉的钢索绳产生转动，以保证钢丝绳在使用过程中仅仅存在拉力这种有利工况，能够杜绝钢丝绳产生剪力这种不利工况。该节点锁扣除在能够满足90°钢丝绳交叉情况外，还能够满足非90°钢丝绳的交叉问题。

其中，万向联接结构设置在多条（两条以上）钢丝绳交汇联接处，万向联接结构可满足任意角度钢丝绳的联接问题，可以避免设计与实际安装造成的偏差从而对节点产生扭转力的问题，减少不同联接件施工现场识别难度。

本发明中节点锁扣结构的上压板及下压板由工程塑料制作而成，在满足高强度和低成本的前提下，还可以减轻气膜建筑的负荷；上压板及下压板整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，避免在实际使用过程中磨损膜材；上压板及上压板上沿直径方向均开有通长凹槽，用来卡固钢丝绳，通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径，使钢索绳和压板接触位置产生轻微相互变形，产生夹紧的预应力。

本发明中D型卸扣结构上连接销轴凸出部均在同一侧，且背离膜建筑设置，尽可能减少磨损膜材的风险；套环通过索套固定连接在钢丝绳端部，实现工厂预制化生产，减少现场安装量。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明中节点锁扣结构的示意图；

图3是图2的截面示意图；

图4是图3中上压板的仰视图；

图5是图4的主视图；

图6是图3中下压板的俯视图；

图7是图6的主视图；

图8是本发明中万向联接结构的示意图；

图9是图8中D型卸扣的主视图；

图10是本发明中锚固装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1至图10所示，本发明的一种组合式钢索网系统，包括包裹在膜建筑外表面的钢索网，钢索网的底侧边通过锚固装置4与地基锚固连接。钢索网由若干片钢索网片a、b、c、d、e、f所示组合而成，钢索网片由包塑的钢丝绳1通过节点锁扣结构2呈剪式交叉编织组成，相邻片钢索网片间多条钢丝绳1的相互联接处设万向联接结构。钢索网片在工厂预制化，减少施工现场工作量，提高安装效率。

若干片钢索网片组合在一起覆盖在气膜上表面，把气膜完全包裹起来，从而使气膜受到的载荷传递到钢索网片上，起到保护气膜的作用；由于气承式膜结构膜材承受载荷最大处为截面90°弧顶处，为了进一步提高气膜建筑的可靠性及安全性；在钢索网片的外面固定骨架钢缆5，起到分担钢索网片负载的作用；骨架钢缆5和气膜建筑呈水平或垂直布置，覆盖在钢索网片上。

另外，根据实际施工需要，骨架钢缆和钢索网片可自由组合，比如在跨度较小（40m以下）或无极端风灾害的地区（风力常年处于8级以下），可以考虑单独使用骨架钢缆系统。

如图2至图7所示，节点锁扣结构2根据需要设于两条钢丝绳的交叉位置处，节点锁扣结构2包括上压板6、下压板7和紧固件8。为便于说明具体实施方式，特约定在实际使用过程中紧贴气膜表面的压板为下压板，下压板接触气膜且无凹槽的表面为下表面，上压板无凹槽的面为上表面。上压板6的下表面及下压板7的上表面上分别沿其直径方向开有用于卡固钢丝绳1的通长凹槽21，上压板6的下表面和下压板7的上表面相对对接，且两者的通长凹槽呈交叉布置。

上压板6在圆周方向上并关于通长凹槽对称处开有四个弧形长条孔61，下压板7上与上压板6上弧形长条孔61对应处设有四个螺纹孔62；紧固件8穿过对应的弧形长条孔和螺纹孔，实现对下压板7和上压板6的紧固连接。

本实施例中，上压板6由工程塑料制作而成，采用和膜材相似颜色，整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，避免在实际使用过程中磨损膜材；上压板6上通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径，使钢索绳和压板接触位置产生轻微相互变形，产生夹紧的预应力。

下压板7由工程塑料制作而成，采用和膜材相似颜色，整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，避免在实际使用过程中磨损膜材；下压板7上通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径使钢索绳和压板接触位置产生轻微相互变形，产生夹紧的预应力。

紧固件8包括穿过对应弧形长条孔和螺纹孔设置的六角螺栓，六角螺栓与对应的上压板之间配设弹簧垫圈及平垫圈；六角螺栓螺栓的长度要保证在钢丝绳处于压紧状态时，螺栓杆部端头平面距下压板下表面距离为1~3mm。

本实施例中节点锁扣结构2的安装方式如下：按照预定角度交叉布置钢丝绳，在钢丝绳交点处，下压板7放置在交点下方，并使下压板上通长凹槽卡附在钢丝绳上；上压板6安装在钢丝绳交点的上方，并使上压板上通长凹槽卡附在钢索绳上；

紧固件8按照对角安装顺序依次安装在上、下压板上；在弹簧垫圈和平垫圈的使用上，注意平垫圈接触上压板6上表面，弹簧垫圈处于平垫圈和六角螺栓之间；

在紧固件8全部安装完成后，利用扳手对紧固件进行紧固，使钢索绳和压板接触位置产生轻微相互变形，产生夹紧的预应力。

由于按照设计要求，钢丝绳应呈预定角度布置交叉；若实际使用与设计无偏差，则在紧固件安装后即满足节点固定的要求；如果在钢丝绳实际使用过程中，钢丝绳交叉角度与设计角度产生了偏差，在钢丝绳受到外力的情况下，因上压板处设有弧形长条孔，可以满足上压板6围绕下压板7在一定角度的转动，从而可使两条相互交叉的钢索绳产生转动，以保证钢丝绳在使用过程中仅仅存在拉力这种有利工况，能够杜绝钢丝绳产生剪力这种不利工况。该节点锁扣除在能够满足90°钢丝绳交叉情况外，还能够满足非90°钢丝绳的交叉问题。

本实施例通过节点锁扣结构2在对钢丝绳角度锁固后，限制了钢丝绳轴向的滑动；由于金属与塑料的相对摩擦系数较小，该节点锁扣结构并不能限制在外力的作用下，两根钢丝绳产生相互之间的转动；而上、下压板采用工程塑料制作而成，在满足高强度和低成本的前提下，还可以减轻气膜建筑的负荷。

本实施例中，节点锁扣结构中上、下压板采用工程塑料制作而成，但其并不局限于此，上、下压板可根据实际施工需要，选用金属或其他材质。

如图8至图9所示，万向联接结构包括O型环13以及连接于对应钢丝绳端部的套环15， O型环13设于多条钢丝绳相互联接的交汇中心处，每个钢丝绳上的套环15均通过D型卸扣14连接在O型环13上。

套环15通过索套16固定连接在钢丝绳端部，索套16及套环15在工厂内通过冲压设备固定在钢丝绳端头，实现工厂预制化，减少现场安装量；使用索套16固定钢丝绳端头，外观整洁且表面光滑，能避免钢丝绳端头对膜材的磨损。

套环15和锁套16用来把钢丝绳端头转换为环形；套环15作为圆环成型基准；索套16用来夹持钢丝绳端头，使钢丝绳之间产生摩擦力，从而固定钢丝绳端头；套环15和锁套16为标准件，能够节约施工成本同时减少了后期采购的难度。

D型卸扣14用来连接套环15和O型环13，D型卸扣14包括U型件141及连接销轴142，U型件141的两端部设有相对照的通孔，其中一通孔为光孔，另一通孔为螺纹孔；连接销轴142上设螺纹段，连接销轴142依次穿过光孔和螺纹孔，且连接销轴142上螺纹段与对应螺纹孔螺纹连接；连接销轴142的一端凸出通孔设置，且该凸出部上设有操作部。

本实施例D型卸扣上连接销轴凸出部均在同一侧，且背离膜建筑设置，尽可能减少磨损膜材的风险。

本实施例的万向联接结构通过上述部件的组合能够解决钢索网系统实际施工过程中所遇到的各种数量钢丝绳对接情况，在钢丝绳、D型卸扣、索套16、套环15及O型环的选用上，保证等强度设计，避免钢丝绳强度大而接头弱或钢丝绳强度低而接头强的不匹配情况。

该万向联接结构设置在多条（两条以上）钢丝绳交汇联接处，万向联接结构可满足任意角度钢丝绳的联接问题，可以避免设计与实际安装造成的偏差从而对节点产生扭转力的问题，减少不同联接件施工现场识别难度。

如图10所示，锚固装置由D型卸扣9、固定耳座10、压边角钢11及地脚螺栓12组成，钢索网通过D型卸扣9固定在固定耳座10上，而固定耳座10焊接在压边角钢11上，最终把气膜所承受的载荷传递到地脚螺栓12上。

本实施例的钢索网系统由钢索网和骨架钢缆组合而成，其通过在钢丝绳交叉位置处节点锁扣结构的设置，以及多条（两条以上）钢丝绳交汇联接处万向联接结构的设置，实现了钢索网系统在膜建筑外表面的快捷安装，避免设计与实际安装偏差对钢索网系统安装及使用的影响，其使用简单便捷、通用性强。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (10)

1.一种组合式钢索网系统，包括包裹在膜建筑外表面的钢索网，其特征在于：所述钢索网由若干片钢索网片组合而成，每个钢索网片均由钢丝绳呈剪式交叉而成，且钢丝绳交叉位置处设节点锁扣结构，相邻片钢索网片间多条钢丝绳的相互联接处设万向联接结构；

节点锁扣结构包括上压板、下压板和紧固件，上压板和下压板上分别沿其直径方向开有用于卡固钢丝绳的通长凹槽，上压板与下压板在设通长凹槽的一侧面相对对接，且两者的通长凹槽呈交叉布置；

上压板在其圆周方向上布设有若干个弧形长条孔，下压板上与上压板上弧形长条孔对应处设有螺纹孔；紧固件穿过对应的弧形长条孔和螺纹孔，实现对下压板和上压板的紧固连接；

万向联接结构包括O型环以及连接于对应钢丝绳端部的套环，O型环设于多条钢丝绳相互联接的交汇中心处，每个钢丝绳上的套环均通过卸扣连接在O型环上。

2.根据权利要求1所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述钢索网的底侧边通过锚固装置与地基锚固连接。

3.根据权利要求1所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述上压板由工程塑料制作而成，整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，上压板上通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径；

所述下压板由工程塑料制作而成，整体形状呈现圆形，且对锐边进行圆角，下压板上通长凹槽的直径略小于其所要安装的钢丝绳的直径。

4.根据权利要求3所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述上压板在圆周方向上并关于通长凹槽对称处开有四个弧形长条孔，下压板上的螺纹孔也对应设有四个。

5.根据权利要求4所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述紧固件包括穿过对应弧形长条孔和螺纹孔设置的螺栓，螺栓与对应的上压板之间配设弹簧垫圈及平垫圈；

所述螺栓的长度保证在钢丝绳处于压紧状态时，螺栓杆部端头平面距下压板下表面距离为1~3mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述钢索网的外表面固设骨架钢缆。

7.根据权利要求6所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述骨架钢缆与气膜建筑呈水平或垂直布置，覆盖在钢索网上。

8.根据权利要求1所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述卸扣为D型卸扣结构，D型卸扣结构包括U型件及连接销轴，U型件的两端部设有相对照的通孔，其中一通孔为光孔，另一通孔为螺纹孔；连接销轴上设螺纹段，连接销轴依次穿过光孔和螺纹孔，且连接销轴上螺纹段与对应螺纹孔螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述连接销轴的一端凸出通孔设置，且该凸出部上设有操作部；D型卸扣结构上连接销轴凸出部均在同一侧，且背离膜建筑设置。

10.根据权利要求1或8或9所述的组合式钢索网系统，其特征在于：所述套环通过索套固定连接在钢丝绳端部。