CN110295672A - 基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法，节点包括张弦桁架撑杆、上索夹、张弦受拉索、下索夹、多个索夹拉结螺栓和多个钢索夹块，张弦桁架撑杆固定在上索夹上，上索夹与下索夹结构相同，均包括索夹本体，在索夹本体的中部开有矩形通槽，上索夹和下索夹之间通过索夹拉结螺栓连接，上索夹与下索夹之间围成供张弦受拉索通过的空腔，在张弦受拉索与上、下索夹之间均设有一缓冲装置，缓冲装置包括底板和均匀固设在底板上的多组缓冲弹簧，每组缓冲弹簧均与一钢索夹块配合，底板固定在矩形通槽的槽底，钢索夹块在矩形通槽内沿槽深方向滑动设置。本发明减小由于限制张弦受拉索在索夹内转动而引起的节点撬力。

Description

基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程领域，尤其是涉及一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法。

背景技术

钢结构空间结构形式丰富多样，建筑外形美观，造型生动活泼，具有卓越的艺术表现力。根据结构受力特点可以选择最佳结构形式抵抗外荷载，结构受力合理、自量轻、用钢量小，符合可持续发展的要求，在建筑工程领域有广泛的应用。张弦桁架结构是空间结构一种重要的结构形式，通过刚性受压上弦与柔性受拉下弦共同作用抵抗外荷载，有效改善了构件的受力状态，充分利用材料的力学性能。张弦桁架通常采用弧形拉索通过竖向撑杆与上弦桁架连接，撑杆下索夹为适应预应力拉索的弧线形状，通常需要做成铰接或者索夹索孔机加工成一定倾斜角度，但当拉索在预应力作用下，刚度变化时，其索体的弧线线形也会适度变化，往往对刚度较大的索夹产生撬力，使得安装螺栓受拉破坏，因此，在张弦桁架撑杆与拉索连接位置的索夹，应允许拉索在上下索夹间发生一定量的相对转动，释放拉索弧线变化引起的撬力，避免因索夹内部加工确定的角度与拉索弧线角度不一致，受力过程中而导致拉索与索夹连接节点的失效。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法，改进现有张弦桁架结构的垂直撑杆与预应力拉索的连接节点，减小由于限制张弦受拉索在索夹内转动而引起的节点撬力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，包括张弦桁架撑杆、上索夹、张弦受拉索、下索夹、多个索夹拉结螺栓和多个钢索夹块，所述的张弦桁架撑杆固定在上索夹上，所述的上索夹与下索夹结构相同，均包括索夹本体，在索夹本体的中部开有矩形通槽，所述的上索夹和下索夹相对设置并通过索夹拉结螺栓连接，所述的上索夹与下索夹之间围成供张弦受拉索通过的空腔，在张弦受拉索与上、下索夹之间均设有一缓冲装置，所述的缓冲装置包括底板和均匀固设在底板上的多组缓冲弹簧，每组缓冲弹簧均与一钢索夹块配合，所述的底板固定在矩形通槽的槽底，所述的钢索夹块在矩形通槽内沿槽深方向滑动设置，所有的钢索夹块在弹簧力的作用下紧贴张弦受拉索的外表面。

进一步的，在所述索夹本体的矩形通槽的两个璧面上均匀开设多个供钢索夹块滑动的导槽，在所述索夹本体的矩形通槽的槽底上设有与底板配合的限位槽。

进一步的，每个所述钢索夹块的相对两侧面上均设有与导槽配合的凸台。

进一步的，在所述索夹本体的矩形通槽的槽底上平行设置两个限位槽，相应的，所述底板上加工有两个限位条，限位条与限位槽一一对应卡接连接。

进一步的，在每个钢索夹块的与张弦受拉索配合的面上均加工有容纳张弦受拉索的半圆槽，在每个钢索夹块的与缓冲弹簧配合的面上均加工有供缓冲弹簧嵌入的圆形凹槽。

进一步的，每个钢索夹块的半圆槽均做粗糙处理。

进一步的，所有导槽内均涂润滑油。

一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在工厂中加工出张弦桁架撑杆、索夹拉结螺栓、上索夹、张弦受拉索、下索夹、钢索夹块、缓冲弹簧和底板；

步骤二、连接缓冲弹簧与底板，在上索夹中安装已设置缓冲弹簧的底板，每组缓冲弹簧嵌入一钢索夹块中，连接张弦桁架撑杆与上索夹；

步骤三、张拉张弦受拉索，张拉过程中保证受拉索与步骤二中的所有钢索夹块紧贴；

步骤四、在下索夹中安装已设置缓冲弹簧的底板，每组缓冲弹簧嵌入一钢索夹块中，对齐上、下索夹；

步骤五、拉结螺栓的螺栓杆穿入上、下索夹中预留的螺栓孔，拧紧螺母，固定上、下索夹。

张弦结构的撑杆与下弦受拉索索夹节点主要节点形式为：撑杆与上索夹固定，索夹索孔机加工成一定倾斜角度，张弦受拉索夹持于上下索夹之间，通过螺栓拉紧上下索夹，实现撑杆与张弦受拉索的连接。但在结构实际服役过程中，受拉索在外荷载作用下弧线线形的变化，会使得与索夹内确定的加工角度不协调，限制拉索在索夹内产生相对转动，对索夹产生撬力，导致节点失效。相对于现有技术，本发明所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法具有以下优势：

本发明所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点及施工方法，

1、本发明所采用节点部件均可在工厂预制，节点部件损坏后也可以及时更换；

2、本发明使用缓冲弹簧，可有效缓解张弦受拉索对索夹节点的撬力作用；

3、本发明采用缓冲弹簧，可通过弹簧变形达到允许钢索在索夹内适当转动的效果，释放索夹撬力；同时弹簧提供的挤压力，也可以限制索夹与钢索之间的相对滑动，改善节点受力状态，提升节点性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为节点的结构分解示意图；

图2为下索夹的结构示意图；

图3为缓冲弹簧和底板的结构示意图；

图4为钢索夹块的其中一个角度的立体结构示意图；

图5为钢索夹块的另一个角度的立体结构示意图；

图6为索夹节点的施工方法中步骤三完成时的结构示意图；

图7为索夹节点的施工方法中步骤四完成时的结构示意图；

图8为索夹节点的施工方法中步骤五完成时的结构示意图。

附图标记说明：

1-张弦桁架撑杆，2-索夹拉结螺栓，3-上索夹，4-张弦受拉索，5-下索夹，51-下索夹本体，52-下矩形通槽，53-下导槽，54-下限位槽，6-钢索夹块，61-凸台，7-缓冲弹簧，8-底板，81-限位条。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图5所示，一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，包括张弦桁架撑杆1、上索夹3、张弦受拉索4、下索夹5、多个索夹拉结螺栓2和多个钢索夹块6，所述的张弦桁架撑杆1固定在上索夹3上，所述的上索夹3与下索夹5结构相同，均包括索夹本体，在索夹本体的中部开有矩形通槽，所述的上索夹3和下索夹5相对设置并通过索夹拉结螺栓2连接，所述的上索夹3与下索夹5之间围成供张弦受拉索4通过的空腔，在张弦受拉索4与上、下索夹之间均设有一缓冲装置，所述的缓冲装置包括底板8和均匀固设在底板8上的多组缓冲弹簧7，多组缓冲弹簧7并排设置，每组缓冲弹簧7均与一钢索夹块6配合，所述的底板8固定在矩形通槽的槽底，所述的钢索夹块6在矩形通槽内沿槽深方向滑动设置，所有的钢索夹块6在弹簧力的作用下紧贴张弦受拉索4的外表面。

每个所述钢索夹块6的相对两侧面上均设有与导槽配合的凸台61。

在所述索夹本体的矩形通槽的槽底上平行设置两个限位槽，相应的，所述底板8上加工有两个限位条81，限位条81与限位槽一一对应卡接连接。

由于上索夹3与下索夹5结构相同，以下索夹5为例，具体说明如下：下索夹5包括下索夹本体51，在下索夹本体51的中部开有下矩形通槽52，在所述下索夹本体51的下矩形通槽52的两个璧面上均匀开设多个供钢索夹块6滑动的下导槽53，在所述下索夹本体51的下矩形通槽52的槽底上设有与底板8配合的下限位槽54。

在每个钢索夹块6的与张弦受拉索4配合的面上均加工有容纳张弦受拉索4的半圆槽62，在每个钢索夹块6的与缓冲弹簧7配合的面上均加工有供缓冲弹簧7嵌入的圆形凹槽63，圆形凹槽63的尺寸根据缓冲弹簧7的尺寸确定，每组缓冲弹簧包括2个缓冲弹簧，每个钢索夹块6上设有两个圆形凹槽63。

每个钢索夹块6的半圆槽62均做粗糙处理，便于增加钢索夹块6对张弦受拉索4的握持。

导槽与钢索夹块6之间需预留0.5mm空隙，所有导槽内均涂润滑油，保持钢索夹块6自由滑动。

索夹拉结螺栓2固定前需严格检查钢索夹块6能否自由滑动以及张弦受拉索4与钢索夹块6之间是否紧贴，确认无误后再拧紧螺母固定上、下索夹，并做节点防腐保护。

如图6-图8所示，一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在工厂中加工出张弦桁架撑杆1、索夹拉结螺栓2、上索夹3、张弦受拉索4、下索夹5、钢索夹块6、缓冲弹簧7和底板8；

步骤二、连接缓冲弹簧7与底板8，在上索夹3中安装已设置缓冲弹簧7的底板8，每组缓冲弹簧嵌入一钢索夹块6中，连接张弦桁架撑杆1与上索夹3；

步骤三、张拉张弦受拉索4，张拉过程中保证张弦受拉索4与步骤二中的所有的钢索夹块6紧贴；

步骤四、在下索夹5中安装已设置缓冲弹簧的底板8，每组缓冲弹簧嵌入一钢索夹块6中，对齐上、下索夹；

步骤五、索夹拉结螺栓2的螺栓杆穿入上、下索夹中预留的螺栓孔，拧紧螺母，固定上、下索夹。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：包括张弦桁架撑杆(1)、上索夹(3)、张弦受拉索(4)、下索夹(5)、多个索夹拉结螺栓(2)和多个钢索夹块(6)，所述的张弦桁架撑杆(1)固定在上索夹(3)上，所述的上索夹(3)与下索夹(5)结构相同，均包括索夹本体，在索夹本体的中部开有矩形通槽，所述的上索夹(3)和下索夹(5)相对设置并通过索夹拉结螺栓(2)连接，所述的上索夹(3)与下索夹(5)之间围成供张弦受拉索(4)通过的空腔，在张弦受拉索(4)与上、下索夹之间均设有一缓冲装置，所述的缓冲装置包括底板(8)和均匀固设在底板(8)上的多组缓冲弹簧(7)，每组缓冲弹簧(7)均与一钢索夹块(6)配合，所述的底板(8)固定在矩形通槽的槽底，所述的钢索夹块(6)在矩形通槽内沿槽深方向滑动设置，所有的钢索夹块(6)在弹簧力的作用下紧贴张弦受拉索(4)的外表面。

2.根据权利要求1所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：在所述索夹本体的矩形通槽的两个璧面上均匀开设多个供钢索夹块(6)滑动的导槽，在所述索夹本体的矩形通槽的槽底上设有与底板(8)配合的限位槽。

3.根据权利要求2所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：每个所述钢索夹块(6)的相对两侧面上均设有与导槽配合的凸台(61)。

4.根据权利要求2所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：在所述索夹本体的矩形通槽的槽底上平行设置两个限位槽，相应的，所述底板(8)上加工有两个限位条(81)，限位条(81)与限位槽一一对应卡接连接。

5.根据权利要求1所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：在每个钢索夹块(6)的与张弦受拉索(4)配合的面上均加工有容纳张弦受拉索(4)的半圆槽(62)，在每个钢索夹块(6)的与缓冲弹簧(7)配合的面上均加工有供缓冲弹簧(7)嵌入的圆形凹槽(63)。

6.根据权利要求5所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：每个钢索夹块(6)的半圆槽(62)均做粗糙处理。

7.根据权利要求2所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点，其特征在于：所有导槽内均涂润滑油。

8.一种根据权利要求1所述的基于缓冲弹簧的可微调索孔倾斜角的索夹节点的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在工厂中加工出张弦桁架撑杆(1)、索夹拉结螺栓(2)、上索夹(3)、张弦受拉索(4)、下索夹(5)、钢索夹块(6)、缓冲弹簧(7)和底板(8)；

步骤二、连接缓冲弹簧(7)与底板(8)，在上索夹(3)中安装已设置缓冲弹簧(7)的底板(8)，每组缓冲弹簧嵌入一钢索夹块(6)中，连接张弦桁架撑杆(1)与上索夹(3)；

步骤三、张拉张弦受拉索(4)，张拉过程中保证张弦受拉索(4)与步骤二中的所有的钢索夹块(6)紧贴；

步骤四、在下索夹(5)中安装已设置缓冲弹簧的底板(8)，每组缓冲弹簧嵌入一钢索夹块(6)中，对齐上、下索夹；

步骤五、索夹拉结螺栓(2)的螺栓杆穿入上、下索夹中预留的螺栓孔，拧紧螺母，固定上、下索夹。