CN111636568A - 一种用于张拉索的拉杆及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于张拉索的拉杆，所述拉杆包括固定单元、调节单元和过索单元；所述固定单元用于固定在建筑结构上；所述调节单元设置于所述固定单元和所述过索单元之间，所述调节单元用于调节所述过索单元与所述建筑结构之间的距离；所述过索单元用于穿插拉索。由于调节单元可以调节过索单元与建筑结构之间的距离，从而使拉杆的长度可调节；拉索能够随着过索单元相对建筑结构移动，在拉杆的长度变化过程中拉索的张力也在变化，这样可以现场调节拉杆和拉索的安装，提高张拉索网的施工效率。由于连接板的表面积较大，从而使拉杆与木结构上的连接节点位置的应力分散，进而提高了网壳结构的强度和稳定性。

Description

一种用于张拉索的拉杆及其使用方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种用于张拉索的拉杆及其使用方法。
背景技术
目前的大跨空间网壳结构工程案例几乎都为钢结构、铝合金结构，而木结构工程使用较少，主要是因为木结构材料材质不均匀，横纹抗压和抗拉能力较弱，木梁之间的连接实现刚性困难，造成较多结构体系不适用木结构。
胶合木具有轻质、绿色环保、施工安装便捷等诸多优点，可实现装配化施工，对一些有特殊使用功能的建筑，或者有木结构建筑效果需要的建筑非常适用，并且木结构材料属于可再生资源，也符合绿色环保、装配化安装的大方向，因此有必要开发出一种大跨胶合木建筑网壳结构体系。但是随着跨度的增加木结构网壳结构刚度变弱，需要在木结构内侧增加双向拉索，以提高网壳结构的整体刚度，从而保证网壳结构的稳定性。
曲面形态的索网需要根据网壳结构的曲面形态找形生成，索网和胶合木之间需要采用刚性拉杆进行连接。其中，索网通常是由多组双向拉索组成的网状结构。常规的拉杆通常是带铰接孔的长度固定的钢管，如果采用常规的拉杆通过铰接的方式与木结构上的连接节点进行连接，会导致拉索的张力很难被调节；木结构上的连接节点位置的应力比较集中，进而降低了网壳结构的强度和稳定性；并且，曲面形态的索网形态复杂，采用常规方法张拉索网非常困难，很难实现现场张拉。
发明内容
本发明提供了一种用于张拉索的拉杆及其使用方法，以解决现有的拉杆的长度固定、造成建筑结构的连接节点位置的应力集中和张拉索困难的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于张拉索的拉杆，所述拉杆包括固定单元、调节单元和过索单元；
所述固定单元用于固定在建筑结构上；
所述调节单元设置于所述固定单元和所述过索单元之间，所述调节单元用于调节所述过索单元与所述建筑结构之间的距离；
所述过索单元用于穿插拉索。
可选的，所述建筑结构为木结构网壳，所述固定单元包括连接板和连接杆；
所述连接杆的两端分别与所述连接板和所述调节单元连接；
所述连接板用于固定在所述木结构网壳上。
可选的，所述拉杆包括多个所述固定单元。
可选的，所述拉杆包括四个所述固定单元；所述调节单元包括连接座，每个所述固定单元的连接杆的一端与所述连接座连接，另一端与对应的一个所述连接板连接；
四个所述连接杆沿所述连接座的周向均匀分布在所述连接座上，并且相对位置的所述连接杆的长度相等；
所述连接杆与所述连接座的中轴线之间的夹角A满足0°＜A＜90°，并且相对位置的所述连接杆与所述中轴线之间的夹角相等。
可选的，所述连接板为方形板，所述方形板设置有用于固定的通孔。
可选的，所述连接板与所述连接杆之间通过焊接连接；所述连接杆与所述连接座之间通过螺纹连接。
可选的，所述调节单元还包括调节螺母和调节螺杆；所述连接座沿所述中轴线的方向开设有贯通的螺纹孔；所述调节螺杆的一端穿过所述螺纹孔的一端并与所述调节螺母连接，所述调节螺杆的另一端穿过所述螺纹孔的另一端并与所述过索单元连接。
可选的，所述过索单元包括第一过索部件、连接螺杆和第二过索部件；
所述第一过索部件的一端与所述调节螺杆的另一端连接，所述第一过索部件的另一端与所述连接螺杆的一端连接；所述连接螺杆的另一端与所述第二过索部件的一端连接；
所述第一过索部件和所述第二过索部件均设置有用于过索的过索孔和用于注入结构胶的注胶孔；
所述调节螺杆和所述连接螺杆的长度等于或大于预设阈值，以使所述调节螺杆的另一端与所述第一过索部件中的拉索接触并产生挤压力，所述连接螺杆的另一端与所述第二过索部件中的拉索接触并产生挤压力。
可选的，所述连接螺杆的外侧壁设置有用于旋转固定的一字槽。
本发明还提供了一种用于张拉索的拉杆的使用方法，所述方法包括：
将拉索穿过上述所述的拉杆；
将所述拉杆固定在建筑结构上；
固定所述拉索的两端；
通过所述调节单元使所述过索单元与所述建筑结构之间的距离，以使所述拉索的张力达到预设阈值；
将所述拉索固定在所述拉杆上。
本发明提供的一种用于张拉索的拉杆及其使用方法，由于拉杆包括调节单元，调节单元可以调节过索单元与建筑结构之间的距离，从而使拉杆的长度可调节；拉索能够随着过索单元相对建筑结构移动，在拉杆的长度变化过程中拉索的张力也在变化，这样可以现场调节拉杆和拉索的安装，提高张拉索网的施工效率。由于连接板的表面积较大，从而使拉杆与木结构上的连接节点位置的应力分散，进而提高了网壳结构的强度和稳定性。连接杆和连接座之间通过螺纹可拆卸式连接，这样可以方便分开包装和运输。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种用于张拉索的拉杆的结构示意图；
图2是图1的爆炸图；
图3是图1中的第一过索部件的放大图；
图4是图1中的连接螺杆的放大图；
图5是刚开始安装拉杆和拉索时的示意图；
图6是拉杆和拉索安装到位时的示意图。
[附图标记说明如下]：
1-连接板；2-连接杆；3-连接座；4-调节螺母；5-调节螺杆；6-垫圈；7-第一过索部件；8-连接螺杆；9-第二过索部件；10-过锁孔；11-注胶孔；12-一字槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的一种用于张拉索的拉杆及其使用方法作进一步详细说明。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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参考图1和图2所示，本发明提供了一种用于张拉索的拉杆，所述拉杆包括固定单元、调节单元和过索单元；所述固定单元用于固定在建筑结构上；所述调节单元设置于所述固定单元和所述过索单元之间，所述调节单元用于调节所述过索单元与所述建筑结构之间的距离；所述过索单元用于穿插拉索。
本发明提供的一种用于张拉索的拉杆，由于拉杆包括调节单元，调节单元可以调节过索单元与建筑结构之间的距离，从而使拉杆的长度可调节；拉索能够随着过索单元相对建筑结构移动，在拉杆的长度变化过程中拉索的张力也在变化，这样可以现场调节拉杆和拉索的安装，提高张拉索网的施工效率。
可选的，如图1和图2所示，所述建筑结构为木结构网壳，所述固定单元包括连接板1和连接杆2；所述连接杆2的两端分别与所述连接板1和所述调节单元连接；所述连接板1固定在所述木结构网壳上。
在施工时，连接板1通常连接在网壳的内部，即网壳靠近地面的一侧。由于连接板1的表面积较大，从而使拉杆与木结构上的连接节点位置的应力分散，进而提高了网壳结构的强度和稳定性。
可选的，所述拉杆包括多个所述固定单元。一个拉杆包括多个所述固定单元，可以使拉杆稳定地固定在网壳上；并且不同数量的固定单元可以适用网壳的不同安装位置，例如十字相交的位置可以使用固定单元为四个的拉杆，T字相交的位置可以使用固定单元为三个的拉杆。
可选的，如图1和图2所示，所述拉杆包括四个所述固定单元；所述调节单元包括连接座3，每个所述固定单元的连接杆2的一端与所述连接座3连接，另一端与对应的一个所述连接板1连接；四个所述连接杆2沿所述连接座的周向均匀分布在所述连接座3上，并且相对位置的所述连接杆2的长度相等；所述连接杆2与所述连接座3的中轴线之间的夹角A满足0°＜A＜90°，并且相对位置的所述连接杆2与所述中轴线之间的夹角相等。所述中轴线与图2中的调节螺杆5的轴线为同一直线。
由于现场的网壳通常是由多组主向梁和次向梁构成，相对的两个连接板1固定在同一根梁上，如图6所示，两个较短的连接杆2固定在主向梁上，两个较长的连接杆2固定在次向梁上。连接杆2向外的张角A和连接杆2的长度可以根据网壳结构的形状和实际需求具体设计。
可选的，如图1和图2所示，所述连接板1为方形板，所述方形板设置有用于固定的通孔。方形板便于加工，方形板的四个拐角位置可以分别设置一个用于固定的通孔，可以使用高强螺钉穿过连接板1上的通孔，从而将连接板1与木结构网壳连接。
可选的，如图1所示，所述连接座3的形状为四角锥。四角锥形的四个角可以方便连接四个连接杆2。
可选的，如图1和图2所示，所述连接板1与所述连接杆2之间通过焊接连接；所述连接杆2与所述连接座3之间通过螺纹连接。连接杆2和连接座3之间通过螺纹可拆卸式连接，这样可以方便分开包装和运输。图2所示，四角锥形的连接座3的上部可以设置四个螺柱，螺柱用于连接连接杆2中的内螺纹。
可选的，如图1和图2所示，所述调节单元还包括调节螺母4和调节螺杆5；所述连接座3沿所述中轴线的方向开设有贯通的螺纹孔；所述调节螺杆5的一端穿过所述螺纹孔的一端并与所述调节螺母4连接，所述调节螺杆5的另一端穿过所述螺纹孔的另一端并与所述过索单元连接。通常调节螺母4的下方安装有用于防止松动的垫圈6。
通过调节螺母4和调节螺杆5可以对拉索的张力大小进行连续地调整。在其它实施例中，调节单元也可以采用卡扣或过孔与插销配合的方式调整拉索的张力。
可选的，如图1和图3所示，所述过索单元包括第一过索部件7、连接螺杆8和第二过索部件9；所述第一过索部件7的一端与所述调节螺杆5的另一端连接，所述第一过索部件7的另一端与所述连接螺杆8的一端连接；所述连接螺杆8的另一端与所述第二过索部件9的一端连接；所述第一过索部件7和所述第二过索部件9均设置有用于过索的过索孔10和用于注入结构胶的注胶孔11；所述调节螺杆5和所述连接螺杆8的长度等于或大于预设阈值，以使所述调节螺杆5的另一端与所述第一过索部件7中的拉索接触并产生挤压力，所述连接螺杆8的另一端与所述第二过索部件9中的拉索接触并产生挤压力。其中，注胶孔11可以设置在过索部件相对的两个面上。图中各部件的一端指上端，另一端指下端。
本实施例中，连接螺杆8通过螺纹分别与第一过索部件7和第二过索部件9连接，第一过索部件7和第二过索部件9中分别穿过一根拉索，两根拉索在两个平面上，这样使上下两层拉索同时安装，提高了施工效率。拉索安装到位后，从注胶孔11中向过索部件内部注入结构胶，例如型号为Hilti HIT-RE 500v3(喜得利)环氧树脂结构胶，这样可以使拉索与过索部件之间长期保持紧固状态。
在其它实施例中，第一过索部件7和第二过索部件9可以是一体的，过索部件的侧壁可以设置顶丝，通过顶丝和结构胶也可以固定过索部件中的拉索。
可选的，如图1和图4所示，所述连接螺杆8的外侧壁设置有用于旋转固定的一字槽12。在施工后期，需要将连接螺杆8与第一过索部件7和第二过索部件9紧固，并且连接螺杆8的另一端与第二过索部件9中的拉索接触并产生挤压力，以使第二过索部件9中的拉索被固定。
可选的，所述拉杆由不锈钢材质制成。使用不锈钢材质可以提高产品的使用寿命。
基于与上述一种用于张拉索的拉杆相同的技术构思，本发明还提供了一种用于张拉索的拉杆的使用方法，所述方法包括：
将拉索穿过上述所述的拉杆；
将所述拉杆固定在建筑结构上；
固定所述拉索的两端；
通过所述调节单元使所述过索单元与所述建筑结构之间的距离，以使所述拉索的张力达到预设阈值；
将所述拉索固定在所述拉杆上。
本发明提供的一种用于张拉索的拉杆的使用方法，由于拉杆包括调节单元，调节单元可以调节过索单元与建筑结构之间的距离，从而使拉杆的长度可调节；拉索能够随着过索单元相对建筑结构移动，在拉杆的长度变化过程中拉索的张力也在变化，这样可以现场调节拉杆和拉索的安装，提高索网的施工效率。
针对图1所示的拉杆和一具体的施工项目，该拉杆的使用方法具体包括以下步骤：
S1：利用建筑仿真软件计算每根拉索的下料长度、以及拉索和拉杆的连接节点，对拉索上的节点位置进行标记，将多组第一过索部件7和第二过索部件9分别布置到拉索上的标记位置，并用扎带或绳索等临时固定第一过索部件7和第二过索部件9；根据施工现场条件分别布置两层拉索，采取临时固定措施将拉索固定在胶合木结构网壳上；安装拉索的两端，拉索的两端通过可调节螺栓与混凝土结构中的预埋锚栓连接，混凝土结构位于网壳的下方；
S2：将四个不锈钢爪件(即连接杆2)拧到主铸造件(即连接座3)上，形成一个支撑组件，用螺钉穿过四个钢板上的孔，将支撑组件固定到胶合木主向梁和次向梁上；
S3：参考图5所示，将连接螺杆8拧到上下两个过索部件(即第一过索部件7和第二过索部件9)中，将调节螺杆5(可以是M56螺杆)拧到第一过索部件7中(拧入第一过索部件7后需保证双向拉索能够自由滑动)；将M56螺杆穿过支撑组件，拧上调节螺母4(可以是M56螺母)和垫圈6，只需拧紧调节螺母4，直到调节螺母4与调节螺杆5的螺纹接合，此时支撑组件和第一过索部件7之间可以有100mm的外露螺纹；
S4：把拉索底部(即两端)与预埋锚栓的连接处的可调节螺栓拧紧，并拧到计算的预设长度，使拉索的初始张力约5kN；
S5：从穹顶的中心开始，拧紧M56螺母，将拉索逐渐拉向胶合木；从中心向外逐点拧紧M56螺母，即逐点张紧拉索，例如，直到外露的螺杆长度为50mm左右；外露的螺杆长度从100mm被拧到50mm的过程，可以是一次性拧到位，也可以分多次拧到位；拧紧过程时，使用拉索张力检测仪对每部分的拉索进行检测，并与施工模拟计算结果进行对比分析；
S6：参考图6所示，完成上述第一轮张紧后，按照相同的步骤从穹顶中心开始，完成M56螺母的第二轮张紧，此时拉索的张力达到40kN±5kN；
S7：通过连接螺杆8上的槽12旋转连接螺杆8，以此固定下部过索部件，并且连接螺杆8的下端面紧压下层拉索以便将下层拉索固定到位；
S8：向每个过索部件注入Hilti HIT-RE 500v3环氧树脂结构胶；环氧树脂结构胶应从一个加注孔流入，从另外一个加注孔流出，以验证节点是否加注满；
S9：使用拉索张力检测仪对每部分的拉索进行检测，与仿真计算结果进行对比，如果差异大，需要调整；如果在合格范围，则结束本次施工。
综上所述，本发明提供的一种用于张拉索的拉杆及其使用方法，由于拉杆包括调节单元，调节单元可以调节过索单元与建筑结构之间的距离，从而使拉杆的长度可调节；拉索能够随着过索单元相对建筑结构移动，在拉杆的长度变化过程中拉索的张力也在变化，这样可以现场调节拉杆和拉索的安装，提高张拉索网的施工效率。由于连接板的表面积较大，从而使拉杆与木结构上的连接节点位置的应力分散，进而提高了网壳结构的强度和稳定性。连接杆和连接座之间通过螺纹可拆卸式连接，这样可以方便分开包装和运输。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述拉杆包括固定单元、调节单元和过索单元；
所述固定单元用于固定在建筑结构上；
所述调节单元设置于所述固定单元和所述过索单元之间，所述调节单元用于调节所述过索单元与所述建筑结构之间的距离；
所述过索单元用于穿插拉索。
2.根据权利要求1所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述建筑结构为木结构网壳，所述固定单元包括连接板和连接杆；
所述连接杆的两端分别与所述连接板和所述调节单元连接；
所述连接板用于固定在所述木结构网壳上。
3.根据权利要求2所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述拉杆包括多个所述固定单元。
4.根据权利要求3所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述拉杆包括四个所述固定单元；所述调节单元包括连接座，每个所述固定单元的连接杆的一端与所述连接座连接，另一端与对应的一个所述连接板连接；
四个所述连接杆沿所述连接座的周向均匀分布在所述连接座上，并且相对位置的所述连接杆的长度相等；
所述连接杆与所述连接座的中轴线之间的夹角A满足0°＜A＜90°，并且相对位置的所述连接杆与所述中轴线之间的夹角相等。
5.根据权利要求4所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述连接板为方形板，所述方形板设置有用于固定的通孔。
6.根据权利要求4所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述连接板与所述连接杆之间通过焊接连接；所述连接杆与所述连接座之间通过螺纹连接。
7.根据权利要求4所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述调节单元还包括调节螺母和调节螺杆；所述连接座沿所述中轴线的方向开设有贯通的螺纹孔；所述调节螺杆的一端穿过所述螺纹孔的一端并与所述调节螺母连接，所述调节螺杆的另一端穿过所述螺纹孔的另一端并与所述过索单元连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述过索单元包括第一过索部件、连接螺杆和第二过索部件；
所述第一过索部件的一端与所述调节螺杆的另一端连接，所述第一过索部件的另一端与所述连接螺杆的一端连接；所述连接螺杆的另一端与所述第二过索部件的一端连接；
所述第一过索部件和所述第二过索部件均设置有用于过索的过索孔和用于注入结构胶的注胶孔；
所述调节螺杆和所述连接螺杆的长度等于或大于预设阈值，以使所述调节螺杆的另一端与所述第一过索部件中的拉索接触并产生挤压力，所述连接螺杆的另一端与所述第二过索部件中的拉索接触并产生挤压力。
9.根据权利要求8所述的一种用于张拉索的拉杆，其特征在于，所述连接螺杆的外侧壁设置有用于旋转固定的一字槽。
10.一种用于张拉索的拉杆的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
将拉索穿过权利要求1-9任一项所述的拉杆；
将所述拉杆固定在建筑结构上；
固定所述拉索的两端；
通过所述调节单元使所述过索单元与所述建筑结构之间的距离，以使所述拉索的张力达到预设阈值；
将所述拉索固定在所述拉杆上。
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