CN113622593A - 一种装配式索支撑预应力柱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装配式索支撑预应力柱,包括中心柱及多个沿周向等间距分布的预应力组件,预应力组件包括拉索、第一撑杆、第二撑杆和支撑部件,拉索一端通过第一铰接件与中心柱顶端铰接,拉索另一端通过第二铰接件与中心柱底端铰接,第一撑杆一端与固定在中心柱的第三铰接件铰接,第一撑杆的另一端与支撑部件铰接,支撑部件与第二撑杆的一端铰接,第二撑杆的另一端与固定在中心柱的第四铰接件铰接,支撑部件与拉索的中部位置接触,对拉索施加预应力从而有效的对中心柱提供侧向支撑,本发明的装配式预应力柱避免了撑杆采用焊接连接所带来的缺陷,适用于多种角度的连接方式。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,具体涉及一种装配式索支撑预应力柱。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
目前的索支撑预应力柱中的撑杆和中心柱多采用现场直接焊接的方式连接,发明人发现,此种方式存在诸多缺点,如现场施工复杂、运输和存放占用空间等,而且焊接残余应力也对结构的稳定性能有不利的影响,发明人还发现,索支撑预应力柱中与同一组撑杆连接的连接部件上端与一根预应力钢索的一端固定,该预应力钢索的另一端与中心柱顶端固定,连接部件的下端与另一根预应力钢索的一端固定,另一根预应力钢索的另一端与中心柱底端固定,采用此种方式两根预应力钢索对中心柱产生的预应力不同,而且调节不方便,不利于中心柱保持稳定。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种装配式索支撑预应力柱,避免了撑杆与中心柱焊接带来的缺陷。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的实施例提供了一种装配式索支撑预应力柱,包括中心柱及多个沿周向等间距分布的预应力组件,预应力组件包括拉索、第一撑杆、第二撑杆和支撑部件,拉索一端通过第一铰接件与中心柱顶端铰接,拉索另一端通过第二铰接件与中心柱底端铰接,第一撑杆一端与固定在中心柱的第三铰接件铰接,第一撑杆的另一端与支撑部件铰接,支撑部件与第二撑杆的一端铰接,第二撑杆的另一端与固定在中心柱的第四铰接件铰接,支撑部件与拉索的中部位置接触以对拉索施加预应力,从而有效的为中心柱提供侧向支撑。
可选的,所述第一铰接件及第二铰接件均包括第一套筒,所述第一套筒套在中心柱外周并与中心柱可拆卸固定连接,所述第一套筒的外周面沿周向等间距设置多组第一铰接耳板,第一铰接耳板通过销轴与拉索端部铰接。
可选的,所述第三铰接件及第四铰接件均包括第二套筒,所述第二套筒套在中心柱外周并与中心柱可拆卸固定连接,第二套筒外周面沿周向等间距设置多组第二铰接耳板,第三铰接件的第二铰接耳板与第一撑杆通过销轴铰接,第四铰接件的第二铰接耳板与第二撑杆通过销轴铰接。
可选的,所述支撑部件包括支撑体,所述支撑体一侧侧面与拉索接触,另一侧侧面设有两组第三铰接耳板,其中一组第三铰接耳板与第一撑杆铰接,另一组第三铰接耳板与第二撑杆铰接。
可选的,所述支撑部件与拉索接触的侧面为弧形面。
可选的,所述第三铰接件和第四铰接件相对于中心柱的中心点对称设置,相应的,所述第一撑杆和第二撑杆的长度相同。
可选的,所述第一撑杆和第二撑杆的两端均设置有撑杆铰接耳板,第一撑杆通过撑杆铰接耳板与第三铰接件及支撑部件铰接,第二撑杆通过撑杆铰接耳板与第四铰接件及支撑部件铰接。
可选的,所述第一铰接件、第二铰接件、第三铰接件及第四铰接件均通过螺纹紧固件与中心柱可拆卸固定连接。
可选的,所述螺纹紧固件采用单向螺栓。
可选的,所述支撑部件设置有接触槽,所述接触槽的槽面为弧形面,拉索置入接触槽内部并与接触槽的槽面接触。
上述本发明的有益效果如下:
1.本发明的装配式索支撑预应力柱,第一撑杆和第二撑杆通过铰接的形式分别与设置在中心柱的第三铰接件和第四铰接件连接,拉索的两端也分别通过第一铰接件和第二铰接件与中心柱两端铰接,第一撑杆和第二撑杆无需与中心柱焊接固定,避免了传统的采用焊接方式存在的现场施工复杂、运输和存放占用空间等缺陷,且避免了焊接工艺带来的残余应力的影响,简化了施工步骤,增加了施工效率。
2.本发明的装配式索支撑预应力柱,由于第一撑杆和第二撑杆与中心柱铰接,对不同撑杆角度的设计可以采用同样的第三铰接件和第四铰接件进行连接,适用性广,可满足各种应用需求,进而结合撑杆的角度优化设计可充分发挥钢材的性能,且采用铰接的形式受力形式简洁明确,结构力学分析简单,一定程度上提高了索支撑预应力柱的设计效率。
3.本发明的装配式索支撑预应力柱,利用同一根拉索对中心柱的两端施加预应力,且支撑部件与拉索的接触位置位于拉索的中部,能够保证拉索对中心柱两端施加力的大小相同,方向对称,保证了施加的预应力效果,进而保证了中心柱的稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的限定。
图1是本发明实施例1整体结构示意图;
图2是本发明实施例1第一铰接件与拉索装配示意图;
图3是本发明实施例1第三铰接件与第一撑杆装配爆炸示意图;
图4是本发明实施例1支撑部件与第一撑杆、第二撑杆及拉索装配示意图;
图5是本发明图4的爆炸示意图;
图6是本发明实施例2整体结构示意图;
其中,1.中心柱,2.第一铰接件,3.第二铰接件,4.第三铰接件,5.第四铰接件,6.第一撑杆,7.第二撑杆,8.拉索,9.支撑部件,10.单向螺栓,11.撑杆铰接耳板,12.销轴;
2-1.第一套筒,2-2.第一铰接耳板;
4-1.第二套筒,4-2.第二铰接耳板;
9-1.支撑体,9-2.接触槽,9-3.第三铰接耳板。
具体实施方式
实施例1
本实施例公开了一种装配式索支撑预应力柱,如图1所示,包括中心柱1、预应力组件、第一铰接件2、第二铰接件3、第三铰接件4及第四铰接件5。
所述中心柱采用圆柱型柱体结构,在其他一些实施例中,所述中心柱也可采用截面为矩形的柱体结构。
所述预应力组件用于对中心柱施加预应力,所述预应力组件设置多组,多组预应力组件沿周向等间距分布。
本实施例中,设置三组预应力组件,三组预应力组件沿周向等间距分布,即相邻预应力组件的间隔角度为120°。所述预应力组件包括第一撑杆6、第二撑杆7、拉索8及支撑部件9。
所述中心柱的顶端可拆卸的固定有第一铰接件,中心柱的底端可拆卸的固定有第二铰接件。
拉索的顶端通过第一铰接件与中心柱顶端铰接,拉索的底端通过第二铰接柱与中心柱底端铰接。
所述第一铰接件和第二铰接件的结构完全相同,以第一铰接件为例进行说明:
如图2所示,所述第一铰接件包括第一套筒2-1,所述第一套筒套在中心柱顶端外周,所述第一套筒通过螺纹紧固件与中心柱固定连接。
所述第一套筒的外筒壁上设置有多组第一铰接耳板2-2,第一铰接耳板的组数与预应力组件的数量相同,本实施例中,设置三组第一铰接耳板,三组第一铰接耳板沿周向等间距设置,每组具有两个第一铰接耳板,两个第一铰接耳板底部通过连接板连接为一个整体,连接板固定在第一套筒的外筒壁上。第一铰接耳板上均设置有相匹配的铰接孔。
拉索的顶端伸入两个第一铰接耳板之间的空间,并穿过销轴,销轴两端穿过两个第一铰接耳板上的铰接孔,拉索通过销轴与第一铰接耳板铰接。
采用相同的方式,拉索的底端通过销轴与第二铰接件的第一铰接耳板铰接。
本实施例中,所述第一套筒在第一铰接耳板的上方和下方对应位置均开设有多个锁紧孔,优选的第一铰接耳板的上方和下方均开设两个锁紧孔,所述第一套筒能够通过锁紧孔及螺纹锁紧件与中心柱可拆卸固定。
优选的,所述螺纹锁紧件采用单向螺栓10,使用安全性好。
所述中心柱上可拆卸的固定有第三铰接件和第四铰接件,所述第一撑杆和第二撑杆的长度相同,相应的,所述第三铰接件和第四铰接件相对于中心柱的中心对称设置。
所述第三铰接件和第四铰接件的结构完全相同,以第三铰接件为例进行说明:
如图3所示,所述第三铰接件包括第二套筒4-1,所述第二套筒套在中心柱外周,所述第二套筒的外筒壁上沿周向等间距的设置有三组第二铰接耳板4-2,每组具有两个第二铰接耳板,两个第二铰接耳板上设置有相匹配的铰接孔,两个第二铰接耳板底部通过连接板连接,连接板固定在第二套筒的外筒壁上。
第二铰接耳板通过销轴12与第一撑杆的端部铰接。
所述第二套筒位于第二铰接耳板上、下方的位置设置有多个锁紧孔,第二套筒通过锁紧孔及螺纹锁紧件与中心柱可拆卸固定。优选的,所述第二铰接耳板的上方和下方均开设两个锁紧孔。
优选的,所述螺纹锁紧件采用单向螺栓,安全性好。
为了实现第一撑杆与第三铰接件铰接、第二撑杆与第四铰接件铰接,所述第一撑杆和第二撑杆的两端均设置有撑杆铰接耳板11,撑杆铰接耳板上开设有铰接孔。
如图4-图5所示,所述支撑部件9包括支撑体9-1,所述支撑体一侧侧面与拉索接触,用于将拉索撑起,为了避免对拉索的损伤,所述支撑体用于与拉索接触的侧面采用弧形面,进一步的,为了防止拉索从支撑体上脱离,所述支撑体用于与拉索接触的侧面设置有接触槽9-2,拉索置入所述接触槽中,且接触槽的槽面为弧形面,拉索与接触槽的槽面接触。
支撑体的另一侧侧面设置有两组第三铰接耳板9-3,其中一组第三铰接耳板与第一撑杆的端部铰接,另一组第三铰接耳板与第二撑杆的端部铰接。
本实施例中,所述第一撑杆一端的撑杆铰接耳板插入第三铰接件的同一组的两个第二铰接耳板之间,并通过铰接孔插入销轴,第一撑杆的一端通过销轴与第二铰接耳板铰接,第一撑杆另一端的撑杆铰接耳板插入同一组的两个第三铰接耳板之间,并通过铰接孔穿过销轴,第一撑杆的另一端通过销轴与第三铰接耳板铰接。
同理,所述第二撑杆的撑杆铰接耳板插入第四铰接件的同一组的两个第二铰接耳板之间,并通过铰接孔插入销轴,第二撑杆的一端通过销轴与第二铰接耳板铰接,第二撑杆另一端的撑杆铰接耳板插入另一组的两个第三铰接耳板之间,并通过铰接孔穿过销轴,第二撑杆的另一端通过销轴与第三铰接耳板铰接。
本实施例中,第一撑杆和第二撑杆的轴线与水平面的夹角为45°,即第一撑杆和第二撑杆之间的夹角为90°,所述第三铰接件设置在中心柱高度的2/3位置处,第四铰接件设置在中心柱高度的1/3位置处。
本实施例的预应力柱安装时,首选将第三铰接件和第四铰接件分别通过单向螺栓固定在中心柱2/3和1/3高度位置处,然后将第一铰接件和第二铰接件分别通过固定螺栓固定在中心柱的顶端和底端,将第一撑杆的两端分别与第一铰接件和支撑部件铰接,并使得第一撑杆与水平面呈45°,将第二撑杆的两端分别与第二铰接件和支撑部件铰接,并使得第二撑杆与水平面呈45°,安装好第一撑杆和第二撑杆后,将拉索两端分别与第一铰接件和第二铰接件连接,并利用支撑部件将拉索撑起,对中心柱施加预应力。
实施例2:
本实施例公开了一种装配式索支撑预应力柱,如图6所示,与实施例1的区别仅在于所述第一撑杆和第二撑杆与水平面的夹角为30°,即第一撑杆和第二撑杆之间的夹角为60°支撑部件与中心柱之间的距离约为中心柱长度的0.286,其余结构与实施例1相同,在此不进行重复叙述。
实施例1和实施例2的预应力柱,由于撑杆与中心柱采用铰接的方式连接,避免了焊接带来的缺陷,同时利用同一根拉索对中心柱的两端施加力,保证了施加力的对称性,进而保证了预应力柱的稳定。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种装配式索支撑预应力柱,包括中心柱及多个沿周向等间距分布的预应力组件,预应力组件包括拉索、第一撑杆、第二撑杆和支撑部件,其特征在于,拉索一端通过第一铰接件与中心柱顶端铰接,拉索另一端通过第二铰接件与中心柱底端铰接,第一撑杆一端与固定在中心柱的第三铰接件铰接,第一撑杆的另一端与支撑部件铰接,支撑部件与第二撑杆的一端铰接,第二撑杆的另一端与固定在中心柱的第四铰接件铰接,支撑部件与拉索的中部位置接触以对拉索施加预应力。
2.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述第一铰接件及第二铰接件均包括第一套筒,所述第一套筒套在中心柱外周并与中心柱可拆卸固定连接,所述第一套筒的外周面沿周向等间距设置多组第一铰接耳板,第一铰接耳板通过销轴与拉索端部铰接。
3.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述第三铰接件及第四铰接件均包括第二套筒,所述第二套筒套在中心柱外周并与中心柱可拆卸固定连接,第二套筒外周面沿周向等间距设置多组第二铰接耳板,第三铰接件的第二铰接耳板与第一撑杆通过销轴铰接,第四铰接件的第二铰接耳板与第二撑杆通过销轴铰接。
4.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述支撑部件包括支撑体,所述支撑体一侧侧面与拉索接触,另一侧侧面设有两组第三铰接耳板,其中一组第三铰接耳板与第一撑杆铰接,另一组第三铰接耳板与第二撑杆铰接。
5.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述支撑部件与拉索接触的侧面为弧形面。
6.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述第三铰接件和第四铰接件相对于中心柱的中心点对称设置,相应的,所述第一撑杆和第二撑杆的长度相同。
7.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述第一撑杆和第二撑杆的两端均设置有撑杆铰接耳板,第一撑杆通过撑杆铰接耳板与第三铰接件及支撑部件铰接,第二撑杆通过撑杆铰接耳板与第四铰接件及支撑部件铰接。
8.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述第一铰接件、第二铰接件、第三铰接件及第四铰接件均通过螺纹紧固件与中心柱可拆卸固定连接。
9.如权利要求8所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述螺纹紧固件采用单向螺栓。
10.如权利要求1所述的一种装配式索支撑预应力柱,其特征在于,所述支撑部件设置有接触槽,所述接触槽的槽面为弧形面,拉索置入接触槽内部并与接触槽的槽面接触。
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