CN115928931A - 一种插入式穿索脊杆连接节点及其施工、设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及土木工程技术领域，具体公开了一种插入式穿索脊杆连接节点及其施工、设计方法。该节点包括穿索脊杆、脊杆节点连接件、承压型高强螺栓，穿索脊杆套接在脊杆节点连接件的脊杆连接杆外侧，并通过承压型高强螺栓相连；其中，穿索脊杆包括无缝圆钢管、拉索、穿索脊杆外套管、拉索固定器，拉索内置于无缝圆钢管内部，无缝圆钢管插入穿索脊杆外套管的无孔圆钢管内部，拉索两端穿过穿索脊杆外套管的带孔隔板，施加预应力后通过拉索固定器锚固。本发明节点在受拉时拉索发挥作用，受压时无缝圆钢管发挥作用，能够充分发挥拉索的抗拉性能及无缝圆钢管的抗压性能，能够实现索穹顶上部结构脊杆及脊索的全螺栓预应力连接及高效装配。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及索穹顶结构技术领域。
背景技术
传统索穹顶结构上部结构采用柔性脊索进行连接，存在刚度小、稳定性差、不易铺设刚性屋面、难以适用于大跨度及超大跨度空间结构建筑等问题。
目前国内外对传统索穹顶上部结构替换为刚性杆件已有部分研究，但存在上部刚性杆件连接复杂、其节点难以适用于多根杆件连接、缺乏对应的节点设计方法等问题；同时要满足上部刚性杆件抗拉性能，想要达到与传统索穹顶结构脊索抗拉性能一致，则上部刚性杆件需设计较大截面，造成材料浪费且难以适用于大跨度及超大跨度空间钢结构建筑。
发明内容
本发明的要解决的技术问题在于提供一种插入式穿索脊杆连接节点及其施工、设计方法，以解决现有技术中大跨度索穹顶结构刚度小、不易铺设刚性屋面、难以适用于大跨度及超大跨度钢空间钢结构建筑、上部结构节点连接复杂、缺乏对应设计方法、节点力学性能差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种插入式穿索脊杆连接节点，其包括：穿索脊杆(1)、脊杆节点连接件(2)和承压型高强螺栓(3)；
所述穿索脊杆(1)包括：无缝圆钢管(11)、两个穿索脊杆外套管(12)、拉索(13)和两个拉索固定器(14)；
所述穿索脊杆外套管(12)包括：无孔圆钢管(121)、带孔隔板(122)和带孔圆钢管(123)，带孔圆钢管(123)焊接在带孔隔板(122)一侧，无孔圆钢管(121)焊接在带孔隔板(122)另一侧，带孔圆钢管(123)、带孔隔板(122)及无孔圆钢管(121)轴线均处于同一直线上；
所述无缝圆钢管(11)两端分别插入两个穿索脊杆外套管(12)的无孔圆钢管(121)内部，拉索(13)两端穿过两个穿索脊杆外套管(12)的带孔隔板(122)，两个拉索固定器(14)位于两个穿索脊杆外套管(12)的带孔圆钢管(123)内部并紧贴带孔隔板(122)表面，通过拉索(13)施加预应力并用拉索固定器(14)锚固无缝圆钢管(11)与两个穿索脊杆外套管(12)；
所述脊杆节点连接件(2)包括：脊杆连接杆(21)和连接件隔板(22)，脊杆连接杆(21)焊接在连接件隔板(22)两侧，脊杆连接杆(21)上设置有贯通螺栓孔；
所述带孔圆钢管(123)套接在脊杆连接杆(21)外侧，并通过承压型高强螺栓(3)相连。
在本发明中进一步地，所述预应力为拉索(13)破断力的35％。
在本发明中进一步地，所述带孔圆钢管(123)直径与无孔圆钢管(121)直径相同，无孔圆钢管(121)与无缝圆钢管(11)之间间隙不大于1mm。
在本发明中进一步地，所述带孔隔板(122)中心圆孔直径比拉索(13)直径大1-3mm，带孔隔板(122)直径比无孔圆钢管(121)及带孔圆钢管(123)直径大10mm。
在本发明中进一步地，所述脊杆节点连接件(2)还包括：连接件耳板(23)，连接件耳板(23)焊接在连接件隔板(22)两侧。
在本发明中进一步地，所述脊杆连接杆(21)与带孔圆钢管(123)之间缝隙不小于1mm，不大于3mm。
为解决上述技术问题，本发明提供的另一个技术方案是：一种插入式穿索脊杆连接节点的施工方法，包括步骤如下：
步骤一：制作穿索脊杆外套管，所述穿索脊杆外套管由无孔圆钢管、带孔隔板和带孔圆钢管焊接固定连接而成，所述带孔隔板中心圆孔直径比拉索直径大1-3mm，带孔隔板直径比无孔圆钢管及带孔圆钢管直径大10mm；
步骤二：制作脊杆节点连接件，所述脊杆节点连接件由脊杆连接杆、连接件隔板及连接件耳板焊接固定连接而成，脊杆连接杆焊接在连接件隔板两侧，连接件耳板焊接在连接件隔板两侧；脊杆连接杆上设置有贯通螺栓孔，用于连接穿索脊杆的带孔圆钢管，脊杆连接杆直径与带孔圆钢管直径之差为1-3mm；
步骤三：安装穿索脊杆，首先，将拉索内置于无缝圆钢管内部；其次，将无缝圆钢管插入穿索脊杆外套管的无孔圆钢管内部，将拉索两端穿过穿索脊杆外套管的带孔隔板；最后，张拉拉索直至拉索破断力的35％，通过拉索固定器锚固拉索，拉索固定器位于带孔圆钢管内部并紧贴带孔隔板表面；
步骤四：装配插入式穿索脊杆连接节点，首先将穿索脊杆套接于脊杆节点连接件的脊杆连接杆外侧，然后安装承压型高强螺栓并进行初拧，最后，终拧承压型高强螺栓。
为解决上述技术问题，本发明提供的再一个技术方案是：一种插入式穿索脊杆连接节点的设计方法，包括步骤如下：
步骤一，穿索脊杆轴向承载力设计：
穿索脊杆的无缝圆钢管抗拉承载力不大于拉索破断力的1/3，充分发挥无缝圆钢管的抗压性能和拉索的抗拉性能，同时节省用料：
3Nt≤Ns【1】
Nt＝A·fu【3】
式【1】中Nt为无缝圆钢管极限抗拉承载力，Ns为拉索破断力；其中Nt和Ns按照式【3】、【5】进行计算；式【2】中
为无缝圆钢管抗压承载力设计值；
为拉索设计拉力；式【3】、【4】中A为无缝圆钢管横截面面积；式【3】中fu为无缝圆钢管极限抗拉强度；式【4】中f为无缝圆钢管抗压强度设计值；式【5】中K为拉索破断力系数；D为拉索直径；
为拉索极限抗拉强度；
步骤二，穿索脊杆外套管抗拉、抗压承载力设计：
穿索脊杆外套管抗拉承载力不小于拉索抗拉承载力：
Ntg≥Nfs 【6】
Ntg＝Atgftg 【7】
极限承载力验算：
Nu,tg≥Ns 【8】
Nu,tg＝Atgfu,tg 【9】
式【6】中Ntg为穿索脊杆外套管抗拉、抗压承载力设计值；Nfs为拉索抗拉承载力设计值；式【7】中Atg为穿索脊杆外套管净横截面面积；ftg为穿索脊杆外套管抗拉强度设计值；式【8】中Nu,tg为穿索脊杆外套管极限抗拉承载力；Ns为拉索破断力；式【9】中Atg为穿索脊杆外套管净横截面面积；fu,tg为穿索脊杆外套管极限抗拉强度；
步骤三，脊杆节点连接件设计：
脊杆节点连接件承载力不小于穿索脊杆承载力：
Nj≥Ns【10】
脊杆节点连接件受拉、受压通过穿索脊杆外套管及承压型高强螺栓进行传力，节点抗拉、抗压承载力：
Nzg＝Azg·fzg 【14】
Ntg＝Atg·ftg 【15】
式【10】中Nj为脊杆节点连接件承载力设计值；Ns为拉索破断力；Nj按照【11】、【12】、【13】、【14】、【15】进行计算；Ns按照式【5】进行计算；式【11】中
为承压型高强螺栓抗剪承载力设计值；
为承压型高强螺承压承载力设计值；Nzg为脊杆连接杆承载力设计值；Ntg为穿索脊杆外套管承载力设计值；式【12】中nv为受剪面数目；d为承压型高强螺栓直径；
为承压型高强螺栓的抗剪强度设计值；式【13】中d为承压型高强螺栓直径；∑t为在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值；fc b为承压型高强螺栓的承压强度设计值；式【14】中fzg为脊杆连接杆抗拉强度设计值；Azg为脊杆连接杆的净截面面积；式【15】中ftg为穿索脊杆外套管抗拉强度设计值；Atg为穿索脊杆外套管的净截面面积。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供的一种插入式穿索脊杆连接节点，通过预应力拉索、拉索固定器使得穿索脊杆外套管与穿索脊杆无缝圆钢管相连接，通过脊杆节点连接件及承压型高强螺栓，使得穿索脊杆与脊杆节点连接件相连接，综合运用预应力插入自锁及全螺栓连接技术，提出适用于索穹顶结构的插入式穿索脊杆连接节点，该节点在受拉时拉索发挥作用，受压时无缝圆钢管发挥作用，能够充分发挥拉索的抗拉性能及无缝圆钢管的抗压性能，节点轴向刚度高，具有良好的力学性能，能够实现索穹顶上部结构脊杆及脊索的全螺栓预应力连接及高效装配。
2.本发明提供的一种插入式穿索脊杆连接节点及其施工、设计方法，结构简单，刚度大、力学性能良好、安全可靠，能够实现索穹顶上部结构铺设刚性屋面，能够适用于大跨度及超大跨度空间钢结构建筑，实现了建筑绿色化及工业化；避免了施工现场焊接连接，显著提高施工效率，节省人工成本，实现了结构可拆卸异地重建、有利于推动大跨度钢结构智能化及工业化建造。
附图说明
图1为本发明实施例的一种插入式穿索脊杆连接节点结构示意图；
图2为本发明实施例的一种插入式穿索脊杆连接节点分解图；
图3为本发明实施例的穿索脊杆结构示意图；
图4为本发明实施例的穿索脊杆各部件相对位置示意图；
图5为本发明实施例的穿索脊杆分解图；
图6为本发明实施例的穿索脊杆外套管结构示意图；
图7为本发明实施例的带孔隔板结构示意图；
图8为本发明实施例的脊杆节点连接件结构示意图；
图中，1、穿索脊杆；11、无缝圆钢管；12、穿索脊杆外套管；121、无孔圆钢管；122、带孔隔板；123、带孔圆钢管；13、拉索；14、拉索固定器；2、脊杆节点连接件；21、脊杆连接杆；22、连接件隔板；23、连接件耳板；3、承压型高强螺栓。
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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参阅图1-图8，本发明实施例一种插入式穿索脊杆连接节点，包括：穿索脊杆1、脊杆节点连接件2及承压型高强螺栓3，穿索脊杆1的穿索脊杆外套管12的带孔圆钢管123套接在脊杆节点连接件2的脊杆连接杆21外侧，并通过承压型高强螺栓3相连，脊杆连接杆21上设置有贯通螺栓孔；其中，穿索脊杆1由无缝圆钢管11及穿索脊杆外套管12通过拉索13施加预应力并用拉索固定器14连接而成。
进一步地，穿索脊杆1包括：无缝圆钢管11、穿索脊杆外套管12、拉索13、拉索固定器14，拉索13内置于无缝圆钢管11内部，无缝圆钢管11插入穿索脊杆外套管12的无孔圆钢管121内部，拉索13两端穿过穿索脊杆外套管12的带孔隔板122，施加拉索13破断力35％的预应力后通过拉索固定器14锚固，拉索固定器14位于带孔圆钢管123内部并紧贴带孔隔板122表面。
进一步地，穿索脊杆外套管12包括：无孔圆钢管121、带孔隔板122和带孔圆钢管123，带孔圆钢管123焊接在带孔隔板122一侧，无孔圆钢管121焊接在带孔隔板122另一侧，带孔圆钢管123、带孔隔板122及无孔圆钢管121轴线均处于同一直线上；带孔圆钢管123直径与无孔圆钢管121直径相同，无孔圆钢管121与无缝圆钢管11之间间隙不大于1mm。
进一步地，脊杆节点连接件2包括：脊杆连接杆21、连接件隔板22、连接件耳板23，脊杆连接杆21焊接在连接件隔板22两侧，连接件耳板23焊接在连接件隔板22两侧；脊杆连接杆21与带孔圆钢管123之间缝隙不小于1mm，不大于3mm；连接件耳板23用于连接索穹顶结构中的斜索。
进一步地，带孔隔板122中心圆孔直径比拉索13直径大1-3mm，带孔隔板122直径比无孔圆钢管121及带孔圆钢管123直径大10mm。
本发明的一种插入式穿索脊杆连接节点的施工方法，包括步骤如下：
步骤一：制作穿索脊杆外套管12，穿索脊杆外套管12由无孔圆钢管121、带孔隔板122和带孔圆钢管123焊接固定连接而成，所述带孔隔板122中心圆孔直径比拉索13直径大1-3mm，带孔隔板122直径比无孔圆钢管121及带孔圆钢管123直径大10mm；
步骤二：制作脊杆节点连接件2，脊杆节点连接件2由脊杆连接杆21、连接件隔板22及连接件耳板23焊接固定连接而成，脊杆连接杆21焊接在连接件隔板22两侧，连接件耳板23焊接在连接件隔板22两侧；脊杆连接杆21上设置有贯通螺栓孔，用于连接穿索脊杆1的带孔圆钢管123，脊杆连接杆21直径与带孔圆钢管123直径之差为1-3mm；
步骤三：安装穿索脊杆1，首先，将拉索13内置于无缝圆钢管11内部；其次，将无缝圆钢管11插入穿索脊杆外套管12的无孔圆钢管121内部，将拉索13两端穿过穿索脊杆外套管12的带孔隔板122；最后，张拉拉索13直至拉索13破断力的35％，通过拉索固定器14锚固拉索13，拉索固定器14位于带孔圆钢管123内部并紧贴带孔隔板122表面；
步骤四：装配插入式穿索脊杆连接节点，首先将穿索脊杆1套接于脊杆节点连接件2的脊杆连接杆21外侧，然后安装承压型高强螺栓3并进行初拧，最后，终拧承压型高强螺栓3。
本发明的一种插入式穿索脊杆连接节点的设计方法，包括步骤如下：
步骤一，穿索脊杆轴向承载力设计：
穿索脊杆的无缝圆钢管抗拉承载力不大于拉索破断力的1/3，充分发挥无缝圆钢管的抗压性能和拉索的抗拉性能，同时节省用料：
3Nt≤Ns【1】
Nt＝A·fu【3】
式【1】中Nt为无缝圆钢管极限抗拉承载力，Ns为拉索破断力；其中Nt和Ns按照式【3】、【5】进行计算；式【2】中
为无缝圆钢管抗压承载力设计值；
为拉索设计拉力；式【3】、【4】中A为无缝圆钢管横截面面积；式【3】中fu为无缝圆钢管极限抗拉强度；式【4】中f为无缝圆钢管抗压强度设计值；式【5】中K为拉索破断力系数；D为拉索直径；
为拉索极限抗拉强度；
步骤二，穿索脊杆外套管抗拉、抗压承载力设计：
穿索脊杆外套管抗拉承载力不小于拉索抗拉承载力：
Ntg≥Nfs 【6】
Ntg＝Atgftg 【7】
极限承载力验算：
Nu,tg≥Ns 【8】
Nu,tg＝Atgfu,tg 【9】
式【6】中Ntg为穿索脊杆外套管抗拉、抗压承载力设计值；Nfs为拉索抗拉承载力设计值；式【7】中Atg为穿索脊杆外套管净横截面面积；ftg为穿索脊杆外套管抗拉强度设计值；式【8】中Nu,tg为穿索脊杆外套管极限抗拉承载力；Ns为拉索破断力；式【9】中Atg为穿索脊杆外套管净横截面面积；fu,tg为穿索脊杆外套管极限抗拉强度；
步骤三，脊杆节点连接件设计：
脊杆节点连接件承载力不小于穿索脊杆承载力：
Nj≥Ns【10】
脊杆节点连接件受拉、受压通过穿索脊杆外套管及承压型高强螺栓进行传力，节点抗拉、抗压承载力：
Nzg＝Azg·fzg 【14】
Ntg＝Atg·ftg 【15】
式【10】中Nj为脊杆节点连接件承载力设计值；Ns为拉索破断力；Nj按照【11】、【12】、【13】、【14】、【15】进行计算；Ns按照式【5】进行计算；式【11】中
为承压型高强螺栓抗剪承载力设计值；
为承压型高强螺承压承载力设计值；Nzg为脊杆连接杆承载力设计值；Ntg为穿索脊杆外套管承载力设计值；式【12】中nv为受剪面数目；d为承压型高强螺栓直径；
为承压型高强螺栓的抗剪强度设计值；式【13】中d为承压型高强螺栓直径；∑t为在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值；fc b为承压型高强螺栓的承压强度设计值；式【14】中fzg为脊杆连接杆抗拉强度设计值；Azg为脊杆连接杆的净截面面积；式【15】中ftg为穿索脊杆外套管抗拉强度设计值；Atg为穿索脊杆外套管的净截面面积。
本发明提供的一种插入式穿索脊杆连接节点及其施工、设计方法，结构简单，安全可靠，通过预应力拉索、拉索固定器使得穿索脊杆外套管与穿索脊杆无缝圆钢管相连接，通过脊杆节点连接件及承压型高强螺栓，使得穿索脊杆与脊杆节点连接件相连接，综合运用预应力插入自锁及全螺栓连接技术，提出适用于索穹顶结构的插入式穿索脊杆连接节点，该节点在受拉时拉索发挥作用，受压时无缝圆钢管发挥作用，能够充分发挥拉索的抗拉性能及无缝圆钢管的抗压性能，节点轴向刚度高，具有良好的力学性能，能够实现索穹顶上部结构脊杆及脊索的全螺栓预应力连接及高效装配以及索穹顶上部结构铺设刚性屋面，能够适用于大跨度及超大跨度空间钢结构建筑，实现了建筑绿色化及工业化；避免了施工现场焊接连接，显著提高施工效率，节省人工成本，实现了结构可拆卸异地重建、有利于推动大跨度钢结构智能化及工业化建造。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于，其包括：穿索脊杆(1)、脊杆节点连接件(2)和承压型高强螺栓(3)；
所述穿索脊杆(1)包括：无缝圆钢管(11)、两个穿索脊杆外套管(12)、拉索(13)和两个拉索固定器(14)；
所述穿索脊杆外套管(12)包括：无孔圆钢管(121)、带孔隔板(122)和带孔圆钢管(123)，带孔圆钢管(123)焊接在带孔隔板(122)一侧，无孔圆钢管(121)焊接在带孔隔板(122)另一侧，带孔圆钢管(123)、带孔隔板(122)及无孔圆钢管(121)轴线均处于同一直线上；
所述无缝圆钢管(11)两端分别插入两个穿索脊杆外套管(12)的无孔圆钢管(121)内部，拉索(13)两端穿过两个穿索脊杆外套管(12)的带孔隔板(122)，两个拉索固定器(14)位于两个穿索脊杆外套管(12)的带孔圆钢管(123)内部并紧贴带孔隔板(122)表面，通过拉索(13)施加预应力并用拉索固定器(14)锚固无缝圆钢管(11)与两个穿索脊杆外套管(12)；
所述脊杆节点连接件(2)包括：脊杆连接杆(21)和连接件隔板(22)，脊杆连接杆(21)焊接在连接件隔板(22)两侧，脊杆连接杆(21)上设置有贯通螺栓孔；
所述带孔圆钢管(123)套接在脊杆连接杆(21)外侧，并通过承压型高强螺栓(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于：所述预应力为拉索(13)破断力的35％。
3.根据权利要求1所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于：所述带孔圆钢管(123)直径与无孔圆钢管(121)直径相同，无孔圆钢管(121)与无缝圆钢管(11)之间间隙不大于1mm。
4.根据权利要求1所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于：所述带孔隔板(122)中心圆孔直径比拉索(13)直径大1-3mm，带孔隔板(122)直径比无孔圆钢管(121)及带孔圆钢管(123)直径大10mm。
5.根据权利要求1所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于：所述脊杆节点连接件(2)还包括：连接件耳板(23)，连接件耳板(23)焊接在连接件隔板(22)两侧。
6.根据权利要求1所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于：所述脊杆连接杆(21)与带孔圆钢管(123)之间缝隙不小于1mm，不大于3mm。
7.一种插入式穿索脊杆连接节点的施工方法，用于实施如权利要求1至6中任意一项所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一：制作穿索脊杆外套管(12)，所述穿索脊杆外套管(12)由无孔圆钢管(121)、带孔隔板(122)和带孔圆钢管(123)焊接固定连接而成，所述带孔隔板(122)中心圆孔直径比拉索(13)直径大1-3mm，带孔隔板(122)直径比无孔圆钢管(121)及带孔圆钢管(123)直径大10mm；
步骤二：制作脊杆节点连接件(2)，所述脊杆节点连接件(2)由脊杆连接杆(21)、连接件隔板(22)及连接件耳板(23)焊接固定连接而成，脊杆连接杆(21)焊接在连接件隔板(22)两侧，连接件耳板(23)焊接在连接件隔板(22)两侧；脊杆连接杆(21)上设置有贯通螺栓孔，用于连接穿索脊杆(1)的带孔圆钢管(123)，脊杆连接杆(21)直径与带孔圆钢管(123)直径之差为1-3mm；
步骤三：安装穿索脊杆(1)，首先，将拉索(13)内置于无缝圆钢管(11)内部；其次，将无缝圆钢管(11)插入穿索脊杆外套管(12)的无孔圆钢管(121)内部，将拉索(13)两端穿过穿索脊杆外套管(12)的带孔隔板(122)；最后，张拉拉索(13)直至拉索(13)破断力的35％，通过拉索固定器(14)锚固拉索(13)，拉索固定器(14)位于带孔圆钢管(123)内部并紧贴带孔隔板(122)表面；
步骤四：装配插入式穿索脊杆连接节点，首先将穿索脊杆(1)套接于脊杆节点连接件(2)的脊杆连接杆(21)外侧，然后安装承压型高强螺栓(3)并进行初拧，最后，终拧承压型高强螺栓(3)。
8.一种插入式穿索脊杆连接节点的设计方法，用于设计如权利要求1至6任一项所述的一种插入式穿索脊杆连接节点，其特征在于：包括步骤如下：
步骤一，穿索脊杆轴向承载力设计：
穿索脊杆的无缝圆钢管抗拉承载力不大于拉索破断力的1/3，充分发挥无缝圆钢管的抗压性能和拉索的抗拉性能，同时节省用料：
3Nt≤Ns 【1】
Nt＝A·fu 【3】
式【1】中Nt为无缝圆钢管极限抗拉承载力，Ns为拉索破断力；其中Nt和Ns按照式【3】、【5】进行计算；式【2】中
为无缝圆钢管抗压承载力设计值；
为拉索设计拉力；式【3】、【4】中A为无缝圆钢管横截面面积；式【3】中fu为无缝圆钢管极限抗拉强度；式【4】中f为无缝圆钢管抗压强度设计值；式【5】中K为拉索破断力系数；D为拉索直径；fu s为拉索极限抗拉强度；
步骤二，穿索脊杆外套管抗拉、抗压承载力设计：
穿索脊杆外套管抗拉承载力不小于拉索抗拉承载力：
Ntg≥Nfs【6】
Ntg＝Atgftg【7】
极限承载力验算：
Nu,tg≥Ns【8】
Nu,tg＝Atgfu,tg【9】
式【6】中Ntg为穿索脊杆外套管抗拉、抗压承载力设计值；Nfs为拉索抗拉承载力设计值；式【7】中Atg为穿索脊杆外套管净横截面面积；ftg为穿索脊杆外套管抗拉强度设计值；式【8】中Nu,tg为穿索脊杆外套管极限抗拉承载力；Ns为拉索破断力；式【9】中Atg为穿索脊杆外套管净横截面面积；fu,tg为穿索脊杆外套管极限抗拉强度；
步骤三，脊杆节点连接件设计：
脊杆节点连接件承载力不小于穿索脊杆承载力：
Nj≥Ns【10】
脊杆节点连接件受拉、受压通过穿索脊杆外套管及承压型高强螺栓进行传力，节点抗拉、抗压承载力：
Nzg＝Azg·fzg【14】
Ntg＝Atg·ftg【15】
式【10】中Nj为脊杆节点连接件承载力设计值；Ns为拉索破断力；Nj按照【11】、【12】、【13】、【14】、【15】进行计算；Ns按照式【5】进行计算；式【11】中
为承压型高强螺栓抗剪承载力设计值；
为承压型高强螺承压承载力设计值；Nzg为脊杆连接杆承载力设计值；Ntg为穿索脊杆外套管承载力设计值；式【12】中nv为受剪面数目；d为承压型高强螺栓直径；
为承压型高强螺栓的抗剪强度设计值；式【13】中d为承压型高强螺栓直径；∑t为在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值；
为承压型高强螺栓的承压强度设计值；式【14】中fzg为脊杆连接杆抗拉强度设计值；Azg为脊杆连接杆的净截面面积；式【15】中ftg为穿索脊杆外套管抗拉强度设计值；Atg为穿索脊杆外套管的净截面面积。
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