CN118601372A - 一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑结构技术领域，具体的说是一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法，包括结构柱、结构梁、空间结构体和加固结构，所述空间结构体表面设置有空间结构下弦杆，所述空间结构下弦杆表面设置有空间结构下弦球，所述结构柱设置有多个，所述结构梁安装在所述结构柱端部，用于安装支撑空间结构体，解决了现有空间结构体因达到一定使用年限后承载力下降，出现形变，进而导致安全性降低、承载力不满足要求，以及大跨度空间结构使用功能改变导致原结构承载力无法满足要求的问题，此装置通过加固撑杆、加固撑杆焊接板和缆索形成的倒棱锥体，将空间结构体荷载传递至两端结构柱，保证施工安全性。

Description

一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，具体的说是一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法。

背景技术

20世纪以来，随着科学技术及社会生产力的飞速发展，建筑钢结构凭借着钢材本身材质上的优异性能，制作安装的高度工业化及能够实现传统建筑无法实现的特殊造型等特点，已在国内得到越来越广泛的应用，同传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构主要具有“轻、快、好、省、环保”等特点。

然而，近些年来因各地区大跨度结构多，所以空间结构体应用多，当空间结构达到一定使用年限后承载力下降，变形增加，安全性降低，同时大跨度空间结构使用功能改变，如屋面增加光伏面板，或者后期改造时增加设备等荷载，致使原结构无法满足支撑要求。

为此，本发明提供一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，包括结构柱、结构梁、空间结构体和加固结构；

所述空间结构体表面设置有空间结构下弦杆，所述空间结构下弦杆表面设置有空间结构下弦球；

所述结构柱设置有多个，所述结构梁安装在所述结构柱端部，用于安装支撑空间结构体，所述加固结构用于加固支撑空间结构体；

所述加固结构包括加固撑杆、加固撑杆焊接板和缆索夹具，所述加固撑杆设置有至少三个，所述加固撑杆端部均焊接在加固撑杆焊接板表面，所述加固撑杆远离加固撑杆焊接板的一端与所述空间结构下弦球连接，所述加固结构设置有多个，所述加固机构还包括水平约束拉杆，所述水平约束拉杆焊接在两两加固撑杆之间；

缆索，所述结构柱设置有若干个，两两所述结构柱之间通过缆索拉结，所述加固结构安装在所述缆索上，所述加固撑杆端部焊接有托板，所述托板上设置有螺栓二，所述螺栓二将所述空间结构下弦球固定在托板上，所述托板呈“U”形；

工作时，将缆索两端安装在结构柱表面，然后将多个加固撑杆焊接在加固撑杆焊接板表面，使其形成一个倒置的三棱锥或者四棱锥，然后将加固撑杆端部的“U”形托板与空间结构下弦球顶紧后，再通过螺栓二进行固定，进而形成一个空间结构支撑加固节点，然后再将加固装置通过缆索夹具固定在缆索表面，进而形成一个完整空间结构体加固支撑装置，对空间结构体进行加固支撑，解决了现有空间结构体因达到一定使用年限后承载力下降，出现形变，进而导致安全性降低、承载力不满足要求，以及大跨度空间结构使用功能改变导致原结构承载力无法满足要求的问题，此装置通过加固撑杆、加固撑杆焊接板和缆索形成的倒棱锥体，将空间结构体荷载传递至两端结构柱，保证施工安全性。

优选的，所述加固撑杆焊接板远离加固撑杆的一侧焊接有钢板一，所述钢板一表面设置有螺栓一，所述钢板一表面设置有缆索夹具，所述缆索夹具包括上夹板一、下夹板二和螺栓三，所述上夹板一通过螺栓一与所述钢板一固定连接，所述缆索设置在上夹板一与下夹板一之间，并且通过螺栓三固定；

工作时，先将上压板通过螺栓一固定在钢板一表面，然后再将下压板通过螺栓三预安装在上压板表面，然后将缆索穿过上压板与下压板之间后，将螺栓三拧紧将加固结构固定在缆索表面，通过上夹板一与下夹板一可以将缆索快速安装固定，同时也可以通过拆装螺栓三对加固结构的数量增加、减少，同时通过螺栓一可以将加固架构支撑的角度进行改变，实现不同角度的支撑效果。

优选的，所述结构柱表面设置有承压板和球形螺母，所述结构柱内埋设有金属波纹管，所述结构梁表面设置有钻孔，所述缆索贯通金属波纹管与所述结构梁表面的钻孔，并通过球形螺母与所述承压板配合固定；

工作时，通过金属波纹管可以保护结构柱表面的安装孔，避免缆索晃动时，结构柱与缆索之间过度磨损，将缆索依次穿过缆索夹具、金属波纹管与结构梁表面的钻孔后，将承压板设置在缆索表面，然后再通过球形螺母进行安装固定，进而可以保证缆索受力，将力最终传递至两端结构柱，以确保结构安全性。

优选的，所述下夹板一表面焊接有钢板二，所述钢板二远离下夹板一的一侧设置有稳定索夹具，所述稳定索夹具包括上夹板二、下夹板二和螺栓四，所述上夹板二与下夹板二之间设置有稳定索，并通过所述螺栓四固定，所述缆索与所述稳定索为“十”字交叉设计；

工作时，将下夹板二与上夹板一通过螺栓四预连接，然后将稳定索穿过下夹板一与下夹板二，然后再将螺栓四拧紧，将稳定索安装在稳定索夹具上，使得缆索与稳定索形成“十”字交叉状，进而可以提高加固结构的稳定性，避免出现晃动的情况。

优选的，所述加固撑杆表面设置有抱箍，所述抱箍表面固定连接有支杆，所述支杆远离抱箍的一端固定连接有下压板，所述下压板表面通过铰链转动连接有上压板，所述上压板与下压板之间设置有水平约束拉杆，所述上压板表面固定连接有弧形弹片，所述弹片远离上压板的一端固定连接在下压板表面，所述上压板与下压板均为“V”字形；

工作时，需要将水平约束拉杆焊接在加固撑杆表面，对倒三棱锥体的加固结构进一步支撑，这时先将抱箍安装在加固撑杆表面，然后将上压板通过铰链转动，这时会挤压弹片产生弹力，然后将水平约束拉杆放置在下压板表面，后松开上压板，使得弹片带动上压板贴合在水平约束拉杆表面，将水平约束拉杆进行定位，进而辅助工作人员对其进行焊接，大大提高了工作人员焊接时的效率和稳定性，通过“V”形的上压板与下压板可以适配不同直径的水平约束拉杆，进而可以对不同直径的水平约束拉杆进行定位支撑。

一种空间结构体外索多点支撑加固方式的施工方法，该方法采用上述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，包括以下步骤：

S1：将缆索两端安装在结构柱表面，然后将多个加固撑杆焊接在加固撑杆焊接板表面，使其形成一个倒置的三棱锥或者四棱锥，然后将加固撑杆端部的“U”形托板与空间结构下弦球顶紧后，再通过螺栓二进行固定；

S2：然后再将上压板通过螺栓一固定在钢板一表面，然后再将下压板通过螺栓三预安装在上压板表面，然后将缆索穿过上压板与下压板之间后，将螺栓三拧紧将加固结构固定在缆索表面；

S3：然后再将缆索依次穿过缆索夹具、金属波纹管与结构梁表面的钻孔后，将承压板设置在缆索表面，然后再通过球形螺母进行安装固定；

S4：最后将下夹板二与上夹板一通过螺栓四预连接，然后将稳定索穿过下夹板一与下夹板二，然后再将螺栓四拧紧，将稳定索安装在稳定索夹具上，使得缆索与稳定索形成“十”字交叉状。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法，解决了现有空间结构体因达到一定使用年限后承载力下降，出现形变，进而导致安全性降低、承载力不满足要求，以及大跨度空间结构使用功能改变导致原结构承载力无法满足要求的问题，此装置通过加固撑杆、加固撑杆焊接板和缆索形成的倒棱锥体，将空间结构体荷载传递至两端结构柱，保证施工安全性。

2.本发明所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式及方法，通过上夹板一与下夹板一可以将缆索快速安装固定，同时也可以通过拆装螺栓三对加固结构的数量增加、减少，同时通过螺栓一可以将加固架构支撑的角度进行改变，实现不同角度的支撑效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中的空间结构支撑加固体系平面示意图；

图2是本发明中的空间结构支撑加固体系横向剖面示意图；

图3是本发明中的空间结构支撑加固体系纵向剖面示意图；

图4是本发明中的结构柱俯视结构示意图；

图5是本发明中的结构柱侧视结构示意图；

图6是本发明中结构柱侧视剖面结构示意图；

图7是本发明中的加固撑杆焊接板俯视结构示意图；

图8是本发明中的水平约束拉杆结构示意图；

图9是本发明中的加固撑杆局部结构示意图；

图10是本发明中的上压板结构示意图；

图11是本发明的方法流程示意图。

图中：1、缆索；2、加固撑杆；3、空间结构下弦杆；4、空间结构下弦球；5、水平约束拉杆；6、加固撑杆焊接板；7、螺栓一；8、上夹板一；81、下夹板一；9、螺栓二；10、托板；11、钢板一；12、螺栓三；13、金属波纹管；14、结构柱；15、结构梁；16、承压板；17、球形螺母；18、稳定索；19、上夹板二；191、下夹板二；20、螺栓四；21、钢板二；22、上压板；23、下压板；24、支杆；25、抱箍。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一：如图1至图9所示，本发明实施例所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，包括结构柱14、结构梁15、空间结构体和加固结构；

所述空间结构体表面设置有空间结构下弦杆3，所述空间结构下弦杆3表面设置有空间结构下弦球4；

所述结构柱14设置有多个，所述结构梁15安装在所述结构柱14端部，用于安装支撑空间结构体，所述加固结构用于加固支撑空间结构体；

所述加固结构包括加固撑杆2、加固撑杆焊接板6和缆索1夹具，所述加固撑杆2设置有至少三个，所述加固撑杆2端部均焊接在加固撑杆焊接板6表面，所述加固撑杆2远离加固撑杆焊接板6的一端与所述空间结构下弦球4连接，所述加固结构设置有多个，所述加固机构还包括水平约束拉杆5，所述水平约束拉杆5焊接在两两加固撑杆之间；

缆索1，所述结构柱14设置有若干个，两两所述结构柱14之间通过缆索1拉结，所述加固结构安装在所述缆索1上，所述加固撑杆2端部焊接有托板10，所述托板10上设置有螺栓二9，所述螺栓二9将所述空间结构下弦球4固定在托板10上，所述托板10呈“U”形；

工作时，将缆索1两端安装在结构柱14表面，然后将多个加固撑杆2焊接在加固撑杆焊接板6表面，使其形成一个倒置的三棱锥或者四棱锥，然后将加固撑杆2端部的“U”形托板10与空间结构下弦球4顶紧后，再通过螺栓二9进行固定，进而形成一个空间结构支撑加固节点，然后再将加固装置通过缆索夹具固定在缆索1表面，进而形成一个完整空间结构体加固支撑装置，对空间结构体进行加固支撑，解决了现有空间结构体因达到一定使用年限后承载力下降，出现形变，进而导致安全性降低、承载力不满足要求，以及大跨度空间结构使用功能改变导致原结构承载力无法满足要求的问题，此装置通过加固撑杆、加固撑杆焊接板6和缆索1形成的倒棱锥体，将空间结构体荷载传递至两端结构柱14，保证施工安全性。

所述加固撑杆焊接板6远离加固撑杆2的一侧焊接有钢板一11，所述钢板一11表面设置有螺栓一7，所述钢板一11表面设置有缆索夹具，所述缆索夹具包括上夹板一8、下夹板二191和螺栓三12，所述上夹板一8通过螺栓一7与所述钢板一11固定连接，所述缆索1设置在上夹板一8与下夹板一81之间，并且通过螺栓三12固定；

工作时，先将上压板22通过螺栓一7固定在钢板一11表面，然后再将下压板23通过螺栓三12预安装在上压板22表面，然后将缆索1穿过上压板22与下压板23之间后，将螺栓三12拧紧将加固结构固定在缆索1表面，通过上夹板一8与下夹板一81可以将缆索1快速安装固定，同时也可以通过拆装螺栓三12对加固结构的数量增加、减少，同时通过螺栓一7可以将加固架构支撑的角度进行改变，实现不同角度的支撑效果。

所述结构柱14表面设置有承压板16和球形螺母17，所述结构柱14内埋设有金属波纹管13，所述结构梁15表面设置有钻孔，所述缆索1贯通金属波纹管13与所述结构梁15表面的钻孔，并通过球形螺母17与所述承压板16配合固定；

工作时，通过金属波纹管13可以保护结构柱14表面的安装孔，避免缆索1晃动时，结构柱14与缆索1之间过度磨损，将缆索1依次穿过缆索夹具、金属波纹管13与结构梁15表面的钻孔后，将承压板16设置在缆索1表面，然后再通过球形螺母17进行安装固定，进而可以保证缆索1受力，将力最终传递至两端结构柱14，以确保结构安全性。

所述下夹板一81表面焊接有钢板二21，所述钢板二21远离下夹板一81的一侧设置有稳定索夹具，所述稳定索夹具包括上夹板二19、下夹板二191和螺栓四20，所述上夹板二19与下夹板二191之间设置有稳定索18，并通过所述螺栓四20固定，所述缆索1与所述稳定索18为“十”字交叉设计；

工作时，将下夹板二191与上夹板一8通过螺栓四20预连接，然后将稳定索18穿过下夹板一81与下夹板二191，然后再将螺栓四20拧紧，将稳定索18安装在稳定索夹具上，使得缆索1与稳定索18形成“十”字交叉状，进而可以提高加固结构的稳定性，避免出现晃动的情况。

实施例二：如图10所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述加固撑杆2表面设置有抱箍25，所述抱箍25表面固定连接有支杆24，所述支杆24远离抱箍25的一端固定连接有下压板23，所述下压板23表面通过铰链转动连接有上压板22，所述上压板22与下压板23之间设置有水平约束拉杆5，所述上压板22表面固定连接有弧形弹片，所述弹片远离上压板22的一端固定连接在下压板23表面，所述上压板22与下压板23均为“V”字形；

工作时，需要将水平约束拉杆5焊接在加固撑杆2表面，对倒三棱锥体的加固结构进一步支撑，这时先将抱箍25安装在加固撑杆2表面，然后将上压板22通过铰链转动，这时会挤压弹片产生弹力，然后将水平约束拉杆5放置在下压板23表面，后松开上压板22，使得弹片带动上压板22贴合在水平约束拉杆5表面，将水平约束拉杆5进行定位，进而辅助工作人员对其进行焊接，大大提高了工作人员焊接时的效率和稳定性，通过“V”形的上压板22与下压板23可以适配不同直径的水平约束拉杆5，进而可以对不同直径的水平约束拉杆5进行定位支撑。

如图11所示，一种空间结构体外索多点支撑加固方式的施工方法，该方法采用上述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，包括以下步骤：

S1：将缆索1两端安装在结构柱14表面，然后将多个加固撑杆2焊接在加固撑杆焊接板6表面，使其形成一个倒置的三棱锥或者四棱锥，然后将加固撑杆2端部的“U”形托板10与空间结构下弦球4顶紧后，再通过螺栓二9进行固定；

S2：然后再将上压板22通过螺栓一7固定在钢板一11表面，然后再将下压板23通过螺栓三12预安装在上压板22表面，然后将缆索1穿过上压板22与下压板23之间后，将螺栓三12拧紧将加固结构固定在缆索1表面；

S3：然后再将缆索1依次穿过缆索夹具、金属波纹管13与结构梁15表面的钻孔后，将承压板16设置在缆索1表面，然后再通过球形螺母17进行安装固定；

S4：最后将下夹板二191与上夹板一8通过螺栓四20预连接，然后将稳定索18穿过下夹板一81与下夹板二191，然后再将螺栓四20拧紧，将稳定索18安装在稳定索夹具上，使得缆索1与稳定索18形成“十”字交叉状。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：包括结构柱(14)、结构梁(15)、空间结构体和加固结构；

所述空间结构体表面设置有空间结构下弦杆(3)，所述空间结构下弦杆(3)表面设置有空间结构下弦球(4)；

所述结构柱(14)设置有多个，所述结构梁(15)安装在所述结构柱(14)端部，用于安装支撑空间结构体，所述加固结构用于加固支撑空间结构体；

所述加固结构包括加固撑杆(2)、加固撑杆焊接板(6)和缆索(1)夹具，所述加固撑杆(2)设置有至少三个，所述加固撑杆(2)端部均焊接在加固撑杆焊接板(6)表面，所述加固撑杆(2)远离加固撑杆焊接板(6)的一端与所述空间结构下弦球(4)连接，所述加固结构设置有多个；

缆索(1)，所述结构柱(14)设置有若干个，两两所述结构柱(14)之间通过缆索(1)拉结，所述加固结构安装在所述缆索(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述加固撑杆(2)端部焊接有托板(10)，所述托板(10)上设置有螺栓二(9)，所述螺栓二(9)将所述空间结构下弦球(4)固定在托板(10)上，所述托板(10)呈“U”形。

3.根据权利要求2所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述加固撑杆焊接板(6)远离加固撑杆(2)的一侧焊接有钢板一(11)，所述钢板一(11)表面设置有螺栓一(7)，所述钢板一(11)表面设置有缆索夹具，所述缆索夹具包括上夹板一(8)、下夹板二(191)和螺栓三(12)，所述上夹板一(8)通过螺栓一(7)与所述钢板一(11)固定连接，所述缆索(1)设置在上夹板一(8)与下夹板一(81)之间，并且通过螺栓三(12)固定。

4.根据权利要求3所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述结构柱(14)表面设置有承压板(16)和球形螺母(17)，所述结构柱(14)内埋设有金属波纹管(13)，所述结构梁(15)表面设置有钻孔，所述缆索(1)贯通金属波纹管(13)与所述结构梁(15)表面的钻孔，并通过球形螺母(17)与所述承压板(16)配合固定。

5.根据权利要求4所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述下夹板一(81)表面焊接有钢板二(21)，所述钢板二(21)远离下夹板一(81)的一侧设置有稳定索夹具，所述稳定索夹具包括上夹板二(19)、下夹板二(191)和螺栓四(20)，所述上夹板二(19)与下夹板二(191)之间设置有稳定索(18)，并通过所述螺栓四(20)固定。

6.根据权利要求5所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述加固机构还包括水平约束拉杆(5)，所述水平约束拉杆(5)焊接在两两加固撑杆之间。

7.根据权利要求6所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述缆索(1)与所述稳定索(18)为“十”字交叉设计。

8.根据权利要求7所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：所述加固撑杆(2)表面设置有抱箍(25)，所述抱箍(25)表面固定连接有支杆(24)，所述支杆(24)远离抱箍(25)的一端固定连接有下压板(23)，所述下压板(23)表面通过铰链转动连接有上压板(22)，所述上压板(22)与下压板(23)之间设置有水平约束拉杆(5)，所述上压板(22)表面固定连接有弧形弹片，所述弹片远离上压板(22)的一端固定连接在下压板(23)表面，所述上压板(22)与下压板(23)均为“V”字形。

9.一种空间结构体外索多点支撑加固方式的施工方法，该方法采用权利要求8所述的一种空间结构体外索多点支撑加固方式，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将缆索(1)两端安装在结构柱(14)表面，然后将多个加固撑杆(2)焊接在加固撑杆焊接板(6)表面，使其形成一个倒置的三棱锥或者四棱锥，然后将加固撑杆(2)端部的“U”形托板(10)与空间结构下弦球(4)顶紧后，再通过螺栓二(9)进行固定；

S2：然后再将上压板(22)通过螺栓一(7)固定在钢板一(11)表面，然后再将下压板(23)通过螺栓三(12)预安装在上压板(22)表面，然后将缆索(1)穿过上压板(22)与下压板(23)之间后，将螺栓三(12)拧紧将加固结构固定在缆索(1)表面；

S3：然后再将缆索(1)依次穿过缆索夹具、金属波纹管(13)与结构梁(15)表面的钻孔后，将承压板(16)设置在缆索(1)表面，然后再通过球形螺母(17)进行安装固定；

S4：最后将下夹板二(191)与上夹板一(8)通过螺栓四(20)预连接，然后将稳定索(18)穿过下夹板一(81)与下夹板二(191)，然后再将螺栓四(20)拧紧，将稳定索(18)安装在稳定索夹具上，使得缆索(1)与稳定索(18)形成“十”字交叉状。