CN221001442U - 新型5方向空间交汇铸钢索夹节点、空间索网结构体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点、空间索网结构体系。索夹节点包括：环向铸钢件，其至少具有相对的第一面和第二面，并且在第一面形成有凹形槽；一个竖向铸钢件，竖向铸钢件竖向地以其一端固定连接于环向铸钢件的第二面；一个径向铸钢件，径向铸钢件径向地以其一端固定连接于环向铸钢件的第二面；两个斜向铸钢件，斜向铸钢件斜向地以其一端固定连接于环向铸钢件的第二面；并且一个竖向铸钢件、一个径向铸钢件以及两个斜向铸钢件的反向延长线与环向拉索5个方向在索夹节点上汇交于一点。本实用新型的索夹节点解决了空间交汇多方向斜交杆件和拉索不能交于一点的难题，受力合理，施工方便安全。

Description

新型5方向空间交汇铸钢索夹节点、空间索网结构体系

技术领域

本发明涉及建筑结构及施工技术领域，尤其是空间索网结构，具体为一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点、空间索网结构体系。

背景技术

索夹节点设计是关系空间索网结构体系成败的关键，而目前研究中一些新型节点设计及使用还不是很多。一般常规的索夹节点空间交汇杆件较少，如图4所示，一般为一到三根杆件相交，且索夹铸钢节点与撑杆等杆件采用刚性连接。这样设计节点无法保证多方向杆件受力交汇于一点，在现场施工时无法保证节点受力合理。

对于一些新型空间索网等结构，索夹节点比较复杂，有时会有超过五个方向的杆件受力汇交于一点，现有技术中没有很好的方法解决，急需要一种新型的索夹节点、索网结构体系。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点、空间索网结构体系，解决了空间交汇多方向斜交杆件和拉索不能交于一点的难题，保证了受力合理，施工方便安全。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

本实用新型首先提供一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点，包括：

环向铸钢件，其至少具有相对的第一面和第二面，并且在所述第一面形成有凹形槽，所述凹形槽用于穿设并保持环向拉索；

一个竖向铸钢件，所述竖向铸钢件竖向地以其一端固定连接于所述环向铸钢件的所述第二面，其另一端用于连接竖向撑杆；

一个径向铸钢件，所述径向铸钢件径向地以其一端固定连接于所述环向铸钢件的所述第二面，其另一端用于连接径向拉杆；

两个斜向铸钢件，所述斜向铸钢件斜向地以其一端固定连接于所述环向铸钢件的所述第二面，其另一端用于连接斜向撑杆；并且

所述一个竖向铸钢件、一个径向铸钢件以及两个斜向铸钢件的反向延长线与所述环向拉索5个方向在索夹节点上汇交于一点。

在一些实施例中，该索夹节点还包括底部扣板，其上预设有多个通孔，所述环向铸钢件的所述第一面对应预设有多个螺栓孔，所述环向拉索通过多个底部紧固螺栓穿过多个通孔和多个螺栓孔保持于所述凹形槽内。

在一些实施例中，所述环向铸钢件的所述第一面开设有沉槽，所述多个螺栓孔开设于所述沉槽中。

在一些实施例中，所述沉槽的尺寸与所述底部扣板的尺寸匹配，并且沉槽的深度不小于所述底部扣板的厚度。

在一些实施例中，两个所述斜向铸钢件对称地分布于所述一个竖向铸钢件的左右两侧。

在一些实施例中，所述环向铸钢件的所述凹形槽的纵向轴线与所述一个竖向铸钢件、所述两个斜向铸钢件的轴线共面。

在一些实施例中，所述环向铸钢件为块体结构，所述第一面为块体结构的底面，所述第二面为块体结构的顶面，所述凹形槽为在块体结构的底面预先开设的弧形槽；和/或

所述竖向铸钢件、径向铸钢件以及斜向铸钢件均为双耳板结构，与对应杆件通过销轴连接。

在一些实施例中，所述竖向铸钢件、径向铸钢件以及斜向铸钢件一端焊接固定于所述环向铸钢件的所述第二面；或者

所述环向铸钢件、竖向铸钢件、径向铸钢件以及斜向铸钢件整体利用模具一体浇筑成型。

本实用新型进一步提供一种新型空间索网结构体系，包括前述的任一项索夹节点，还包括：

环向拉索，所述环向拉索穿设并保持于所述环向铸钢件的第一面上的所述凹形槽内；

一根竖向撑杆，其通过销轴与所述一个竖向铸钢件的另一端铰接连接；

一根径向拉杆，其通过销轴与所述一个径向铸钢件的另一端铰接连接；

两根斜向撑杆，其通过销轴与所述两个斜向铸钢件的另一端铰接连接；并且

所述一根竖向撑杆、一根径向拉杆、两根斜向撑杆以及所述环向拉索5个方向在索夹节点上汇交于一点。

在一些实施例中，所述竖向撑杆、斜向撑杆为钢结构硬性撑杆，所述径向拉杆为柔性拉杆。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点、空间索网结构体系，克服了现有技术的不足，包括但不限于：

(1)本实用新型的索夹节点，多个方向的杆件受力汇交于一点，受力合理，解决了空间交汇多方向斜交杆件和拉索不能交于一点的难题。

(2)本实用新型的索夹节点，本身做成铸钢件形式，其与各方向杆件连接做成铰接形式，将具体索夹铸钢节点与撑杆等杆件全部进行分离，现场安装使用非常方便，具有很高的应用推广价值。

(3)本实用新型的索夹节点，采取铸钢件的形式，在制作加工时就可保证各方向力汇交于一点，同时预留了足够空间与其他杆件焊接，施工方便。

(4)本实用新型的索夹节点，两个斜向铸钢件对称地分布于一个竖向铸钢件的左右两侧，可以确保受力传递方向准确合理，减少应力集中，同时有效解决了各杆件空间交汇的位置处理，对结构受力有利。

(5)本实用新型的索夹节点，环向铸钢件的凹形槽的纵向轴线与一个竖向铸钢件、两个斜向铸钢件的轴线共面，这样设计主要是减少应力集中，减少力不共面、不共点、错位造成受力无序的问题，同时增加材料截面的有效利用，降低造价。

应当理解，本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本实用新型一种实施例的空间索网局部结构图；

图2为本实用新型一种实施例的索夹节点结构图；

图3为本实用新型一种实施例的空间索网局部仰视结构图；

图4为现有技术撑杆下端节点结构图。

图中：1、竖向撑杆；2、径向拉杆；3、斜向撑杆一；4、斜向撑杆二；5、环向拉索；6、环向铸钢件；7、径向铸钢件；8、竖向铸钢件；9、斜向铸钢件一；10、斜向铸钢件二；11、底部扣板；12、紧固螺栓；13、凹型槽；14、沉槽。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型借助BIM辅助设计，定制模具下料加工，把索夹节点本身做成铸钢件形式，在加工制作时就解决了空间交汇多方向斜交杆件和拉索不能交于一点的难题，其与各方向杆件连接做成铰接形式，将索夹铸钢节点与撑杆等杆件全部进行分离，保证了受力合理，施工方便安全。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实用新型提供了一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点，参见图1、图2，主要包括：环向铸钢件6，一个竖向铸钢件8，一个径向铸钢件7，两个斜向铸钢件(斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10)。

环向铸钢件6至少具有相对的第一面和第二面，并且在第一面形成有凹形槽13，凹形槽13用于穿设并保持环向拉索5。容易理解，此处所谓的环向铸钢件，并不意味铸钢件本身为环形，而是代表该铸钢件是用于穿设并保持空间索网结构体系的环向拉索。环向铸钢件6例如可以有多个侧面，根据使用场景，第一面和第二面为相对的两个侧面，例如在常规的索网节点中，第一面向下，即环向铸钢件6的底面，第二面向上，即环向铸钢件6的顶面，如此便于拉索从下部穿设，各杆件从上部连接固定。

竖向铸钢件8具有一个，竖向地以其一端固定连接于环向铸钢件6的第二面，即顶面，其另一端用于连接竖向撑杆1。竖向撑杆1即空间索网结构体系中竖直向的一种杆件，用于支撑空间索网结构体系上部结构，例如屋面。

径向铸钢件7具有一个，径向地以其一端固定连接于环向铸钢件6的第二面，其另一端用于连接径向拉杆2。同样，径向拉杆2即空间索网结构体系中径向的一种杆件，用于径向连接其他杆件或节点。

斜向铸钢件具有两个，本实施例中包括斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10，均斜向地以其一端固定连接于环向铸钢件6的第二面，其另一端用于连接斜向撑杆一3、斜向撑杆二4。

本实用新型中，通过BIM辅助设计精确定位，仿真计算设计分析，定制模具下料加工，制作得到铸钢件形式的索夹节点，使得上述一个竖向铸钢件8、一个径向铸钢件7以及两个斜向铸钢件(斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10)的反向延长线与环向拉索5五个方向在索夹节点上汇交于一点，如此，解决了空间交汇多方向斜交杆件和拉索不能交于一点的难题，保证了受力合理准确，施工方便安全。

参见图2，在一些实施例中，环向铸钢件6为块体结构，其中第一面为块体结构的底面，第二面为块体结构的顶面。

参见图3，环向铸钢件6底面开设有凹型槽13。凹型槽13为弧形槽，例如半圆槽或3/4圆槽，其弧度与环向拉索5的弧度匹配，用以容纳环向拉索5。

继续参见图3，环向铸钢件6底面可分离装配有底部扣板11，其上开设多个通孔，环向铸钢件6上对应开设有多个螺栓孔。底部扣板11为弧形扣板，其中间弧度与环向拉索5的弧度匹配，用以容纳环向拉索5。

由此可见，环向铸钢件6的凹型槽13与底部扣板11形成的容置空间，可以容纳环向拉索5穿过环向铸钢件6，通过多个紧固螺栓12穿过底部扣板11上的通孔和环向铸钢件6上的螺栓孔紧固固定。

进一步的，环向铸钢件6的底面还开设有沉槽14，顾名思义，沉槽就是在环向铸钢件6的底面形成的下沉空间，沉槽14具体形成在凹型槽13的四周，其长宽尺寸与底部扣板11的长宽尺寸匹配或比底部扣板11的长宽尺寸略大，沉槽14的深度大于等于底部扣板11的厚度，使得底部扣板11可以完整的放入沉槽14中。沉槽14的大小可以完全容纳底部扣板11，且放入后底部扣板11的表面与环向铸钢件6的底面齐平或基本齐平，达到整齐美观的使用效果。

容易理解，在设置沉槽14时，环向铸钢件6上的多个螺栓孔预设在沉槽14中，用来匹配紧固螺栓。

使用时，环向拉索5穿过环向铸钢件6底面上的凹型槽13后盖上底部扣板11，紧固螺栓12穿过底部扣板11的通孔后，插入到环向铸钢件6沉槽14内的螺栓孔中并拧紧固定。通过这种设计，现场施工时，环向拉索可以方便的安装和拆除。

参见图1、图2，斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10对称地分布于一个竖向铸钢件8的左右两侧。这样布置，可以确保受力传递方向准确合理，减少应力集中，同时有效解决了各杆件空间交汇的位置处理，对结构受力更有利。

环向铸钢件6的凹形槽13的纵向轴线与一个竖向铸钢件8、两个斜向铸钢件的轴线在一个平面内。与上面类似，这样设计可以减少应力集中，减少力不共面、不共点、错位造成受力无序的问题，增加材料截面的有效利用，降低造价。

继续参见图2，竖向铸钢件8、径向铸钢件7以及斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10均为双耳板结构，其一端焊接在环向铸钢件6的顶面；或者，为了保证稳固性，环向铸钢件6、竖向铸钢件8、径向铸钢件7以及斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10也可以整体利用模具一体浇筑成型。铸钢件与成品钢结构不同，节点加工制作难度大，采用钢水直接浇筑，例如采用G20Mn5N高强钢，G20Mn5N高强钢属于合金钢，强度高，可焊接性好，各铸钢件可以很好地焊接融合在一起，受力合理。

竖向铸钢件8、径向铸钢件7以及斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10另一端开设有销孔，可以与对应杆件通过销轴连接，实现各杆件与节点的铰接连接。通过这种设计，容易使得各杆件受力交汇于一点，且现场施工时，杆件可以方便的安装和拆除。

本实用新型还提供一种多方向交汇的空间索网体系，采用前述的索夹节点，继续参见图1，还包括环向拉索5、一根竖向撑杆1、一个径向拉杆2、两个斜向撑杆(斜向撑杆一3、斜向撑杆二4)，上述杆件的五个方向在索夹节点上汇交于一点。其中：环向拉索5穿过环向铸钢件6的凹形槽13，并通过底部扣板11固定；竖向撑杆1与竖向铸钢件8通过销轴连接；径向拉杆2与径向铸钢件7通过销轴连接；斜向撑杆一3、斜向撑杆二4与斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10通过销轴连接。上述各部件共同构成了多方向空间交汇索网结构体系。这种空间索网体系，可解决空间交汇多方向斜交杆件和拉索不能交于一点的难题，经过工程实践检验，受力合理，安全可靠，且在现场安装使用非常方便，因此具有很高的应用推广价值。

本实用新型中所指的竖向撑杆1、两个斜向撑杆(斜向撑杆一3、斜向撑杆二4)通常为钢结构硬性撑杆，径向拉杆2通常为柔性拉杆，例如索。

本实用新型的使用安装顺序如下：

第一步，先安装竖向撑杆1；

第二步，安装索夹节点的环向铸钢件6，竖向撑杆1与索夹节点的竖向铸钢件8用销轴临时固定连接；

第三步，安装径向拉杆2，并与索夹节点的径向铸钢件7用销轴临时固定连接；

第四步，安装斜向撑杆一3、斜向撑杆二4，并与索夹节点的斜向铸钢件一9、斜向铸钢件二10用销轴临时固定连接；

第五步，安装环向拉索5，穿过索夹节点的凹型槽13，与索夹节点的环向铸钢件6临时固定；

第六步，安装底部扣板11和紧固螺栓12；

第七步，调整索型到位后，拧紧紧固螺栓12，完成索夹节点及空间杆件的安装。

综上可知，本实用新型提供的新型多方向空间交汇铸钢索夹节点，与传统的常规索夹节点相比，常规索夹节点通过销轴连接，在多方向交汇时，节点处连接板多，相邻比较近，内外无焊接空间，也无法保证焊接质量，很难实现。本实用新型铸钢件制作时就交汇于一点，因此铸钢件深化设计、加工制作难度极大，尤其是轴线要同平面同心，空间尺寸要准确合理，正交和斜交杆件采用双夹板形式，制作时通过单独设计模具，确保空间交汇多方向斜交杆件和拉索交于一点，保证了受力合理。

另外，该复杂节点用铸钢件形式实现了空间交汇和定位，安装时，其他杆件直接与之对接定位即可，也预留了足够空间与其他杆件焊接，因此施工方便安全。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种新型5方向空间交汇铸钢索夹节点，其特征在于，包括：

环向铸钢件，其至少具有相对的第一面和第二面，并且在所述第一面形成有凹形槽，所述凹形槽用于穿设并保持环向拉索；

一个竖向铸钢件，所述竖向铸钢件竖向地以其一端固定连接于所述环向铸钢件的所述第二面，其另一端用于连接竖向撑杆；

一个径向铸钢件，所述径向铸钢件径向地以其一端固定连接于所述环向铸钢件的所述第二面，其另一端用于连接径向拉杆；

两个斜向铸钢件，所述斜向铸钢件斜向地以其一端固定连接于所述环向铸钢件的所述第二面，其另一端用于连接斜向撑杆；并且

所述一个竖向铸钢件、一个径向铸钢件以及两个斜向铸钢件的反向延长线与所述环向拉索5个方向在索夹节点上汇交于一点。

2.根据权利要求1所述的索夹节点，其特征在于：

该索夹节点还包括底部扣板，其上预设有多个通孔，所述环向铸钢件的所述第一面对应预设有多个螺栓孔，所述环向拉索通过多个底部紧固螺栓穿过多个通孔和多个螺栓孔保持于所述凹形槽内。

3.根据权利要求2所述的索夹节点，其特征在于：

所述环向铸钢件的所述第一面开设有沉槽，所述多个螺栓孔开设于所述沉槽中。

4.根据权利要求3所述的索夹节点，其特征在于：

所述沉槽的尺寸与所述底部扣板的尺寸匹配，并且沉槽的深度不小于所述底部扣板的厚度。

5.根据权利要求1所述的索夹节点，其特征在于：

两个所述斜向铸钢件对称地分布于所述一个竖向铸钢件的左右两侧。

6.根据权利要求1所述的索夹节点，其特征在于：

所述环向铸钢件的所述凹形槽的纵向轴线与所述一个竖向铸钢件、所述两个斜向铸钢件的轴线共面。

7. 根据权利要求1所述的索夹节点，其特征在于：

所述环向铸钢件为块体结构，所述第一面为块体结构的底面，所述第二面为块体结构的顶面，所述凹形槽为在块体结构的底面预先开设的弧形槽；和/或

所述竖向铸钢件、径向铸钢件以及斜向铸钢件均为双耳板结构，与对应杆件通过销轴连接。

8. 根据权利要求1所述的索夹节点，其特征在于：

所述竖向铸钢件、径向铸钢件以及斜向铸钢件一端焊接固定于所述环向铸钢件的所述第二面；或者

所述环向铸钢件、竖向铸钢件、径向铸钢件以及斜向铸钢件整体利用模具一体浇筑成型。

9.一种新型空间索网结构体系，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的索夹节点，还包括：

环向拉索，所述环向拉索穿设并保持于所述环向铸钢件的第一面上的所述凹形槽内；

一根竖向撑杆，其通过销轴与所述一个竖向铸钢件的另一端铰接连接；

一根径向拉杆，其通过销轴与所述一个径向铸钢件的另一端铰接连接；

两根斜向撑杆，其通过销轴与所述两个斜向铸钢件的另一端铰接连接；并且

所述一根竖向撑杆、一根径向拉杆、两根斜向撑杆以及所述环向拉索5个方向在索夹节点上汇交于一点。

10.根据权利要求9所述的新型空间索网结构体系，其特征在于：

所述竖向撑杆、斜向撑杆为钢结构硬性撑杆，所述径向拉杆为柔性拉杆。