專利名稱：適用于張弦桁架撐桿與雙索相連的碟形節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及張弦桁架結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種適用于張弦桁架撐桿與雙索 相連的碟形節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
張弦桁架結(jié)構(gòu)是我國(guó)大跨度建筑結(jié)構(gòu)中新興的一種結(jié)構(gòu)形式，是近十余年 發(fā)展起來(lái)的一種大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)由三類基本構(gòu)件組成， 即可以承受壓力的上弦剛性構(gòu)件、下弦的高強(qiáng)度拉索以及連接兩者的撐桿。該 結(jié)構(gòu)的基本受力特性是通過張拉下弦高強(qiáng)度拉索使得撐桿產(chǎn)生向上的分力，導(dǎo) 致上弦桁架產(chǎn)生與外荷載作用下相反的內(nèi)力的變位，從而降低上弦構(gòu)件的內(nèi)力 減小結(jié)構(gòu)的變形。從結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)來(lái)看，由于張弦桁架結(jié)構(gòu)的下弦采用高強(qiáng)度 拉索，其不僅可以承受結(jié)構(gòu)在荷載作用下的拉力，而且可以適當(dāng)?shù)膶?duì)結(jié)構(gòu)施加 預(yù)應(yīng)力以改善結(jié)構(gòu)的受力性能，從而提高結(jié)構(gòu)的跨越能力。目前主要在大型公 共和工業(yè)建筑中使用，例如機(jī)場(chǎng)，展覽館，火車站等等。
張弦桁架結(jié)構(gòu)由其特殊的組成構(gòu)件，可以將其主要連接節(jié)點(diǎn)分為支座節(jié) 點(diǎn)、撐桿與下弦拉索節(jié)點(diǎn)以及撐桿與上弦構(gòu)件節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型所涉及的便是 撐桿與下弦拉索的節(jié)點(diǎn)，這類節(jié)點(diǎn)構(gòu)造必須嚴(yán)格按照計(jì)算分析簡(jiǎn)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)于只存在豎向撐桿的張弦桁架結(jié)構(gòu)，其下弦拉索和撐桿之間必須固定，因此 其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)保證將索夾緊，不能滑動(dòng)。
目前大多數(shù)工程是采用由兩個(gè)實(shí)心半球組成的索球節(jié)點(diǎn)來(lái)扣緊下弦拉索， 而這種索球節(jié)點(diǎn)主要有兩種形式 一種為節(jié)點(diǎn)的各部件之間焊接連接，另一種 為各部件之間用螺栓機(jī)械連接。從鋼結(jié)構(gòu)的角度上講，焊接帶來(lái)了過大的殘余 應(yīng)力，將引起索中預(yù)應(yīng)力的傳遞損失，而螺栓連接則不會(huì)有這種問題。從換索 的角度上講，焊接后的節(jié)點(diǎn)將無(wú)法再進(jìn)行索的更換，必需時(shí)只能對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞， 換索后再一次進(jìn)行焊接，而螺栓連接的節(jié)點(diǎn)則可以很方便進(jìn)行拆卸，換索后可 以再進(jìn)行組裝。鑒于螺栓連接的諸多優(yōu)點(diǎn)，目前工程中的此類節(jié)點(diǎn)大多采用螺 栓連接，上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的張弦結(jié)構(gòu)中索與撐桿的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造是將索球扣 在撐桿的槽內(nèi)，而廣州國(guó)際會(huì)展中心的構(gòu)造是利用一個(gè)鍛鋼節(jié)點(diǎn)將索球和撐桿 相連。以上的這些節(jié)點(diǎn)形式只是應(yīng)用于單根拉索的張弦桁架結(jié)構(gòu)中，而對(duì)于兩 根拉索的撐桿與拉索連接節(jié)點(diǎn)，則應(yīng)用很少。因此對(duì)適用于雙索張拉的撐桿與 拉索連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)有著重大意義。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于張弦桁架撐桿 與雙索相連的碟形節(jié)點(diǎn)。
它包括第一連接件、撐桿連接件、第二連接件、雙索上部連接件、雙索下 部左連接件、雙索下部右連接件、內(nèi)六角螺栓，雙索上部連接件設(shè)有第一連接 件，第一連接件上設(shè)有撐桿連接件，撐桿連接件上設(shè)有第二連接件，雙索上部 連接件下方分別設(shè)有雙索下部左連接件、雙索下部右連接件。
本實(shí)用新型的節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單美觀，傳力路徑清晰，全為螺栓機(jī)械連接，避 免了高空焊接帶來(lái)的不確定性以及過大的焊接殘余應(yīng)力。而且易于制作與快速 安裝，亦可方便的進(jìn)行按索。同時(shí)在一定的范圍內(nèi)可以自動(dòng)調(diào)整角度以適應(yīng)不 同索的張拉方向。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明


圖1是張弦桁架結(jié)構(gòu)碟形節(jié)點(diǎn)整體軸側(cè)圖2是張弦桁架結(jié)構(gòu)碟形節(jié)點(diǎn)分解圖3 (a) (i)是張弦桁架結(jié)構(gòu)碟形節(jié)點(diǎn)安裝流程圖4 (a)雙索上部連接件側(cè)視圖4 (b)雙索上部連接件俯視圖5 (a)雙索下部連接件側(cè)視圖5 (b)雙索下部連接件俯視圖6 (a)第二固定件正視圖6 (b)第二固定件側(cè)視圖6 (c)第一固定件正視圖6 (d)第三固定件正視圖6 (e)第三固定件側(cè)視圖6 (f)第一固定件側(cè)視圖7是張弦桁架結(jié)構(gòu)雙索與撐桿連接節(jié)點(diǎn)位置示意圖中第一連接件l、撐桿連接件2、第二連接件3、雙索上部連接件4、
雙索下部左連接件5、雙索下部右連接件6、內(nèi)六角螺栓7。
具體實(shí)施方式
適用于張弦桁架撐桿與艱索相連的碟形節(jié)點(diǎn)包括第一連接件1、撐桿連接 件2、第二連接件3、雙索上部連接件4、雙索下部左連接件5、雙索下部右連接件6、內(nèi)六角螺栓7，雙索上部連接件4設(shè)有第一連接件1，第一連接件1 上設(shè)有撐桿連接件2，撐桿連接件2上設(shè)有第二連接件3，雙索上部連接件4 下方分別設(shè)有雙索下部左連接件5、雙索下部右連接件6。
本實(shí)用新型是為了實(shí)現(xiàn)張弦桁架中撐桿與雙索的連接，滿足固定雙拉索的 要求，使預(yù)應(yīng)力完整的通過撐桿傳遞到張弦桁架中，同時(shí)免去復(fù)雜的焊接工序， 避免產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，并且易于制作與安裝，在換索時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)可方便的進(jìn)行 拆卸，換索后可再進(jìn)行組裝并繼續(xù)使用，而且滿足在一定的范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)能沿索 的張拉方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使預(yù)應(yīng)力傳遞更加合理，真正做到張弦桁架中雙索的安全、 準(zhǔn)確張拉。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的
1、 是一種易于制作、快速安裝、全機(jī)械連接的張弦桁架結(jié)構(gòu)雙索與撐桿 連接的碟形節(jié)點(diǎn)。
由于碟形節(jié)點(diǎn)的各部分構(gòu)件為基本幾何體相交而成，因此在工廠里可以很 方便的進(jìn)行制作。在安裝時(shí)各部分之間為機(jī)械的螺栓連接，這樣提高了安裝速 度并且避免了焊接所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，同時(shí)大大減小的了高空作業(yè)的工作量， 能使建筑成本降低，整體工程的質(zhì)量大幅度提高。本實(shí)用新型根據(jù)不同的撐桿 截面，不同的拉索截面，確定不同的碟形節(jié)點(diǎn)的形狀以及尺寸，進(jìn)而確定此適 用于張弦桁架的撐桿與雙索連接的碟形節(jié)點(diǎn)。
2、 技術(shù)方案是-
1) 碟形節(jié)點(diǎn)沿索張拉方向的自由轉(zhuǎn)動(dòng)主要是通過圖2所示的第一連接件 以及撐桿連接件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在制作時(shí)，第一連接件是由一個(gè)圓柱體沿雙索上部 連接件的弧度進(jìn)行切割而成的，與雙索上部連接件可以通過螺栓進(jìn)行連接。第 一連接件在切割后的截面應(yīng)大于半個(gè)圓，這樣在施加預(yù)應(yīng)力之前利用截面較大 的直徑能夠安裝在撐桿連接件中而不至于脫落，當(dāng)然在施加預(yù)應(yīng)力之后以及正 常工作狀態(tài)時(shí)，由于撐桿受壓，此時(shí)便不存在于脫落問題。撐桿連接件中凹槽 的直徑應(yīng)比第一連接件大lmm-2mm，以使第一連接件有足夠的空間卡到連 接件中，并且可以在凹槽中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)保證了自重作用下兩者不會(huì)脫離。 這樣碟形節(jié)點(diǎn)便通過第一連接件在撐桿連接件凹槽中的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)了沿索張 拉方向的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
2) 碟形節(jié)點(diǎn)對(duì)雙索的固定主要通過內(nèi)六角螺栓連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？紤]到碟 形節(jié)點(diǎn)整體的美觀效果，螺栓采用內(nèi)六角的形式，這樣可以隱藏螺帽和螺母， 使碟形節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)潔明了。在雙索上、下部連接件上開如圖4、 5、 6所示的內(nèi)六角螺栓孔，孔的布置位置盡量保持對(duì)稱。安裝時(shí)先將雙索上部連接件固定，將雙 索卡入到雙索上部連接件的半圓孔中，然后將雙索上、下部連接件用內(nèi)六角螺 栓連接，這樣通過雙索上、下部連接件上開的半圓孔便實(shí)現(xiàn)了雙索的固定。 3、實(shí)現(xiàn)措施及安裝流程
本實(shí)用新型主要應(yīng)用于張弦桁架結(jié)構(gòu)中索張拉時(shí)雙索與撐桿連接的碟形 節(jié)點(diǎn)，考慮到其功能實(shí)現(xiàn)的需要，其相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)措施與安裝流程有
1) 根據(jù)撐桿的截面確定碟形節(jié)點(diǎn)的尺寸，同時(shí)根據(jù)雙索的截面來(lái)確定開 孔的大小，要考慮雙索的外包裝直徑而并不是裸索的直徑，各構(gòu)件之間用內(nèi)六 角螺栓連接，內(nèi)六角螺栓的尺寸取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。各構(gòu)件示意圖見圖2。
2) 安裝時(shí)，首先將第一連接件與雙索上部連接件用內(nèi)六角螺栓相連，連 接時(shí)螺栓從雙索上部連接件的下面穿過預(yù)先開的螺栓孔擰入到第一連接件中， 將兩者固定起來(lái)，如圖3 (a)、 (b)所示。
3) 然后將第一連接件從側(cè)面卡入到撐桿連接件中，使兩者在自重條件下 不會(huì)脫離，同時(shí)滿足第一連接件在撐桿連接件中的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3 (c)、 (d) 所示。
4) 之后將第二連接件與撐桿連接件用內(nèi)六角螺栓相連，連接時(shí)螺栓從第 二連接件的側(cè)面通過預(yù)先開的螺栓孔擰入到撐桿連接件中，如圖3 (e)、 (f) 所示。將撐桿連接件與撐桿最下端焊接，此時(shí)碟形節(jié)點(diǎn)上半部分與張弦桁架結(jié) 構(gòu)的連接完成。
5) 將一根拉索卡入到雙索上部連接件預(yù)先開的圓形孔中，之后將雙索下 部左連接件通過內(nèi)六角螺栓與雙索上部連接件連接，此時(shí)單根拉索與撐桿連接 便已經(jīng)完成，如圖3 (g)、 (h)、 (i)所示。同樣的方法將另一根拉索定位，待 雙索下部左、右連接件均與雙索上部連接件連接好后，再用螺栓將雙索下部左、 右連接件相連，這樣整個(gè)節(jié)點(diǎn)的安裝便已經(jīng)完成，最后形態(tài)如
圖1所示。
6) 進(jìn)行換索時(shí)，按與以上相反的順序?qū)㈦p索下部左、右連接件卸下，換 索完畢后按以上的順序再將雙索下部左、右連接件進(jìn)行安裝即可。
7) 碟形節(jié)點(diǎn)的各構(gòu)件中心線要嚴(yán)格定位，以避免制造誤差。
8) 應(yīng)嚴(yán)格按照安裝流程進(jìn)行安裝，以避免出現(xiàn)無(wú)法安裝或者偏差過大的 現(xiàn)象。
9) 內(nèi)六角螺栓采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
權(quán)利要求1. 一種適用于張弦桁架撐桿與雙索相連的碟形節(jié)點(diǎn)，其特征在于包括第一連接件(1)、撐桿連接件(2)、第二連接件(3)、雙索上部連接件(4)、雙索下部左連接件(5)、雙索下部右連接件(6)、內(nèi)六角螺栓(7)，雙索上部連接件(4)設(shè)有第一連接件(1)，第一連接件(1)上設(shè)有撐桿連接件(2)，撐桿連接件(2)上設(shè)有第二連接件(3)，雙索上部連接件(4)下方分別設(shè)有雙索下部左連接件(5)、雙索下部右連接件(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于張弦桁架撐桿與雙索相連的碟形節(jié)點(diǎn)。它包括第一連接件、撐桿連接件、第二連接件、雙索上部連接件、雙索下部左連接件、雙索下部右連接件、內(nèi)六角螺栓，雙索上部連接件設(shè)有第一連接件，第一連接件上設(shè)有撐桿連接件，撐桿連接件上設(shè)有第二連接件，雙索上部連接件下方分別設(shè)有雙索下部左連接件、雙索下部右連接件，雙索就是通過雙索上、下部連接件進(jìn)行固定的。本實(shí)用新型的節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單美觀，傳力路徑清晰，全為螺栓機(jī)械連接，避免了高空焊接帶來(lái)的不確定性以及過大的焊接殘余應(yīng)力，易于制作與快速安裝，亦可方便的進(jìn)行按索，同時(shí)在一定的范圍內(nèi)可以自動(dòng)調(diào)整角度以適應(yīng)不同索的張拉方向。
文檔編號(hào)E04B1/342GK201250450SQ200820120298
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者彥 張, 林炎飛, 羅堯治 申請(qǐng)人:廣廈建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司;浙江大學(xué)