預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置，特別適用于張弦梁或者張弦桁架結(jié)構(gòu)中撐桿和下弦索連接的節(jié)點(diǎn)形式。本裝置包括有撐桿（1）、法蘭盤（2）、套環(huán)上節(jié)點(diǎn)板（3）、套環(huán)下節(jié)點(diǎn)板（4）、螺栓（5）、下弦預(yù)應(yīng)力索（6）。撐桿（1）可利用法蘭盤（2）通過螺栓（5）與套環(huán)上節(jié)點(diǎn)板（3）連接，下弦預(yù)應(yīng)力索（6）穿過套環(huán)上下節(jié)點(diǎn)板圍成的孔道與撐桿形成整體，共同工作。本發(fā)明所述構(gòu)件可在工廠預(yù)制，采用螺栓在施工現(xiàn)場拼接形成節(jié)點(diǎn)，避免焊接；螺栓連接可避免撐桿與節(jié)點(diǎn)連接處彎矩的出現(xiàn)，有效地減小撐桿的受力。
【專利說明】預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置，特別適用于張弦梁或張弦桁架結(jié)構(gòu)撐桿和預(yù)應(yīng)力索的節(jié)點(diǎn)形式。
【背景技術(shù)】
[0002]作為預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式，張弦結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力索的拉力通過撐桿傳遞到主結(jié)構(gòu)上，以降低結(jié)構(gòu)內(nèi)力的峰值，改善結(jié)構(gòu)的受力性能。由于現(xiàn)代的張弦結(jié)構(gòu)采用的預(yù)應(yīng)力索的設(shè)計(jì)拉力遠(yuǎn)大于撐桿設(shè)計(jì)壓力，所以要求預(yù)應(yīng)力索在張拉過程中在轉(zhuǎn)折節(jié)點(diǎn)處具有很好的滑動性能。在實(shí)際施工過程中預(yù)應(yīng)力索收到轉(zhuǎn)折節(jié)點(diǎn)的側(cè)向壓力，張拉施工過程中這種側(cè)壓力轉(zhuǎn)化為對索體的摩擦力，但是在實(shí)際的施工過程中不可完全消除這種摩擦力，所以只能通過改進(jìn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)盡可能的減少摩擦力。預(yù)應(yīng)力索與撐桿是通過索撐節(jié)點(diǎn)連接起來的，因此索撐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足:盡可能減少索撐節(jié)點(diǎn)內(nèi)壁與索體的摩擦力，使施加的預(yù)應(yīng)力能更好的在索體中均勻地傳遞。
[0003]目前已有的索撐節(jié)點(diǎn)，大都是單體式結(jié)構(gòu)，截面為半圓形卡片板內(nèi)置在索撐節(jié)點(diǎn)的索空腔體內(nèi)，位于預(yù)應(yīng)力索和節(jié)點(diǎn)內(nèi)壁之間，卡片與預(yù)應(yīng)力索的接觸面上有刻痕，這種處理方式使索體受到的摩擦力過大。
[0004]傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)施工時(shí)采用了大量的焊接，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)焊接處產(chǎn)生彎矩且遺留焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，增加構(gòu)件的受力，降低構(gòu)件的利用度；同時(shí)施工速度慢，對環(huán)境的污染嚴(yán)重，最重要的是焊縫的質(zhì)量不宜控制，嚴(yán)重影響建筑物的安全性能；容易在施工現(xiàn)場引起火災(zāi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置。其目的在于在有效減少預(yù)應(yīng)力索與節(jié)點(diǎn)內(nèi)壁摩擦力的同時(shí)，將節(jié)點(diǎn)裝置模塊化，工廠化，標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場快速裝配，在保證施工質(zhì)量的前提下，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的充分利用，避免現(xiàn)場焊接引起火災(zāi)的可能性。
[0006]所述預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置，包括有撐桿1、法蘭盤2和索撐節(jié)點(diǎn)，撐桿I與法蘭盤2進(jìn)行焊接連接在一起，并與索撐節(jié)點(diǎn)通過螺栓相連接。所述的索撐節(jié)點(diǎn)包括套管上節(jié)點(diǎn)板3和套管下節(jié)點(diǎn)板4，套管上節(jié)點(diǎn)板3通過螺栓5與套管下節(jié)點(diǎn)板4相連接，套管上節(jié)點(diǎn)板3和套管下節(jié)點(diǎn)板4連接在一起共同圍成一個(gè)截面為圓形的空腔，預(yù)應(yīng)力索6穿過該空腔，空腔直徑需略大于預(yù)應(yīng)力索6的直徑，同時(shí)該空腔的弧度與預(yù)應(yīng)力索6的弧度一致，在空腔與預(yù)應(yīng)力索空隙處內(nèi)襯聚氯四氟乙烯，填補(bǔ)空隙。撐桿I與法蘭盤2均在工廠預(yù)制焊接，施工現(xiàn)場通過螺栓進(jìn)行整體裝配。
[0007]所述的法蘭盤2截面需做成矩形，其尺寸應(yīng)與套管上節(jié)點(diǎn)板3的上截面尺寸相同，便于在相應(yīng)位置留置螺栓孔，供法蘭盤2、套管上節(jié)點(diǎn)板3與套管下節(jié)點(diǎn)板4三者通過螺栓5連接成一體。
[0008]所述的套管上節(jié)點(diǎn)板3與套管下節(jié)點(diǎn)板4圍成的空腔略大于預(yù)應(yīng)力索6，兩者間隙處需內(nèi)襯聚氯四氟乙烯層，填補(bǔ)空隙。
[0009]本發(fā)明能夠減少索撐節(jié)點(diǎn)和預(yù)應(yīng)力索之間的摩擦力，同時(shí)能保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的充分利用，避免現(xiàn)場焊接引起火災(zāi)的可能性。I減少摩擦力方面:撐桿主節(jié)點(diǎn)由套管上節(jié)點(diǎn)板3與套管下節(jié)點(diǎn)板4以及圓弧內(nèi)表面的聚四氟乙烯層組成。內(nèi)襯的聚四氟乙烯層可以將原來的預(yù)應(yīng)力索6的外表面與節(jié)點(diǎn)內(nèi)壁之間的塑料-鐵的摩擦接觸面改為塑料-塑料的摩擦接觸面，這樣減小了接觸面相對摩擦系數(shù)，從而減小鑄鋼節(jié)點(diǎn)內(nèi)壁與預(yù)應(yīng)力索之間的摩擦力，同時(shí)保護(hù)了索體表面。整個(gè)節(jié)點(diǎn)空腔的弧度與預(yù)應(yīng)力索6的弧度一致，使預(yù)應(yīng)力索6在通過索撐節(jié)點(diǎn)時(shí)不發(fā)生轉(zhuǎn)折，索體平滑地通過整個(gè)索撐節(jié)點(diǎn)，消減了索體由于轉(zhuǎn)折而產(chǎn)生的摩擦力。2保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能充分利用，避免火災(zāi)發(fā)生方面:撐桿I通過法蘭盤2與套管上節(jié)點(diǎn)板3栓接在一起，這種連接方式與焊接相比，節(jié)點(diǎn)從固接轉(zhuǎn)變?yōu)殂q接，避免了撐桿與索撐節(jié)點(diǎn)連接處彎矩的產(chǎn)生，減小了撐桿的受力，提升了結(jié)構(gòu)構(gòu)件力學(xué)性能的利用度；避免了焊接時(shí)連接處產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，增強(qiáng)了撐桿使用時(shí)的穩(wěn)定性；撐桿I與法蘭盤2在加工工廠中按工程需要尺寸制作并焊接在一起，在施工現(xiàn)場各部分通過螺栓5進(jìn)行栓接，施工過程中無需焊接，排除了可能導(dǎo)致施工現(xiàn)場火災(zāi)的因素。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本索撐節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單，可工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和裝配化，方便施工，提高施工效率；充分發(fā)揮構(gòu)件承載力，杜絕現(xiàn)場焊接，排除火災(zāi)發(fā)生可能性，保證施工安全的同時(shí)，避免焊接對環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1本發(fā)明預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置的組成部分示意圖
[0012]圖2本發(fā)明的撐桿、法蘭盤示意圖
[0013]圖3本發(fā)明的套管節(jié)點(diǎn)板拼接示意圖
[0014]圖4本發(fā)明預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置示意圖
[0015]圖中:1、撐桿，2、法蘭盤，3、套管上節(jié)點(diǎn)板，4、套管下節(jié)點(diǎn)板，5、螺栓，6、預(yù)應(yīng)力索。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0017]如圖1?圖4所示，本實(shí)施例包括有撐桿1、法蘭盤2、套管上節(jié)點(diǎn)板3、套管下節(jié)點(diǎn)板4、螺栓5和預(yù)應(yīng)力索6。撐桿I焊接在法蘭盤2上，可在工廠進(jìn)行，兩者形成的整體和套管上節(jié)點(diǎn)板3及套管下節(jié)點(diǎn)板4通過螺栓5連接在一起。其中，套管上節(jié)點(diǎn)板3內(nèi)部有一個(gè)小半個(gè)圓形的空腔，和套管下節(jié)點(diǎn)板4內(nèi)部的圓形空腔共同組成一個(gè)截面為圓形的空腔，以供預(yù)應(yīng)力索6穿過該空腔，空腔直徑略大于預(yù)應(yīng)力索6的直徑，使索體能夠自由滑動，該空腔的弧度需與預(yù)應(yīng)力索6的弧度相同。預(yù)應(yīng)力索6穿過空腔時(shí)，螺栓5進(jìn)行初步旋緊，待張弦結(jié)構(gòu)找形結(jié)束后再最終旋緊。在空腔與預(yù)應(yīng)力索6之間存在空隙，需用聚四氟乙烯層內(nèi)襯，減小接觸面的摩擦力系數(shù)。
[0018]套管上節(jié)點(diǎn)板3、套管下節(jié)點(diǎn)板4的大小和比例根據(jù)預(yù)應(yīng)力索6的直徑大小不同而不同。法蘭盤2的截面及截面尺寸根據(jù)套管上節(jié)點(diǎn)板3進(jìn)行確定取值。
[0019]施工前，先將工廠焊接好的撐桿1、法蘭盤2與撐桿上部結(jié)構(gòu)連接安裝就位，并將其與套管上節(jié)點(diǎn)板3通過螺栓5連接為一起，然后將預(yù)應(yīng)力索6通過套管上節(jié)點(diǎn)板3下部缺口放入節(jié)點(diǎn)空腔內(nèi)，再裝置套管下節(jié)點(diǎn)板4，旋緊螺栓5，使其成為一個(gè)整體節(jié)點(diǎn)裝置。
【權(quán)利要求】
1.預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置，其特征在于:包括有撐桿(I)、法蘭盤(2)和索撐節(jié)點(diǎn)，撐桿(I)與法蘭盤(2)進(jìn)行焊接連接在一起，并與索撐節(jié)點(diǎn)通過螺栓相連接，所述的索撐節(jié)點(diǎn)包括套管上節(jié)點(diǎn)板(3)和套管下節(jié)點(diǎn)板(4)，套管上節(jié)點(diǎn)板(3)通過螺栓(5)與套管下節(jié)點(diǎn)板(4)相連接，套管上節(jié)點(diǎn)板(3)和套管下節(jié)點(diǎn)板(4)連接在一起共同圍成一個(gè)截面為圓形的空腔，預(yù)應(yīng)力索(6)穿過該空腔，同時(shí)該空腔的弧度與預(yù)應(yīng)力索(6)的弧度一致。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置，其特征在于:所述的法蘭盤(2)截面需做成矩形，其尺寸應(yīng)與套管上節(jié)點(diǎn)板(3)的上截面尺寸相同，便于在相應(yīng)位置留置螺栓孔，供法蘭盤(2)、套管上節(jié)點(diǎn)板(3)與套管下節(jié)點(diǎn)板(3)三者通過螺栓(5)連接成一體。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場無焊接的索撐節(jié)點(diǎn)裝置，其特征在于:套管上節(jié)點(diǎn)板(3)與套管下節(jié)點(diǎn)板(4)圍成的空腔略大于預(yù)應(yīng)力索(6)，兩者間隙處采用內(nèi)襯聚氯四氟乙烯層填補(bǔ)空隙。
【文檔編號】E04B1/58GK103711204SQ201310658857
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月8日
【發(fā)明者】白正仙, 侯西明, 關(guān)洪陽, 劉洪 , 宋國濤, 陳鳴飛 申請人:北京工業(yè)大學(xué)