預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置制造方法
【專利摘要】預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置，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)點形式。撐桿（1）與節(jié)點上半鋼管（2）焊接在一起，下弦預(yù)應(yīng)力索（6）穿過節(jié)點上半鋼管（3）與節(jié)點下半鋼管（4）圍成的空腔，利用第一焊接板（3）、第二焊接板（5）上的螺栓孔，通過螺栓（7）連接，使預(yù)應(yīng)力索與撐桿形成整體連接，共同作用。在節(jié)點主體兩側(cè)各有一個卡環(huán)（8），用來限制下弦預(yù)應(yīng)力索（6）因受力、溫度等因素造成的伸縮，最大限度的避免預(yù)應(yīng)力的損失。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，避免焊接；簡化節(jié)點連接形式，使用鋼管連接，降低制作難度，節(jié)約成本；有效控制施工過程中和試用階段預(yù)應(yīng)力損失。
【專利說明】預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置
【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)鋼管索撐節(jié)點裝置，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)計拉力遠大于撐桿設(shè)計壓力，所以要求預(yù)應(yīng)力索在張拉過程中在轉(zhuǎn)折節(jié)點處具有很好的滑動性能。在實際施工過程中預(yù)應(yīng)力索收到轉(zhuǎn)折節(jié)點的側(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，所以只能通過改進節(jié)點設(shè)計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)點連接起來的，因此索撐節(jié)點設(shè)計應(yīng)滿足:盡可能減少索撐節(jié)點內(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；張拉施工過程中和完成后能方便而迅速有效地固定索體，使其不能滑動，從而減少預(yù)應(yīng)力的損失。
[0003]目前已有的索撐節(jié)點，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)點的索空腔體內(nèi)，位于預(yù)應(yīng)力索和節(jié)點內(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。同時在控制預(yù)應(yīng)力損失方面也有很大不足，已有的索撐節(jié)點是利用了其側(cè)壁上的螺栓對卡片板的摩擦力。由于索力過大，隨時間推移，摩擦力被克月艮，卡片與索體一起滑動，索體發(fā)生伸縮變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)使用過程中的預(yù)應(yīng)力損失。
[0004]多數(shù)的索撐節(jié)點連接裝置材質(zhì)選用鑄鋼，增加了施工工藝難度，使節(jié)點形式繁瑣，加大施工過程中的難度。在節(jié)點連接要求不高的工程中，帶來很多不便。
[0005]傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)施工時采用了大量的焊接，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；同時施工速度慢，對環(huán)境的污染嚴重，最重要的是焊縫的質(zhì)量不宜控制，嚴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】

[0006]本發(fā)明提出了一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置。其目的在于在有效減少預(yù)應(yīng)力索與節(jié)點內(nèi)壁摩擦力，限制索體的任意伸縮，同時期望將節(jié)點裝置模塊化，標準化，簡單化和裝配化相結(jié)合，實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場快速裝配，避免現(xiàn)場焊接引起火災(zāi)的可能性。
[0007]所述預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置，包括有撐桿I和索撐節(jié)點，撐桿I與索撐節(jié)點相連接。所述索撐節(jié)點包括節(jié)點上半鋼管2和節(jié)點下半鋼管4，節(jié)點上半鋼管2利用螺栓7通過第一焊接板3、第二焊接板5與節(jié)點下半鋼管4相連接，節(jié)點上半鋼管2和節(jié)點下半鋼管4連接在一起共同圍成一個截面為圓形的空腔，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。第一焊接板3、第二焊接板5分別焊接在節(jié)點上半鋼管2、節(jié)點下半鋼管4兩側(cè)，提供栓接孔。所有焊接工藝都在工廠內(nèi)進行，施工現(xiàn)場通過螺栓進行整體裝配。兩個卡環(huán)8的結(jié)構(gòu)與所述的索撐節(jié)點相同，分別設(shè)置在所述的索撐節(jié)點的兩端。
[0008]所述的節(jié)點上半鋼管2和節(jié)點下半鋼管4取自一個完整的鋼管，無需再根據(jù)要求進行鑄造，但管徑等尺寸需根據(jù)預(yù)應(yīng)力索6確定。
[0009]所述的節(jié)點上半鋼管2與撐桿I焊接成為一體，兩者間的夾角需根據(jù)工程需求進行確定，保證空腔中軸線與下弦預(yù)應(yīng)力索6的中軸線重合。
[0010]所述的節(jié)點上半鋼管2和節(jié)點下半鋼管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9，填補空隙。
[0011]所述的卡環(huán)8組成部分的形式與節(jié)點主體相同，不同處在于圍成的空腔直徑略小于預(yù)應(yīng)力索6的直徑。
[0012]本發(fā)明能夠減少索撐節(jié)點和預(yù)應(yīng)力索之間的摩擦力；限制索體的任意伸縮，避免預(yù)應(yīng)力的損失；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)點由節(jié)點上半鋼管2和節(jié)點下半鋼管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9可以將原來的預(yù)應(yīng)力索6的外表面與節(jié)點內(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)點內(nèi)壁與預(yù)應(yīng)力索之間的摩擦力，同時保護了索體表面。節(jié)點上半鋼管2與撐桿I焊接成為一體，兩者間的夾角需根據(jù)工程需求進行確定，保證空腔中軸線與下弦預(yù)應(yīng)力索6的中軸線重合，使預(yù)應(yīng)力索6在通過索撐節(jié)點時不發(fā)生轉(zhuǎn)折，索體平滑地通過整個索撐節(jié)點，消減了索體由于轉(zhuǎn)折而產(chǎn)生的摩擦力。2避免預(yù)應(yīng)力的損失方面:卡環(huán)8的空腔直徑略小于預(yù)應(yīng)力索6的直徑，使得兩者在連接后形成整體，卡環(huán)隨著索體的伸縮位置發(fā)生變化。但兩側(cè)卡環(huán)均靠近節(jié)點連接裝置，無法同時向同一方向移動，限制了索體因受力、溫度等因素導(dǎo)致的長度變化，進而保證索力不發(fā)生變化。
[0013]3避免火災(zāi)發(fā)生方面:所有需要焊接的環(huán)節(jié)均在工廠內(nèi)進行，在施工現(xiàn)場各部分通過螺栓7進行栓接，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。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:本索撐節(jié)點構(gòu)造簡單，可工廠化、標準化、簡單化和裝配化，方便施工，鋼管材質(zhì)替換鑄鋼材質(zhì)，降低施工工藝難度，省略部分施工程序，提高施工效率；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，避免焊接對環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置主體的組成部分示意圖
[0016]圖2本發(fā)明的撐桿、節(jié)點上半鋼管連接示意圖
[0017]圖3本發(fā)明的撐桿下節(jié)點剖面圖
[0018]圖4本發(fā)明的卡環(huán)示意圖 圖5本發(fā)明示意圖。
[0019]圖中:1、撐桿，2、節(jié)點上半鋼管，3、第一焊接板，4、節(jié)點下半鋼管，5、第二焊接板，6、預(yù)應(yīng)力索，7、螺栓，8、卡環(huán)，9、聚四氟乙烯層。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實施例。
[0021]如圖1?圖3所示，本實施例包括有撐桿1、節(jié)點上半鋼管2、第一焊接板3、節(jié)點下半鋼管4、第二焊接板5、預(yù)應(yīng)力索6、螺栓7、卡環(huán)8。節(jié)點上半鋼管2利用螺栓7通過第一焊接板3、第二焊接板5與節(jié)點下半鋼管4相連接，節(jié)點上半鋼管2和節(jié)點下半鋼管4連接在一起共同圍成一個截面為圓形的空腔，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。第一焊接板3、第二焊接板5分別焊接在節(jié)點上半鋼管2、節(jié)點下半鋼管4兩側(cè)，提供栓接孔。預(yù)應(yīng)力索6穿過空腔時，螺栓7進行初步旋緊，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9內(nèi)襯，減小接觸面的摩擦力系數(shù)。卡環(huán)8在螺栓最終旋緊前，初步旋緊套在預(yù)應(yīng)力索6上，待螺栓最終旋緊后，改變其位置，使其緊貼節(jié)點連接裝置主體后，進行最終旋緊。
[0022]節(jié)點上半鋼管2與撐桿I在工廠內(nèi)焊接成為一體，兩者間的夾角需根據(jù)工程需求進行確定，保證空腔中軸線與下弦預(yù)應(yīng)力索6的中軸線重合。
[0023]施工前，先將工廠焊接好的撐桿1、節(jié)點上半鋼管2與撐桿上部結(jié)構(gòu)連接安裝就位，然后將預(yù)應(yīng)力索6通過節(jié)點上半鋼管2下部缺口放入節(jié)點空腔內(nèi)，再裝置節(jié)點下半鋼管4，旋緊螺栓7，使其成為一個整體節(jié)點裝置?？ōh(huán)8安裝程序類似，需確保安裝結(jié)束后兩個卡環(huán)緊貼節(jié)點連接裝置主體。
【權(quán)利要求】
1.預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置，包括有撐桿(I)和索撐節(jié)點，撐桿(I)與索撐節(jié)點相連接，其特征在于:所述的索撐節(jié)點包括節(jié)點上半鋼管(2)和節(jié)點下半鋼管(4)，節(jié)點上半鋼管(2)利用螺栓(7)通過第一焊接板(3)、第二焊接板(5)與節(jié)點下半鋼管(4)相連接，節(jié)點上半鋼管(2)和節(jié)點下半鋼管(4)連接在一起共同圍成一個截面為圓形的空腔，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；第一焊接板(3)、第二焊接板(5)分別焊接在節(jié)點上半鋼管(2)、節(jié)點下半鋼管(4)兩側(cè)，提供栓接孔； 兩個卡環(huán)(8)的結(jié)構(gòu)與所述的索撐節(jié)點相同，分別設(shè)置在所述的索撐節(jié)點的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置，其特征在于:所述的節(jié)點上半鋼管(2)和節(jié)點下半鋼管(4)取自一個完整的鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管索撐節(jié)點裝置，其特征在于:節(jié)點上半鋼管(2)與撐桿(I)焊接成為一體。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)鋼管的索撐節(jié)點裝置，其特征在于:節(jié)點上半鋼管(2)和節(jié)點下半鋼管(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(9)填補空隙。
【文檔編號】E04B1/58GK103821232SQ201310659406
【公開日】2014年5月28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)