CN110145028A - 用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：底板、两根撑杆以及两个上部结构焊接球；底板内平行穿过两根预应力拉索；两根撑杆镜像设置于底板顶部，两根撑杆的底部靠近并与底板连接，每根撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；两个上部结构焊接球分别设置于两根撑杆的顶部，并与撑杆的顶部铰接连接，其销轴与预应力拉索异面垂直设置。本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系倾斜布置两根撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度。

Description

用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系

技术领域

本公开涉及张弦结构技术领域，尤其涉及一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系。

背景技术

张弦结构是大跨预应力结构中应用广泛的一种结构，由柔性的拉索、刚性的撑杆和上部结构组成，包括平面张弦结构和空间张弦结构，如张弦梁、张弦桁架、弦支穹顶、弦支筒壳、弦支网架、弦支混凝土屋盖、弦支拱壳和弦支网壳等。张弦结构在传统刚性结构的基础上引入了柔性的预应力拉索，并施加一定的预应力，从而改变了结构的内力分布和变形特征，优化了结构的性能，使得结构能够跨越更大的跨度。与传统的刚性梁结构和网壳结构等相比，张弦结构的受力更加合理；与柔性的索网、索膜结构和索穹顶等结构相比，张弦结构施工更为便捷。

根据我国《钢结构设计标准》(GB50017-2017)，预应力拉索节点分为张拉节点、锚固节点和转折节点三类。对于张弦结构来说，索节点是拉索和撑杆汇交的区域，作为张弦结构的关键受力区域，节点同时承受空间不同方向的拉力和压力。张拉索节点一般由竖向撑杆、上下两块盖板(或一体的铸钢件)、单根(或多根)预应力拉索组成。由于引入了预应力，张弦结构在平面内具有较大的刚度，可承受较大的竖向荷载并保证结构的竖向变形在一定范围内，同时，拉索受拉、撑杆受压使材料得以充分利用。但对于大多数张弦结构而言，其平面外刚度较弱。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述技术问题，本公开提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，以缓解现有技术中的张弦结构平面外刚度较弱的技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：底板，其内平行穿过两根预应力拉索；两根撑杆，其镜像设置于所述底板顶部，两根所述撑杆的底部靠近并与所述底板连接，每根所述撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及两个上部结构焊接球，分别设置于两根所述撑杆的顶部，并与所述撑杆的顶部铰接连接，其销轴与所述预应力拉索异面垂直设置。

在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：立板，其设置于所述底板顶部，且位于两根所述撑杆的镜像平面上；其中，两根所述撑杆的底部均与所述立板固定连接。

在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：两块第一加劲肋，其分别垂直于所述立板的两个侧面和所述底板的顶面设置，且与所述立板和所述底板连接；其中，两根所述撑杆的下部设置有与所述第一加劲肋匹配的切口，该切口与所述第一加劲肋连接。

在本公开的一些实施例中，所述撑杆为空心圆管，两根所述空心圆管的下部相对一侧设置有竖向切口，该竖向切口与所述立板连接；与所述第一加劲肋匹配的所述切口贯穿所述竖向切口以及该空心圆管下部的管壁。

在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：撑杆端板，其设置于所述撑杆的顶端，并与所述撑杆的轴线垂直；撑杆耳板，其立设于所述撑杆端板上；上部结构焊接球耳板，其与所述上部结构焊接球连接，并与所述撑杆耳板铰接连接；以及第二加劲肋，其设置于所述上部结构焊接球耳板上，并与所述上部结构焊接球连接。

在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：向心关节轴承，其外环与所述撑杆耳板上的铰接孔固定连接，其内环通过销轴与所述上部结构焊接球耳板连接。

在本公开的一些实施例中，所述底板包括：上盖板和下盖板。

在本公开的一些实施例中，所述上盖板和所述下盖板通过螺栓连接。

在本公开的一些实施例中，其中，所述下盖板沿一平面对称的布置两块，该平面垂直于所述上盖板的顶面，且该平面通过所述上盖板与所述预应力拉索平行的中线，每块所述下盖板分别与所述上盖板通过螺栓连接。

在本公开的一些实施例中，所述螺栓分为四列，每两列所述螺栓设置于一根所述预应力拉索的两侧，且每两列所述螺栓对应一块所述下盖板设置。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

(1)本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系倾斜布置两根撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度；

(2)本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系在撑杆上端的耳板内设置向心关节轴承，使节点在拉索张拉过程中可发生面内轻微转动；

(3)将下盖板分为两块，并分别对应一根拉索，方便在特殊情况下更换拉索。

(4)本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系构造简单，便于设计和施工。

附图说明

图1为本公开实施例提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的立体结构示意图。

图2为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的主视图。

图3为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的俯视图。

图4为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的左视图。

图5为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的爆炸示意图。

图6为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系中向心关节轴承部分的爆炸示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-预应力拉索；2-撑杆；3-上部结构焊接球；4-销轴；5-立板；6-第一加劲肋；7-撑杆端板；8-撑杆耳板；9-上部结构焊接球耳板；10-第二加劲肋；11-向心关节轴承外环；12-向心关节轴承内环；13-上盖板；14-下盖板；15-螺栓。

具体实施方式

本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系通过倾斜布置两根撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开实施例提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，如图1至图5所示，包括：底板，其内平行穿过两根预应力拉索1；两根撑杆2，其镜像设置于底板顶部，两根撑杆2的底部靠近(此处需要补充说明的是，此处所述的“靠近”是指：相对于两根撑杆2的顶部距离，两根撑杆2的底部距离更近)并与底板连接，每根撑杆2与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及两个上部结构焊接球3，分别设置于两根撑杆2的顶部，并与撑杆2的顶部铰接连接，销轴4与预应力拉索1异面垂直设置。

在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：立板5，其设置于底板顶部，且位于两根撑杆2的镜像平面上；其中，两根撑杆2的底部均与立板5固定连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：两块第一加劲肋6，其分别垂直于立板5的两个侧面和底板的顶面设置，且与立板5和底板连接；其中，如图6至图9所示，两根撑杆2的下部设置有与第一加劲肋6匹配的切口，该切口与第一加劲肋6连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，撑杆2为空心圆管，两根空心圆管的下部相对一侧设置有竖向切口，该竖向切口与立板5连接；与第一加劲肋6匹配的切口贯穿竖向切口以及该空心圆管下部的管壁。

在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：撑杆端板7、撑杆耳板8、上部结构焊接球耳板9以及第二加劲肋10；撑杆端板7设置于撑杆2的顶端，并与撑杆2的轴线垂直；撑杆耳板8立设于撑杆端板7上；上部结构焊接球耳板9与上部结构焊接球3连接，并与撑杆耳板8铰接连接；第二加劲肋10设置于上部结构焊接球耳板9上，并与上部结构焊接球3连接。

在本公开的一些实施例中，如图5至图6所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：向心关节轴承，其外环11与撑杆耳板8上的铰接孔固定连接，其内环通过销轴4与上部结构焊接球耳板9连接。

在本公开的一些实施例中，底板、撑杆2、立板5和第一加劲肋6两两之间均通过焊接连接。

在本公开的一些实施例中，如图1、图2、图4和图5所示，底板包括：上盖板13和下盖板14。

在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，上盖板13和下盖板14通过螺栓15连接。

在本公开的一些实施例中，如图1、图2、图4和图5所示，其中，下盖板14沿一平面对称的布置两块，该平面垂直于上盖板13的顶面，且该平面通过上盖板13与预应力拉索1平行的中线，每块下盖板14分别与上盖板13通过螺栓15连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，螺栓15分为四列，每两列螺栓15设置于一根预应力拉索1的两侧，且每两列螺栓15对应一块下盖板14设置。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开实施例提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系将传统张弦结构的拉索节点中的竖向撑杆变为两根倾斜撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度，延长其使用寿命。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如前面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：

底板，其内平行穿过两根预应力拉索；

两根撑杆，其镜像设置于所述底板顶部，两根所述撑杆的底部靠近并与所述底板连接，每根所述撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及

两个上部结构焊接球，分别设置于两根所述撑杆的顶部，并与所述撑杆的顶部铰接连接，其销轴与所述预应力拉索异面垂直设置。

2.根据权利要求1所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：立板，其设置于所述底板顶部，且位于两根所述撑杆的镜像平面上；

其中，两根所述撑杆的底部均与所述立板固定连接。

3.根据权利要求2所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：两块第一加劲肋，其分别垂直于所述立板的两个侧面和所述底板的顶面设置，且与所述立板和所述底板连接；

其中，两根所述撑杆的下部设置有与所述第一加劲肋匹配的切口，该切口与所述第一加劲肋连接。

4.根据权利要求3所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，所述撑杆为空心圆管，两根所述空心圆管的下部相对一侧设置有竖向切口，该竖向切口与所述立板连接；

与所述第一加劲肋匹配的所述切口贯穿所述竖向切口以及该空心圆管下部的管壁。

5.根据权利要求4所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：

撑杆端板，其设置于所述撑杆的顶端，并与所述撑杆的轴线垂直；

撑杆耳板，其立设于所述撑杆端板上；

上部结构焊接球耳板，其与所述上部结构焊接球连接，并与所述撑杆耳板铰接连接；以及

第二加劲肋，其设置于所述上部结构焊接球耳板上，并与所述上部结构焊接球连接。

6.根据权利要求5所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：

向心关节轴承，其外环与所述撑杆耳板上的铰接孔固定连接，其内环通过销轴与所述上部结构焊接球耳板连接。

7.根据权利要求1所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，所述底板包括：上盖板和下盖板。

8.根据权利要求7所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，所述上盖板和所述下盖板通过螺栓连接。

9.根据权利要求7所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，其中，所述下盖板沿一平面对称的布置两块，该平面垂直于所述上盖板的顶面，且该平面通过所述上盖板与所述预应力拉索平行的中线，每块所述下盖板分别与所述上盖板通过螺栓连接。

10.根据权利要求9所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，所述螺栓分为四列，每两列所述螺栓设置于一根所述预应力拉索的两侧，且每两列所述螺栓对应一块所述下盖板设置。