专利名称：预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接装置，特别适用于弦支穹顶(或称张弦穹顶)结构和张弦梁或张弦桁架结构撑杆和上部结构连接的节点形式。
背景技术：
张弦结构是预应力钢结构的一种主要的结构形式，张弦结构的特点是钢索拉力通过撑杆传递到结构的某些部位，以降低结构内力峰值、改善结构受力性能。设计中一般撑杆只传递轴向力，但是在施工中由于施工方法、施工误差等因素的限制，在撑杆的端部会产生端弯矩，这种端弯矩加大了撑杆和与撑杆连接的上部结构受力负担、使钢索中的拉力不能按设计拉力取值、使整个结构的实际受力与设计受力形式和大小发生很大差异。另外，现在张弦结构的施工大都采用张拉预应力钢索，从结构的传力形式看，钢索的设计拉力要比撑杆的设计压力大很多。张拉钢索要求钢索在转折节点具有很好的滑动性能，在实际工程设计的理论计算中转折节点的无摩擦是几乎不能实现的，这样使得在张拉端远端的索力值降低。撑杆伸长可以有效降低对张拉设备的要求，其对钢索转折节点的摩擦没有要求。另外，撑杆伸长也可以在转折节点处将钢索固定后进行。对现在采用的撑杆和上层结构连接的节点形式，采用张拉钢索法时，在张拉过程中要不断地调整撑杆的垂直度，以使撑杆端弯矩的大小不超过撑杆的承载能力，但是由于监测设备和调整设备等的限制，不能完全消除撑杆的端弯矩。目前还没有满足撑杆万向转动和长度调节的节点形式。
发明内容
本发明的目的是提供一种预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置，使这种装置能够方便带撑杆的预应力钢结构施工、减小撑杆受力负荷、改善结构受力。
本发明所采用的具体技术方案为包括万向节扣件、万向球丝杆4、内螺纹杆5和撑杆6；其中，万向节扣件内部有一个多半个球缺形的空腔，球缺形的空腔下部与一个圆形孔道连接，万向球丝杆4上部的球位于球缺形的空腔内，其直径与球缺形的空腔的内径相适应，并能在空腔内转动，撑杆6的上部与内螺纹杆5固定连接，内螺纹杆5与万向球丝杆4下部的丝杆通过螺纹连接，这样，当旋拧万向球丝杆4时，撑杆的长度就会改变，从而可以实现预应力钢索的张拉。成型后整个装置的长度可调节。
所述的万向节扣件可由万向节上扣件2、万向节下扣件3对扣焊接组成，万向节上扣件2、万向节下扣件3内各有一个相对应的半球形凹槽。
所述的万向节上扣件2上部还固定连接有一个焊接空心球1，焊接空心球作为上部结构节点连接的一部分，连接在节点处汇交的杆件。
万向节下扣件3的半球形凹槽底部的圆形孔道的直径大小根据撑杆要求的摆动角度而定，摆动角度越大孔道的直径也越大，但是孔道的直径应大于万向球丝杆4的直径小于万向节扣件内的球缺形空腔的直径。
本发明的优点是撑杆可以在任意方向上，在一定幅度内摆动，既能满足施工过程中张拉的需要，又能释放撑杆端部弯曲，改善结构受力；通过旋拧撑杆改变撑杆长度，从而对钢索张拉，有效减小张拉力，方便施工；张拉和万向转动都通过万向球丝杆实现，使其构造简单，节省材料用量；万向节上扣件的半球形凹槽和万向球丝杆的球的上部球冠紧密接触，有效传递撑杆中的压力。
图1本发明的预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置的剖面图；
图2本发明的万向节上扣件示意图；图3本发明的万向节下扣件示意图；图4本发明的万向球丝杆示意图；图5本发明的内螺纹杆剖面图；图1～5中，1、焊接空心球，2、万向节上扣件，3、万向节下扣件，4、万向球丝杆，5、内螺纹杆，6、撑杆。
具体实施例方式
下面结合附图具体说明
具体实施例方式本装置的整体结构参见图1，它包括焊接空心球1、万向节上扣件2、万向节下扣件3、万向球丝杆4、内螺纹杆5、撑杆6。万向节上扣件2有一个半球形的凹槽，参见图2；万向节下扣件3有一个半球形凹槽，在凹槽的底部开一个圆形孔道，参见图3，孔道的直径大小根据撑杆要求的摆动角度而定，摆动角度越大孔道的直径也越大，但是孔道的直径应大于万向球丝杆4的直径小于球形凹槽的直径；万向节上扣件2和万向节下扣件3的球形凹槽相对扣在一起焊接后内部形成一个多半个球缺形的空腔，空腔的下部是个圆柱形的孔道；施工时先将万向节上扣件2与焊接空心球1焊接定位，使万向球丝杆4穿过万向节下扣件3底部的圆形孔道，再将万向节下扣件3与万向节上扣件2半球形凹槽相对焊接在一起，这样万向球丝杆4的球在球缺形空腔内转动，从而万向球丝杆4可以在任意方向有一定的摆动能力，这样可以释放施工中在撑杆端部产生的端弯矩。万向球丝杆4的下部是具有外螺纹的钢圆柱体，参见图4，内螺纹杆5为钢圆管，参见图5，万向球丝杆4与内螺纹杆通过螺纹连接在一起，内螺纹杆的下部与撑杆6的上部对接焊接在一起。这样，当旋拧万向球丝杆4时，撑杆的长度就会改变，从而可以实现预应力钢索的张拉。
权利要求
1.预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置，其特征在于包括万向节扣件、万向球丝杆(4)、内螺纹杆(5)和撑杆(6)；其中，万向节扣件内部有一个多半个球缺形的空腔，球缺形的空腔下部与一个圆形孔道连接，万向球丝杆(4)上部的球位于球缺形的空腔内，其直径与球缺形的空腔的内径相适应，并能在空腔内转动，撑杆(6)的上部与内螺纹杆(5)固定连接，内螺纹杆(5)与万向球丝杆(4)下部的丝杆通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置，其特征在于所述的万向节扣件由万向节上扣件(2)、万向节下扣件(3)对扣焊接组成，万向节上扣件(2)、万向节下扣件(3)内各有一个相对应的半球形凹槽。
3.根据权利要求2所述的预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置，其特征在于所述的万向节上扣件(2)上部还固定连接有一个焊接空心球(1)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置，其特征在于所述的万向节扣件内的球缺形空腔下方的圆形孔道的直径大于万向球丝杆(4)的直径小于球缺形空腔的直径。
全文摘要
本发明公开了一种预应力钢结构撑杆可调节节点连接装置，特别适用于弦支穹顶结构和张弦梁或张弦桁架结构撑杆和上部结构连接的节点形式。它由焊接空心球(1)、万向节上扣件(2)、万向节下扣件(3)、万向球丝杆(4)、内螺纹杆(5)、撑杆(6)组成，焊接空心球与万向节上扣件焊接在一起，万向球丝杆的丝杆穿过万向节下扣件孔道，再将万向节上下扣件焊接在一起，万向球丝杆可以在各个方向上摆动，根据工程的实际情况能调整万向节下扣件的孔道的大小，以调整丝杆的摆动幅度。内螺纹杆下部和撑杆焊接在一起，上部与万向球丝杆螺纹连接，通过旋拧丝杆可以实现撑杆的长度变化。本发明能够有效释放撑杆的端弯矩、方便施工、改善结构受力。
文档编号E04B1/24GK1851184SQ20061007887
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者张爱林, 刘学春, 王冬梅, 孙明朗 申请人:北京工业大学