专利名称：预应力钢结构组合式索撑节点连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预应力钢结构组合式索撑节点连接装置，特别适用于弦支穹顶结构和张弦梁或张弦梁桁架结构撑杆和索体连接的节点形式。
背景技术：
作为预应力钢结构的主要结构形式，张弦结构的特点是钢索的拉力通过撑杆传递到主结构上，以降低结构内力的峰值，改善结构的受力性能。由于现代的张弦结构采用张拉预应力钢索的设计拉力远大于撑杆设计压力，所以要求钢索在张拉过程中在转折节点具有很好的滑动性能。在实际施工过程中索体受到转折节点的侧向压力，张拉施工过程中这种侧压力转化为对索体的摩擦力，但是在实际的施工过程中不可能完全消除这种摩擦力，所以只能通过改进节点设计尽可能的减少摩擦力。钢索和撑杆是通过索撑节点连接起来，因此索撑节点设计应满足在张拉施工过程中尽可能减少索撑节点内壁与索体的摩擦力，使施加的预拉力能很好的在索体中均匀地传递；张拉施工过程中和完成后能方便而迅速有效地固定索体，使其不能滑动，从而减少预应力的损失。
目前已有的索撑节点，大都是单体式结构，截面为半圆形卡片板内置在索撑节点的索道腔体内，位于预应力钢索和节点内壁之间，卡片与预应力钢索的接触面上有刻痕。张拉施工节结束后，通过旋紧索撑节点侧壁上的两个螺栓将卡片挤压在预应力钢索表面上，从而将索体固定，防止索体预应力损失。此种索撑节点的缺点是1)摩擦力方面由于索撑节点索道腔体表面未经过特殊处理，预应力钢索索体和节点内壁接触面相对摩擦系数很大，导致张拉施工过程中索体受到的摩擦力过大；在张拉过程中，预应力钢索的侧向力将索体和卡片板挤压在一起，卡片阻碍了预应力钢索的滑移，使得卡片过早地发挥作用，加大了张拉施工摩擦力。2)控制预应力损失方面张拉施工结束后通过卡片将索体固定，卡片的固定是通过索撑节点侧壁上的两个螺栓对卡片板的摩擦力。由于施工结束后存在于索体内的预应力很大，在结构使用的过程中，随着时间的推移，索体内预应力容易克服螺栓对卡片板的摩擦力，使得卡片和索体一起滑移，导致结构使用过程中的预应力损失。综上所述，此类索撑节点设计不能很好的满足减少张拉施工摩擦力和控制预应力损失这两点要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于提供一种预应力钢结构组合式索撑节点连接装置，在有效的减少索体与节点内壁摩擦力的同时能更好消减张拉施工过程中或施工结束后预应力钢索的预应力损失。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。本连接装置主要包括有撑杆1和索撑节点，索撑节点包括有撑杆下节点2和撑杆下节点底板4，撑杆下节点底板4通过第一螺栓6和撑杆下节点2相连接，撑杆下节点2和撑杆下节点底板4共同围成一个截面为圆形的空腔，该空腔表面设有内衬聚四氟乙烯层8，预应力钢索9通过该空腔，空腔直径大于预应力钢索9的直径，使索体能自由滑动，该空腔弧度与预应力钢索9弧度相同。本装置还包括有两个卡环3和两个卡环底板5，卡环3外形和撑杆下节点2相似，紧贴于撑杆下节点2的两个圆形端面，卡环底板5通过第二螺栓7与卡环3相连接，卡环3和卡环底板5共同构成一个截面为圆形的空腔，预应力钢索9通过该空腔，空腔的直径小于预应力钢索9的直径。
所述的由卡环3和卡环底板5共同围成的截面为圆形的空腔内沿圆周方向设置有刻痕。
本发明能够减少索撑节点和预应力钢索之间的摩擦力，同时还能有效地消减预应力的损失。1)在减少摩擦力方面撑杆主节点由撑杆下节点2，撑杆下节点底板4和内衬聚四氟乙烯层8组成。内衬聚四氟乙烯层8可以将原来的预应力钢索9外表面与节点内壁之间的塑料—铁的摩擦接触面改为塑料—塑料的摩擦接触面，这样就减小了接触面相对摩擦系数，从而减小铸钢节点内壁与索体之间的摩擦力，同时保护了索体表面。整个节点空腔的弧度与预应力钢索9的弧度一致，使预应力钢索9在通过索撑节点时不发生转折，索体平滑地通过整个索撑节点，消减了索体由于转折而产生的摩擦力。2)在消减预应力损失方面节点两侧各有一个带有内刻痕的卡环3，卡环3和卡环底板5中间用第二螺栓7连接，将卡环3和卡环底板5放置在撑杆下节点2的两个圆形端面，在张拉施工过程中或是施工结束后，通过旋紧第二螺栓7方便地夹紧预应力钢索9，从而可以随时根据施工需要将索体固定，这样就可以减少在张拉施工过程中或施工结束后由于索体回缩而产生的预拉力损失。
本发明的优点是本索撑节点是个组合式节点，构造简单，可在现场拼装完成，方便施工；此节点摩擦力较小，索体在张拉施工过程中可以自由滑动，索体夹具易于操作，能大大地提高拉施工效率。
图1本发明的预应力钢结构组合节点组成部分示意2本发明的撑杆下节点剖面3本发明卡环剖面中1、撑杆，2、撑杆下节点，3、卡环，4、撑杆下节点底板，5、卡环底板，6、第一螺栓，7、第二螺栓，8、内衬聚四氟乙烯层，9、预应力钢索。
具体实施例方式
下面结合附图具体说明本发明的实施例。
如图1～图3所示，本实施例包括有撑杆1、撑杆下节点2、撑杆下节点底板4、第一螺栓6。撑杆1焊接在撑杆下节点2上，撑杆下节点底板4通过四个第一螺栓6和撑杆下节点2相连。其中，撑杆下节点2内部有一个多半个圆形的空腔，和撑杆下节点底板4内部的空腔共同组成一个截面为圆形空腔，该空腔的表面设有10mm厚的内衬聚四氟乙烯层8，预应力钢索9穿过该空腔，空腔直径大于预应力钢索9的直径，使索体能自由滑动，该空腔的弧度与预应力钢索9的弧度相同。
本实施例还包括有卡环3和卡环底板5。卡环3外形和撑杆下节点2相似，紧贴在撑杆下节点2两侧，通过两个第二螺栓7与卡环底板5相连接，卡环3和卡环底板5共同围成一个截面为圆形的空腔，空腔内沿圆周方向设置有刻痕。预应力钢索9穿过该空腔，空腔的直径小于预应力钢索9的直径。
撑杆下节点2和撑杆下节点底板4、卡环3和卡环底板5的大小和比例根据预应力索体的直径大小不同而不同。
张拉施工前，先将撑杆1和撑杆下节点2与撑杆上部结构连接安装就位，将预应力钢索9通过撑杆下节点2下部缺口放入节点空腔内，旋紧撑杆下节点底板4上的四个第一螺栓6。将节点两侧的卡环3安装就位，在张拉施工过程中或施工结束后随时通过旋紧卡环底板5下部的两个第二螺栓7将索体固定，防止由于索体的滑移和回缩而产生的预应力损失。
此索撑节点设计可充分减少张拉施工过程中由于预应力钢索索体与节点内壁摩擦力引起的张拉预应力的损失；可随时拧紧卡环夹住索体，从而可自由操控张拉施工进程，提高施工效率；结构构造简单，可操作性能好。
权利要求
1.预应力钢结构组合式索撑节点连接装置，包括有撑杆(1)和索撑节点，撑杆(1)与索撑节点相连接，其特征在于所述的索撑节点包括有撑杆下节点(2)和撑杆下节点底板(4)，撑杆下节点底板(4)通过第一螺栓(6)和撑杆下节点(2)相连接，撑杆下节点(2)和撑杆下节点底板(4)共同围成一个截面为圆形的空腔，空腔表面设有内衬聚四氟乙烯层(8)，预应力钢索(9)穿过该空腔，空腔直径大于预应力钢索(9)的直径，该空腔的弧度与预应力钢索(9)的弧度一致；还包括有两个卡环(3)和两个卡环底板(5)，两个卡环(3)分别贴在撑杆下节点(2)的两个圆形端面，卡环底板(5)通过第二螺栓(7)与卡环(3)相连接，卡环(3)和卡环底板(5)共同围成一个截面为圆形的空腔，预应力钢索(9)穿过该空腔，空腔的直径小于环向索直径。
2.根据权利1所述的预应力钢结构组合式索撑节点连接装置，其特征在于所述的由卡环(3)和卡环底板(5)共同围成截面为圆形的空腔内沿圆周方向设置有刻痕。
全文摘要
本发明公开了一种预应力钢结构组合式索撑节点连接装置，特别适用于弦支穹顶结构和张弦梁或张弦梁桁架结构撑杆和索体连接的节点形式。本装置包括有撑杆(1)、撑杆下节点(2)、卡环(3)、撑杆下节点底板(4)、卡环底板(5)、第一螺栓(6)、第二螺栓(7)、内衬聚四氟乙烯层(8)和预应力钢索(9)。撑杆(1)与撑杆下节点(2)焊接在一起，预应力钢索(9)穿过节点腹腔中间孔道与上部撑杆实现连接，共同工作。在节点(2)两侧各有一个卡环(3)，用来随时固定索体，使其不再滑动。本发明可以显著减少张拉施工过程中索撑节点与索体的摩擦力，并且能有效的控制施工过程中和结束后预应力损失。
文档编号E04B1/32GK101050643SQ200710099430
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者张爱林, 王敬仁, 刘学春, 张庆亮, 鞠晓臣, 李鹏飞 申请人:北京工业大学