专利名称：钢结构万向转动索夹装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种张弦空间结构中的钢索夹持装置，特别是一种大跨度空间结构双向 预应力钢索的夹持装置。(二) 背景技术张弦结构是一种预应力钢结构的建筑形式，预应力钢索被索夹装置一一定位于撑杆下端 部，并通过撑杆传递到主结构上。在已有技术中，单向张弦结构的索夹装置仅需满足单向转 动即可，所以， 一般索夹装置由带圆弧凹槽的上夹板和下夹板直接夹持钢索而成。但在双向 张弦结构中，这种可单向转动的索夹装置就不能满足需要。目前在国内外已有较小跨度的双 向张弦结构建成的工程实例，但由于跨度小，对节点的受力及变形转动要求相对较低，因此 撑杆上下节点多采用简单构造处理或类似单向张弦结构的节点构造，这种处理方式不适用于 大跨度空间结构。对于大跨度双向张弦结构，其撑杆的上、下节点受力及变形均较大，必须 采用均符合理论计算分析模型、同时又便于施工安装的构造处理，才能保证结构安全。因 此，必须研究一种可万向转动的索夹装置。(三) 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种钢结构万向转动索夹装置，要解决大跨度双向张弦结构钢 索与撑杆节点可万向转动连接的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案这种钢结构万向转动索夹装置，包括用于夹持钢索的上夹板5和下夹板7，其中一夹板与 撑杆1连接，其特征在于球形夹4在节点处将钢索夹持固定，球形夹4由两个中心有半圆弧凹槽的半球组合连接， 半圆弧凹槽的直径不大于钢索的直径，两半球由对穿螺栓固定连接，球形夹4的表面开有相应的螺母卧槽。上夹板5的下面、中夹板6的上下面、下夹板7的上面分别开有l-2道钢索槽8，钢索槽8的 槽宽等于钢索的直径，钢索槽8的槽深大于钢索的半径，在各钢索槽8的中段均扩大成球形夹 槽9。上夹板5与中夹板6之间的钢索槽8和球形夹槽9中分别置有第一层钢索2和球形夹4，中夹 板6与下夹板7之间的钢索槽8和球形夹槽9中分别置有第二层钢索10和球形夹4，第一层钢索2与第二层钢索10为轴向交叉走向；长螺栓11穿过上夹板5、中夹板6和下夹板7，并将三者以 及其间的双向钢索分层扣合连接。上述中夹板6可为省略。上述中夹板6也可为两个或两个以上。上述钢索槽8的内面可衬有聚四氟乙烯层。上述球形夹槽9的内面可衬有聚四氟乙烯层。上述上夹板与中夹板之间可垫有垫板3。上述中夹板与下夹板之间可垫有垫板3。上述球形夹4可由两个或四个对穿螺栓固定连接。与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果本实用新型构思巧妙，结构简单，整体性好、刚度大，使撑杆上、下端节点均满足受力 及空间万向转动的要求，使所夹持的钢索可实现万向转动，转动幅度大，能承受较大的压力 和拉力；本实用新型承载能力高，空间受力合理，结构安全性高，受力及变形能力均符合理 论计算分析模型；本实用新型标准化程度高，便于加工制作和施工安装，各方向钢索可分层 就位，且层次分明。可适用于双向、多向张弦空间结构建筑中撑杆与钢索连接的上下节点， 包括大跨度双向张弦拱结构、张弦梁桁架结构撑杆与钢索的连接。(四)
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。 图l是本实用新型实施例一的分解结构示意图。 图2是本实用新型实施例二的分解结构示意图。 图3是本实用新型实施例二扣合连接后的示意图。 图4是球形夹的结构示意图。 图5是球形夹与钢索的连接示意图。 图6是本实用新型实施例三的分解结构示意图。 图7是本实用新型实施例三扣合连接后的示意图。附图标记l一撑杆、2 —第一层钢索、3 —垫板、4一球形夹、41一半圆弧凹槽、42 —螺 母卧槽、43 —对穿螺栓、5 —上夹板、6 —中夹板、7 —下夹板、8 —钢索槽、9一球形夹槽、 IO —第二层钢索、ll一长螺栓。
具体实施方式
实施例一参见图l所示，这种钢结构万向转动索夹装置，由上夹板5与撑杆1连接。参见图4、图5，球形夹4在节点处将钢索夹持固定，球形夹4由两个中心有半圆弧凹槽 41的半球组合连接，半圆弧凹槽41的直径不大于钢索的直径，这样可以在夹持钢索后呈球 形。两半球由两个或四个对穿螺栓43固定连接，球形夹4的表面开有相应的螺母卧槽42。参见图l，上夹板5的下面、中夹板6的上下面、下夹板7的上面分别开有l-2道钢索槽8， 钢索槽8的槽宽等于钢索的直径，钢索槽8的槽深大于钢索的半径，在各钢索槽8的中段均扩 大成球形夹槽9。这种设计可以保证钢索和球形夹在夹板中万向转动。上夹板5与中夹板6之间的钢索槽8和球形夹槽9中分别置有第一层钢索2和球形夹4，中夹 板6与下夹板7之间的钢索槽8和球形夹槽9中分别置有第二层钢索10和球形夹4，第一层钢索 2与第二层钢索10为轴向交叉走向；长螺栓11穿过上夹板5、中夹板6和下夹板7，并将三者以 及其间的双向钢索分层扣合连接。上述上夹板与中夹板之间和中夹板与下夹板之间垫有垫板 3 在多向预应力钢索空间结构中，上述中夹板6也可以为两个或两个以上。 为减少接触面的相对摩擦系数，上述钢索槽8、球形夹槽9的内面可衬有聚四氟乙烯层。 实施例二参见图2、图3，上夹板与中夹板之间和中夹板与下夹板之间可无垫板3。 实施例三参见图6、 7，与实施例一不同的是上述中夹板6为省略。上夹板与下夹板之 间垫有用铅、橡胶或其它类似材料制作的垫板3。本实用新型的钢结构万向转动索夹装置主要由五层结构构成，它们是上夹板、球形夹及 第一层钢索、中夹板、球形夹及第二层钢索、下夹板。球形夹的尺寸由钢索直径和节点受力 决定，上、中、下夹板的尺寸由球直径和节点的受力及变形要求决定。安装时最好自上而 下，先连接上夹板与撑杆，然后安装球形夹和钢索，再依次安装中夹板、第二层钢索和下夹 板。此类节点的外观特点为夹板方向由撑杆方向控制，若撑杆垂直与地面，则夹板可平行于 地面。
权利要求1. 一种钢结构万向转动索夹装置，包括用于夹持钢索的上夹板(5)和下夹板(7)，其中一夹板与撑杆(1)连接，其特征在于球形夹(4)在节点处将钢索夹持固定，球形夹(4)由两个中心有半圆弧凹槽(41)的半球组合连接，半圆弧凹槽(41)的直径不大于钢索的直径，两半球由对穿螺栓(43)固定连接，球形夹(4)的表面开有相应的螺母卧槽(42)；上夹板(5)的下面、中夹板(6)的上下面、下夹板(7)的上面分别开有1-2道钢索槽(8)，钢索槽(8)的槽宽等于钢索的直径，钢索槽(8)的槽深大于钢索的半径，在各钢索槽(8)的中段均扩大成球形夹槽(9)；上夹板(5)与中夹板(6)之间的钢索槽(8)和球形夹槽(9)中分别置有第一层钢索(2)和球形夹(4)，中夹板(6)与下夹板(7)之间的钢索槽(8)和球形夹槽(9)中分别置有第二层钢索(10)和球形夹(4)，第一层钢索(2)与第二层钢索(10)为轴向交叉走向；长螺栓(11)穿过上夹板(5)、中夹板(6)和下夹板(7)，并将三者以及其间的双向钢索分层扣合连接。
2.权利要求2根据权利要求l所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在于上 述中夹板(6)为省略。
3.权利要求3根据权利要求l所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在于上 述中夹板(6)为两个或两个以上。
4.权利要求4根据权利要求3所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在于上 述钢索槽(8)的内面衬有聚四氟乙烯层。
5.权利要求5根据权利要求3所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在于上 述球形夹槽(9)的内面衬有聚四氟乙烯层。
6.权利要求6根据权利要求1或4或5所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在 于上述上夹板与中夹板之间垫有垫板(3)。
7.权利要求7根据权利要求1或4或5所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在于上述中夹板与下夹板之间垫有垫板(3)。
8.根据权利要求1或4或5所述的钢结构万向转动索夹装置，其特征在 于上述球形夹(4)由两个或四个对穿螺栓固定连接。
专利摘要一种钢结构万向转动索夹装置，球形夹在节点处将钢索夹持固定，球形夹由两个中心有半圆弧凹槽的半球组合连接，两半球由对穿螺栓固定连接，球形夹的表面开有相应的螺母卧槽；上夹板与撑杆连接，上夹板的下面、中夹板的上下面、下夹板的上面分别开有1-2道钢索槽，在各钢索槽的中段均扩大成球形夹槽；上夹板与中夹板之间的钢索槽和球形夹槽中分别置有第一层钢索和球形夹，中夹板与下夹板之间的钢索槽和球形夹槽中分别置有第二层钢索和球形夹，第一层钢索与第二层钢索为轴向交叉走向，长螺栓穿过上夹板、中夹板和下夹板，并将三者以及其间的双向钢索分层扣合连接，解决了钢索与撑杆节点可万向转动连接的问题，可适用于双向、多向张弦空间结构。
文档编号E04B1/58GK201121366SQ20072020124
公开日2008年9月24日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者阳 冯, 徐瑞龙, 朱忠义, 李国立, 毅 王, 凯 秦, 杰 秦, 阳 覃, 陈金科 申请人:北京市建筑设计研究院;北京市建筑工程研究院;北京城建设计研究总院有限责任公司