预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置，特别适用于张弦梁或者张弦桁架结构中撑杆和下弦索连接的节点形式。本装置包括有撑杆（1）、法兰盘（2）、套环上节点板（3）、套环下节点板（4）、螺栓（5）、下弦预应力索（6）。撑杆（1）可利用法兰盘（2）通过螺栓（5）与套环上节点板（3）连接，下弦预应力索（6）穿过套环上下节点板围成的孔道与撑杆形成整体，共同工作。本发明所述构件可在工厂预制，采用螺栓在施工现场拼接形成节点，避免焊接；螺栓连接可避免撑杆与节点连接处弯矩的出现，有效地减小撑杆的受力。
【专利说明】预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置，特别适用于张弦梁或张弦桁架结构撑杆和预应力索的节点形式。
【背景技术】
[0002]作为预应力钢结构的主要结构形式，张弦结构的特点是预应力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的预应力索的设计拉力远大于撑杆设计压力，所以要求预应力索在张拉过程中在转折节点处具有很好的滑动性能。在实际施工过程中预应力索收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。预应力索与撑杆是通过索撑节点连接起来的，因此索撑节点设计应满足:尽可能减少索撑节点内壁与索体的摩擦力，使施加的预应力能更好的在索体中均匀地传递。
[0003]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空腔体内，位于预应力索和节点内壁之间，卡片与预应力索的接触面上有刻痕，这种处理方式使索体受到的摩擦力过大。
[0004]传统的结构施工时采用了大量的焊接，导致在结构焊接处产生弯矩且遗留焊接产生的残余应力，增加构件的受力，降低构件的利用度；同时施工速度慢，对环境的污染严重，最重要的是焊缝的质量不宜控制，严重影响建筑物的安全性能；容易在施工现场引起火灾。
【发明内容】
[0005]本发明提出了一种预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置。其目的在于在有效减少预应力索与节点内壁摩擦力的同时，将节点装置模块化，工厂化，标准化和装配化相结合，实现了工厂化生产，现场快速装配，在保证施工质量的前提下，保证结构构件性能的充分利用，避免现场焊接引起火灾的可能性。
[0006]所述预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置，包括有撑杆1、法兰盘2和索撑节点，撑杆I与法兰盘2进行焊接连接在一起，并与索撑节点通过螺栓相连接。所述的索撑节点包括套管上节点板3和套管下节点板4，套管上节点板3通过螺栓5与套管下节点板4相连接，套管上节点板3和套管下节点板4连接在一起共同围成一个截面为圆形的空腔，预应力索6穿过该空腔，空腔直径需略大于预应力索6的直径，同时该空腔的弧度与预应力索6的弧度一致，在空腔与预应力索空隙处内衬聚氯四氟乙烯，填补空隙。撑杆I与法兰盘2均在工厂预制焊接，施工现场通过螺栓进行整体装配。
[0007]所述的法兰盘2截面需做成矩形，其尺寸应与套管上节点板3的上截面尺寸相同，便于在相应位置留置螺栓孔，供法兰盘2、套管上节点板3与套管下节点板4三者通过螺栓5连接成一体。
[0008]所述的套管上节点板3与套管下节点板4围成的空腔略大于预应力索6，两者间隙处需内衬聚氯四氟乙烯层，填补空隙。
[0009]本发明能够减少索撑节点和预应力索之间的摩擦力，同时能保证结构构件性能的充分利用，避免现场焊接引起火灾的可能性。I减少摩擦力方面:撑杆主节点由套管上节点板3与套管下节点板4以及圆弧内表面的聚四氟乙烯层组成。内衬的聚四氟乙烯层可以将原来的预应力索6的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，这样减小了接触面相对摩擦系数，从而减小铸钢节点内壁与预应力索之间的摩擦力，同时保护了索体表面。整个节点空腔的弧度与预应力索6的弧度一致，使预应力索6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保证结构构件性能充分利用，避免火灾发生方面:撑杆I通过法兰盘2与套管上节点板3栓接在一起，这种连接方式与焊接相比，节点从固接转变为铰接，避免了撑杆与索撑节点连接处弯矩的产生，减小了撑杆的受力，提升了结构构件力学性能的利用度；避免了焊接时连接处产生的残余应力，增强了撑杆使用时的稳定性；撑杆I与法兰盘2在加工工厂中按工程需要尺寸制作并焊接在一起，在施工现场各部分通过螺栓5进行栓接，施工过程中无需焊接，排除了可能导致施工现场火灾的因素。
[0010]本发明的优点是:本索撑节点构造简单，可工厂化、标准化和装配化，方便施工，提高施工效率；充分发挥构件承载力，杜绝现场焊接，排除火灾发生可能性，保证施工安全的同时，避免焊接对环境的污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1本发明预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置的组成部分示意图
[0012]图2本发明的撑杆、法兰盘示意图
[0013]图3本发明的套管节点板拼接示意图
[0014]图4本发明预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置示意图
[0015]图中:1、撑杆，2、法兰盘，3、套管上节点板，4、套管下节点板，5、螺栓，6、预应力索。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图具体说明本发明的实施例。
[0017]如图1?图4所示，本实施例包括有撑杆1、法兰盘2、套管上节点板3、套管下节点板4、螺栓5和预应力索6。撑杆I焊接在法兰盘2上，可在工厂进行，两者形成的整体和套管上节点板3及套管下节点板4通过螺栓5连接在一起。其中，套管上节点板3内部有一个小半个圆形的空腔，和套管下节点板4内部的圆形空腔共同组成一个截面为圆形的空腔，以供预应力索6穿过该空腔，空腔直径略大于预应力索6的直径，使索体能够自由滑动，该空腔的弧度需与预应力索6的弧度相同。预应力索6穿过空腔时，螺栓5进行初步旋紧，待张弦结构找形结束后再最终旋紧。在空腔与预应力索6之间存在空隙，需用聚四氟乙烯层内衬，减小接触面的摩擦力系数。
[0018]套管上节点板3、套管下节点板4的大小和比例根据预应力索6的直径大小不同而不同。法兰盘2的截面及截面尺寸根据套管上节点板3进行确定取值。
[0019]施工前，先将工厂焊接好的撑杆1、法兰盘2与撑杆上部结构连接安装就位，并将其与套管上节点板3通过螺栓5连接为一起，然后将预应力索6通过套管上节点板3下部缺口放入节点空腔内，再装置套管下节点板4，旋紧螺栓5，使其成为一个整体节点装置。
【权利要求】
1.预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置，其特征在于:包括有撑杆(I)、法兰盘(2)和索撑节点，撑杆(I)与法兰盘(2)进行焊接连接在一起，并与索撑节点通过螺栓相连接，所述的索撑节点包括套管上节点板(3)和套管下节点板(4)，套管上节点板(3)通过螺栓(5)与套管下节点板(4)相连接，套管上节点板(3)和套管下节点板(4)连接在一起共同围成一个截面为圆形的空腔，预应力索(6)穿过该空腔，同时该空腔的弧度与预应力索(6)的弧度一致。
2.根据权利I所述的预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置，其特征在于:所述的法兰盘(2)截面需做成矩形，其尺寸应与套管上节点板(3)的上截面尺寸相同，便于在相应位置留置螺栓孔，供法兰盘(2)、套管上节点板(3)与套管下节点板(3)三者通过螺栓(5)连接成一体。
3.根据权利I所述的预应力钢结构现场无焊接的索撑节点装置，其特征在于:套管上节点板(3)与套管下节点板(4)围成的空腔略大于预应力索(6)，两者间隙处采用内衬聚氯四氟乙烯层填补空隙。
【文档编号】E04B1/58GK103711204SQ201310658857
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月8日 优先权日:2013年12月8日
【发明者】白正仙, 侯西明, 关洪阳, 刘洪 , 宋国涛, 陈鸣飞 申请人:北京工业大学