專利名稱：預應力鋼結構滾動式張拉索節點的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑結構節點，具體的說，是一種用于預應力鋼結構的拉 索滑動節點。
背景技術：
目前，各類帶有預應力拉索的結構形式被廣泛地應用于各種建筑中。這類 結構由于采用了抗拉強度很高的鋼索代替其它牌號的鋼材，使得構件截面減 小，結構自重減輕，因而可以建造更加輕巧的結構，跨越更大的跨度。然而， 鋼拉索雖然具有很高的抗拉強度，但它卻屬于柔性建筑材料，必須對鋼索施加 預拉力使構件產生預應力，體系才能具有剛度成為結構。而預應力通常是通過 張拉鋼拉索來施加的，鋼拉索內的應力傳遞是連續的，當連續拉索上串有連接 其它構件的節點時，鋼拉索與節點的摩擦便成為不可忽視的影響因素，從而會使連續拉索中預應力分布不均勻；同樣，當結構中的預應力達到了預期的水平 時，又需要將拉索與節點進行固定，防止它們之間發生相對位移，從而導致預 應力的損失。這樣一來，迫切需要一種張拉過程中減小摩擦、張拉完畢充分固 定的節點形式。現有的節點形式在解決鋼拉索與節點間摩擦方面，主要采取將節點索槽的 彎曲弧度設計成與預應力拉索的彎曲弧度一致，同時采用在索體與節點間布置潤滑材料(如聚四氟乙烯等)來減小摩擦力；在解決張拉后索體與節點固定方面，有的節點采用單體形式，截面為半圓形卡片板，內置在索撐節點的索槽內，位于預應力鋼拉索與節點內壁之間，卡片與預應力鋼拉索的接觸面上有卡痕， 張拉施工結束后通過旋緊節點側壁上的兩個螺栓將卡片擠壓在預應力鋼拉索表 面上，從而將索體固定，防止索體預應力損失；還有的節點采用分離式卡塊設 計，即在節點兩側的索體上夾緊卡塊，當索體與節點發生相對滑動時，卡塊就 會與節點發生接觸從而阻止位移的發生。但是，由于預應力拉索結構中的節點往往既連接鋼拉索又要連接其它相應 的剛性桿件，這樣經常導致節點形狀繁瑣，受力狀態復雜，應力集中現象嚴重。發明內容為解決上述問題，本發明提供了一種預應力鋼結構滾動式張拉索節點。本 發明采用滾動摩擦代替節點與索體間的滑動摩擦，很好地解決了張拉中鋼拉索 與節點間摩擦力的問題；采用固定壓塊解決鋼拉索張拉后充分固定的問題；同時本發明可簡化節點形式，減少復雜形狀下產生的復雜應力與應力集中現象， 改善節點的工作狀況，優化節點的材料與形式，使得采用更輕巧的材料，更纖 細、單薄的形式成為可能，并且在節點應力水平、節點造形、節點空間姿態平 衡(以力的作用線對心為原則)、安裝工藝合適的情況下可將節點設計成可分離 式節點，進行分離安裝。本發明技術方案如下預應力鋼結構滾動式張拉索節點，包括非連續索端主體、連續索端主體、 節點腰部、索腔、撐桿、耳板、滾動軸、連續拉索、固定壓塊；所述非連續索 端主體與連續索端主體由節點腰部連接成一個整體；所述非連續索端主體上設 置有耳板；所述撐桿連接于非連續索端主體上；索腔設在連續索端主體上，所 述連續拉索通過索腔穿過連續索端主體環繞于滾動軸上，并由固定壓塊固定。非連續索端主體由鋼材鑄造制成、由鋼材焊接制成；連續索端主體由鋼材整 體鑄造制成或由鋼材焊接制成；節點腰部由鋼材整體鑄造制成或由鋼材焊接制成或由鋼銷栓銷接制成。耳板焊接于非連續索端主體上或者是耳板與非連續索端主體整體鑄造形成。撐桿焊接于非連續索端主體上或者是在非連續索端主體鑄造出連接撐桿的 端頭，端頭再與撐桿連接。固定壓塊由螺栓連接于連續索端主體上。ii^賣拉索由半平行鋼絲束、鋼纟 、鋼絲繩、碳纟f^隹索體、 纖維索體的任意一 種制成。所述非連續索端主體與連續索端主體由節點腰部連接成一個整體共同工 作，實現節點功能。所述耳板由非連續索端主體上引出，用于連接非連續拉索。所述撐桿連接于非連續索端主體。所述滾動軸為兩端安有軸承的可轉動地安裝于連 續索端主體上，連續拉索以一定的圓弧角度環繞其上，滾動軸的直徑需由拉索 直徑與其在該轉折角度共同決定。所述索腔位于連續索端主體上，連續拉索通過該腔體穿過連續索端主體，同時當固定壓塊與連續索端主體用螺栓完全擰緊連 接后可固定連續拉索。所述固定壓塊與索腔尺寸相配合并在相應位置上設有螺栓 孔用于將螺栓穿過該孔調節擠壓連續拉索的松緊程度。所述連續拉索，環繞于滾 動軸，同時穿過滑動索壓緊槽并由固定壓塊支承或固定于索腔中。張拉連續索施工時，連續拉索緊貼滾動軸，連續拉索隨滾動軸轉動；張拉 施工完畢后，將固定壓塊用螺栓壓緊于索腔中將連續索充分卡緊固定阻止其滑 動。同時，將滾動軸從兩端固定防止其轉動，進一步加強了對于連續索的固定。固 定滾動軸防止其轉動的方式有兩端焊死、灌膠、卡槽插板、摩擦抱緊等。
圖1為本發明的預應力鋼結構滾動式張拉索節點平面示意圖； 圖2為A-A剖面示意圖； 圖3為B-B剖面示意圖；圖4為節點后視圖；圖5為D-D剖面示意圖； 圖6為E-E剖面示意圖； 圖7為F-F剖面剖面圖； 圖8為G-G剖面示意圖；圖9固定壓塊平面示意圖； 圖IO為H-H剖面示意圖； 図11 T-T剖而^音図.圖中，1:非連續索端主體；2:連續索端主體；3:節點腰部；4:索腔；5: 撐桿；6:耳板；7:滾動軸；8:連續拉索；9:固定壓塊。
具體實施例方式如圖1所示，本發明的預應力鋼結構滾動式張拉索節點包括非連續索端主體l、連續索端主體2、節點腰部3、索腔4、撐桿5、耳板6、滾動軸7、連 續拉索8、固定壓塊9。非連續索端主體1和連續端主體2由節點腰部3連接成 一個整體；所述非連續索端主體1上設置有耳板6;所述撐桿5連接于非連續索 端主體l上；索腔4設在連續索端主體2上，連續拉索8通過索腔4穿過連續 索端主體2環繞于滾動軸7上，并由固定壓塊9固定。非連續索端主體l、連續 索端主體2和節點腰部3可以整體鑄造形成；也可以采用焊接或鑄造分別形成后，由節點腰部3或銷軸把非連續索端主體1和連續索端主體2連接成一個整體。本實施例中非連續索端主體1連續索端主體2與節點腰部3采用鋼材鑄造成一整體。耳板6根據節點處非連續索的數量可設置一個或多個，本實施例采設置兩個耳板，如圖l、 2、 4、 6所示。撐桿5根據節點處撐桿的數量可設置一個或多個，本實施例設置一個，如圖l、 2、 4、 6所示。索腔4設置在連續索端主體2上，連續拉索8從其中穿過，索腔大小可根據索直徑大小確定。固定壓塊9與連續索端主體2之間連接用螺栓可設置兩個或多個，本實施例設置4個，如圖l、 3、 5、 9所示。固定壓塊9與連續索端主體2在張拉過程中用螺栓連接但不擰緊，以起到支承連續拉索8的作用。當拉索張拉完畢后，擰緊螺栓規定拉索，則連續拉索8將不能繞滾動軸7滾動。本發明節點力線對中，各索、桿的合力作用線交于一點，整個節點沿節點軸 ^fe甜敵先罟.占她^ +掉太；《g、液^袖7 IML〖、、甚^ "ffil5 A恥甚旌的向斷拉索索力合力作用線在節點所在平面內的投影與節點軸線相重合，同時耳板6 所連接的間斷拉索軸線延長線與撐桿5延長線交于一點，而該交點則處于環繞 節點滾動軸7的連續拉索8所在的水平面內，連續拉索8兩端的索力合力作用 線亦與節點軸線重合，保證各間斷索、撐桿5、以及連續拉索8對節點的合力作用線交于一點且達到平衡。
權利要求
1. 一種預應力鋼結構滾動式張拉索節點，包括非連續索端主體(1)、連續索端主體(2)、節點腰部(3)、索腔(4)、撐桿(5)、耳板(6)、滾動軸(7)、連續拉索(8)、固定壓塊(9)；其特征是所述非連續索端主體(1)與連續索端主體(2)由節點腰部(3)連接成一個整體；所述非連續索端主體(1)上設置有耳板(6)；所述撐桿(5)連接于非連續索端主體(1)上；索腔(4)設在連續索端主體(2)內，所述連續拉索(8)通過索腔(4)穿過連續索端主體(2)環繞于滾動軸(7)上，連續拉索由固定壓塊(9)固定。
2、 根據權利要求l所述的預應力鋼結構滾動式張拉索節點，其特征是非連續索端主體(1)由鋼材鑄造制成或由鋼材焊接制成；連續索端主體(2)由鋼材整體鑄造制成或由鋼材焊接制成；節點腰部(3)由鋼材整體鑄造制成或由 鋼材焊接制成或由鋼銷栓銷接制成。
3、 根據權利要求l所述的預應力鋼結構滾動式張拉索節點，其特征是耳板(6)焊接于非連續索端主體(1)上或者是耳板(6)與非連續索端主體(1) 整體鑄造形成。
4、 根據權利要求l所述的預應力鋼結構滾動式張拉索節點，其特征是撐 桿(5)焊接于非連續索端主體(1)上或者是在非連續索端主體(1)鑄造出連 接撐桿(5)的端頭，端頭再與撐桿(5)連接。
5、 根據權利要求l所述的預應力鋼結構滾動式張拉索節點，其特征是固定壓塊(9)由螺栓連接于連續索端主體(2)上。
6、 根據權利要求l所述的預應力鋼結構滾動式張拉索節點，其特征是連續拉索(8)由半平行鋼絲束、鋼絞線、鋼絲繩、碳纖維索體、玻璃纖維索體的任意一種制成。
全文摘要
本發明涉及一種預應力鋼結構滾動式張拉索節點，其包括非連續索端主體、連續索端主體、節點腰部、索腔、撐桿、耳板、滾動軸、連續拉索、固定壓塊。所述非連續索端主體與連續索端主體由節點腰部連接；所述非連續索端主體設有耳板，所述撐桿連接到非連續索端主體；所述連續索端主體設有索腔，所述連續拉索穿過索腔并可繞滾動軸轉動，所述固定壓塊與連續索端主體通過螺栓連接以固定連續拉索。本節點的有益效果是可以滿足連續拉索張拉過程中自由滑動，從而克服由于索與節點的摩擦力導致的索力不均勻問題，并可以滿足索張拉后固定的工作要求，特別適用于弦支穹頂、索穹頂、張弦梁、索桁架與懸索橋等結構中的張拉索滑動節點。
文檔編號E04B7/14GK101265727SQ20081005295
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者劉紅波, 毋英俊, 王小盾, 閆翔宇, 陳志華 申請人:天津大學