[发明专利]一种适用于张弦桁架双索张拉的铸钢节点

说明书

技术领域

本发明涉及预应力张拉的铸钢节点，尤其涉及一种适用于张弦桁架双索张拉的铸钢节点。

背景技术

张弦桁架结构是我国大跨度建筑结构中新兴的一种结构形式，是近十余年发展起来的一种大跨度预应力空间结构体系，这种结构由三类基本构件组成，即可以承受压力的上弦刚性构件、下弦的高强度拉索以及连接两者的撑杆。该结构的基本受力特性是通过张拉下弦高强度拉索使得撑杆产生向上的分力，导致上弦桁架产生与外荷载作用下相反的内力的变位，从而降低上弦构件的内力减小结构的变形。从结构受力特点来看，由于张弦桁架结构的下弦采用高强度拉索，其不仅可以承受结构在荷载作用下的拉力，而且可以适当的对结构施加预应力以改善结构的受力性能，从而提高结构的跨越能力。目前主要在大型公共和工业建筑中使用，例如机场，展览馆，火车站等等。

张弦桁架结构由其特殊的组成构件，可以将其主要连接节点分为：支座节点、撑杆与下弦拉索节点以及撑杆与上弦构件节点。拉索的预应力一般施加在支座节点上，但对于一些拉索与支座不相连的张弦桁架结构，便使用到本发明所涉及的铸钢节点。近年来铸钢节点在国内外钢结构建筑中的应用日益普及，建筑设计师在钢结构设计中也都希望采用铸钢节点，以充分表达自己的建筑思想，设计出有鲜明特色的标志性建筑。与此同时由于张弦桁架是自平衡体系，所以在使用时要进行高强度拉索的预应力张拉，这一特点也对索的张拉端与固定端提出了更高的要求。对于跨度较大的张弦桁架结构，由于张拉节点处受力大，杆件多，构造复杂，因此较多地采用铸钢节点以保证节点的空间角度和尺寸的精度，免去了相贯线切割和复杂的焊接工序，也避免产生复杂的焊接温度应力。同时由于铸钢节点的刚度大，在对索进行张拉时能有效的减小变形，避免预应力的大量损失。

目前，大跨度单根拉索的张弦桁架铸钢节点已经得到广泛应用，并经受了实际工程的检验，例如广州国际会展中心以及上海浦东国际机场的张弦梁结构中均采用了单根拉索的铸钢节点。而实际工程中对空间尺寸以及张拉端要求更高的双索张弦桁架的铸钢节点，则应用很少。因此对适用于双索张拉的铸钢节点进行设计有着重大意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于张弦桁架双索张拉的铸钢节点。

它包括主桁架腹杆、主桁架下弦杆、双拉索、柱帽杆、铸钢节点、垫板、锚环、张拉端，铸钢节点的形状是由一个圆台的下面被球面所切，所切的部份球面再被平面所切而形成的，铸钢节点的圆台上面和圆台的所切的部份球面上分别设有主桁架下弦杆，两主桁架下弦杆的轴线与圆台的轴心线重合，铸钢节点的圆台侧面设有多个主桁架腹杆，铸钢节点的所切的部份球面上还设有柱帽杆，铸钢节点的圆台的所切部份球面的再切平面上设有垫板，垫板上有两个锚环，在两个锚环上分别设有张拉端，两张拉端内固定有双拉索，并分别从圆台侧面穿出。

本发明由于用各种实体切割而成，该铸钢节点的各个面与线均保持圆滑状态，因此有效的避免了应力集中问题。由于双索中张拉预应力的要求，铸钢节点的尺寸会较大，这样刚度提高，变形减小，降低了预应力的损失。同时该铸钢件能保证与其连接的索、腹杆、下弦杆以及柱帽杆的杆件轴线能交于一点，使腹杆、下弦杆基本上保持轴向受力而不会承受较大的弯矩，受力较为合理。铸钢节点与其相连的杆件是通过焊接进行连接的，因此连接方便。

附图说明

下面结合附图对本发明作详细说明：

图1是张弦桁架结构双索铸钢节点效果图；

图2是张弦桁架结构双索铸钢节点平面、立面图；

图3(a)～(d)是张弦桁架结构双索铸钢节点安装流程图；

图4是张弦桁架结构双索铸钢节点位置示意图；

图中：主桁架腹杆1、主桁架下弦杆2、双拉索3、柱帽杆4、铸钢节点5、垫板6、锚环7、张拉端8。

具体实施方式

适用于张弦桁架结构的双索张拉的铸钢节点包括主桁架腹杆1、主桁架下弦杆2、双拉索3、柱帽杆4、铸钢节点5、垫板6、锚环7、张拉端8，铸钢节点5的形状是由一个圆台的下面被球面所切，所切的部份球面再被平面所切而形成的，铸钢节点5的圆台上面和圆台的所切的部份球面上分别设有主桁架下弦杆2，两主桁架下弦杆2的轴线与圆台的轴心线重合，铸钢节点5的圆台侧面设有多个主桁架腹杆1，铸钢节点5的所切的部份球面上还设有柱帽杆4，铸钢节点5的圆台的所切部份球面的再切平面上设有垫板6，垫板6上有两个锚环7，在两个锚环7上分别设有张拉端8，两张拉端8内固定有双拉索3，并分别从圆台侧面穿出。