[发明专利]适用于多角度连接的装配式分支型索支撑预应力柱

说明书

本发明公开了一种适用于多角度连接的装配式分支型索支撑预应力柱，包括方形中心柱、撑杆—中心柱连接节点、撑杆外伸端节点、撑杆和预应力钢拉索；撑杆—中心柱连接节点包括两个，其套装在方形中心柱的上部和下部，且与方形中心柱可拆卸式连接；撑杆外伸端节点包括四个；位于上部的撑杆—中心柱连接节点的四个侧面分别通过第一连接件与四个上部撑杆一端可拆卸式相连，上部撑杆另一端与四个撑杆外伸端节点的上部连接；位于下部的撑杆—中心柱连接节点的四个侧面分别通过第二连接件与四个下部撑杆一端可拆卸式相连，下部支撑杆与四个撑杆外伸端节点的下部连接；四个撑杆外伸端节点的顶部、底部分别通过预应力钢拉索与方形中心柱顶部、底部相连。

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种适用于多角度连接的装配式分支型索支撑预应力柱。

背景技术

索支撑预应力柱是一种刚度高、材料利用率好的预应力钢结构体系，其结构特点是通过配置横向撑杆与预应力拉索来约束中心柱的屈曲，从而有效地提高预应力柱的屈曲承载力。纤细的拉索还使得索支撑柱外观轻盈，丰富了其建筑表现。

目前预应力柱中的撑杆和中心柱多采用现场直接焊接的方式连接，但是传统的焊接方式存在诸多缺点，如现场施工复杂、运输和存放占用空间等，而焊接残余应力也对结构的稳定性能有不利影响。此外，分支型索支撑预应力柱的撑杆与中心柱夹角有时需要设计为不同角度，其连接节点亦需要单独设计和加工。

在专利申请号为CN 202010421705的专利中公开了一种适用于分叉式预应力撑杆柱的撑杆外伸端连接节点，该专利中存在三个问题：

1.该专利仅给出用于连接拉索和撑杆外伸端的连接节点形式，缺少撑杆与中心柱、中心柱和拉索之间的连接节点形式，并不足以完成完整的分支型索支撑预应力柱的装配式连接。

2.该专利中外伸端节点不是一个独立部件而是由三个部件拼装组合得到，需要借助螺栓进行多步连接，有零件多、安装步骤繁琐、现场施工时间长等缺点。

3.该专利中外伸端节点与撑杆连接为铰接，受力简单清晰。从结构角度而言，部件之间的连接刚性越高，相互约束的能力也越强，对索支撑预应力柱结构的承载能力提升也就越大，然而该专利采用相对约束能力较差的铰接方式，连接节点的刚性仍有一定的提升空间。

发明内容

本发明的目的是研发一种可多角度安装的分支型索支撑预应力柱的装配式节点，使分支型索支撑预应力柱的连接节点具有模块化生产、快速安装以及满足多种角度设计等优点。

为实现本发明专利的目的而采用的技术方案如下：

适用于多角度连接的装配式分支型索支撑预应力柱，包括方形中心柱、撑杆—中心柱连接节点、撑杆外伸端节点、上部撑杆、下部撑杆、上部预应力钢拉索和下部预应力钢拉索；

所述撑杆—中心柱连接节点包括两个，其套装在方形中心柱的上部和下部，且与方形中心柱可拆卸式连接；所述的撑杆外伸端节点包括四个；

位于上部的撑杆—中心柱连接节点的四个侧面分别通过第一连接件与四个上部撑杆一端可拆卸式相连，上部撑杆另一端与四个撑杆外伸端节点的上部连接；

位于下部的撑杆—中心柱连接节点的四个侧面分别通过第二连接件与四个下部撑杆一端可拆卸式相连，下部撑杆与四个撑杆外伸端节点的下部连接；

四个撑杆外伸端节点的顶部通过上部预应力钢拉索与方形中心柱顶部侧面相连；四个撑杆外伸端节点的底部通过下部预应力钢拉索与方形中心柱底部侧面相连。

作为进一步的技术方案，所述的撑杆—中心柱连接节点包括竖直设立的方形套筒，在套筒的四个侧面各设有一个开口式外伸连接臂，开口式外伸连接臂的上方和下方设有螺栓孔。