用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系制造技术

本公开提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：底板、两根撑杆以及两个上部结构焊接球；底板内平行穿过两根预应力拉索；两根撑杆镜像设置于底板顶部，两根撑杆的底部靠近并与底板连接，每根撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；两个上部结构焊接球分别设置于两根撑杆的顶部，并与撑杆的顶部铰接连接，其销轴与预应力拉索异面垂直设置。本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系倾斜布置两根撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度。

Upper Centrocentric Double Cable-Braced Joint System for String Structures

【技术实现步骤摘要】
用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系
本公开涉及张弦结构
，尤其涉及一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系。
技术介绍
张弦结构是大跨预应力结构中应用广泛的一种结构，由柔性的拉索、刚性的撑杆和上部结构组成，包括平面张弦结构和空间张弦结构，如张弦梁、张弦桁架、弦支穹顶、弦支筒壳、弦支网架、弦支混凝土屋盖、弦支拱壳和弦支网壳等。张弦结构在传统刚性结构的基础上引入了柔性的预应力拉索，并施加一定的预应力，从而改变了结构的内力分布和变形特征，优化了结构的性能，使得结构能够跨越更大的跨度。与传统的刚性梁结构和网壳结构等相比，张弦结构的受力更加合理；与柔性的索网、索膜结构和索穹顶等结构相比，张弦结构施工更为便捷。根据我国《钢结构设计标准》(GB50017-2017)，预应力拉索节点分为张拉节点、锚固节点和转折节点三类。对于张弦结构来说，索节点是拉索和撑杆汇交的区域，作为张弦结构的关键受力区域，节点同时承受空间不同方向的拉力和压力。张拉索节点一般由竖向撑杆、上下两块盖板(或一体的铸钢件)、单根(或多根)预应力拉索组成。由于引入了预应力，张弦结构在平面内具有较大的刚度，可承受较大的竖向荷载并保证结构的竖向变形在一定范围内，同时，拉索受拉、撑杆受压使材料得以充分利用。但对于大多数张弦结构而言，其平面外刚度较弱。公开内容(一)要解决的技术问题基于上述技术问题，本公开提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，以缓解现有技术中的张弦结构平面外刚度较弱的技术问题。(二)技术方案本公开提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：底板，其内平行穿过两根预应力拉索；两根撑杆，其镜像设置于所述底板顶部，两根所述撑杆的底部靠近并与所述底板连接，每根所述撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及两个上部结构焊接球，分别设置于两根所述撑杆的顶部，并与所述撑杆的顶部铰接连接，其销轴与所述预应力拉索异面垂直设置。在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：立板，其设置于所述底板顶部，且位于两根所述撑杆的镜像平面上；其中，两根所述撑杆的底部均与所述立板固定连接。在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：两块第一加劲肋，其分别垂直于所述立板的两个侧面和所述底板的顶面设置，且与所述立板和所述底板连接；其中，两根所述撑杆的下部设置有与所述第一加劲肋匹配的切口，该切口与所述第一加劲肋连接。在本公开的一些实施例中，所述撑杆为空心圆管，两根所述空心圆管的下部相对一侧设置有竖向切口，该竖向切口与所述立板连接；与所述第一加劲肋匹配的所述切口贯穿所述竖向切口以及该空心圆管下部的管壁。在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：撑杆端板，其设置于所述撑杆的顶端，并与所述撑杆的轴线垂直；撑杆耳板，其立设于所述撑杆端板上；上部结构焊接球耳板，其与所述上部结构焊接球连接，并与所述撑杆耳板铰接连接；以及第二加劲肋，其设置于所述上部结构焊接球耳板上，并与所述上部结构焊接球连接。在本公开的一些实施例中，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：向心关节轴承，其外环与所述撑杆耳板上的铰接孔固定连接，其内环通过销轴与所述上部结构焊接球耳板连接。在本公开的一些实施例中，所述底板包括：上盖板和下盖板。在本公开的一些实施例中，所述上盖板和所述下盖板通过螺栓连接。在本公开的一些实施例中，其中，所述下盖板沿一平面对称的布置两块，该平面垂直于所述上盖板的顶面，且该平面通过所述上盖板与所述预应力拉索平行的中线，每块所述下盖板分别与所述上盖板通过螺栓连接。在本公开的一些实施例中，所述螺栓分为四列，每两列所述螺栓设置于一根所述预应力拉索的两侧，且每两列所述螺栓对应一块所述下盖板设置。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：(1)本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系倾斜布置两根撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度；(2)本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系在撑杆上端的耳板内设置向心关节轴承，使节点在拉索张拉过程中可发生面内轻微转动；(3)将下盖板分为两块，并分别对应一根拉索，方便在特殊情况下更换拉索。(4)本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系构造简单，便于设计和施工。附图说明图1为本公开实施例提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的立体结构示意图。图2为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的主视图。图3为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的俯视图。图4为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的左视图。图5为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系的爆炸示意图。图6为图1所示的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系中向心关节轴承部分的爆炸示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-预应力拉索；2-撑杆；3-上部结构焊接球；4-销轴；5-立板；6-第一加劲肋；7-撑杆端板；8-撑杆耳板；9-上部结构焊接球耳板；10-第二加劲肋；11-向心关节轴承外环；12-向心关节轴承内环；13-上盖板；14-下盖板；15-螺栓。具体实施方式本公开提供的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系通过倾斜布置两根撑杆，可以有效增大张弦结构体系的面外刚度。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开实施例提供一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，如图1至图5所示，包括：底板，其内平行穿过两根预应力拉索1；两根撑杆2，其镜像设置于底板顶部，两根撑杆2的底部靠近(此处需要补充说明的是，此处所述的“靠近”是指：相对于两根撑杆2的顶部距离，两根撑杆2的底部距离更近)并与底板连接，每根撑杆2与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及两个上部结构焊接球3，分别设置于两根撑杆2的顶部，并与撑杆2的顶部铰接连接，销轴4与预应力拉索1异面垂直设置。在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：立板5，其设置于底板顶部，且位于两根撑杆2的镜像平面上；其中，两根撑杆2的底部均与立板5固定连接。在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：两块第一加劲肋6，其分别垂直于立板5的两个侧面和底板的顶面设置，且与立板5和底板连接；其中，如图6至图9所示，两根撑杆2的下部设置有与第一加劲肋6匹配的切口，该切口与第一加劲肋6连接。在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，撑杆2为空心圆管，两根空心圆管的下部相对一侧设置有竖向切口，该竖向切口与立板5连接；与第一加劲肋6匹配的切口贯穿竖向切口以及该空心圆管下部的管壁。在本公开的一些实施例中，如图1至图5所示，该用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系还包括：撑杆端板7、撑杆耳板8、上部结构焊接球耳板9以及第二加劲肋10；撑杆端板7设置于撑杆2的顶端，并与撑杆2的轴线垂直；撑杆耳板8立设于撑杆端板7上；上部结构焊接球耳板9与上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：底板，其内平行穿过两根预应力拉索；两根撑杆，其镜像设置于所述底板顶部，两根所述撑杆的底部靠近并与所述底板连接，每根所述撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及两个上部结构焊接球，分别设置于两根所述撑杆的顶部，并与所述撑杆的顶部铰接连接，其销轴与所述预应力拉索异面垂直设置。

【技术特征摘要】
1.一种用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，包括：底板，其内平行穿过两根预应力拉索；两根撑杆，其镜像设置于所述底板顶部，两根所述撑杆的底部靠近并与所述底板连接，每根所述撑杆与竖直平面存在N°夹角，其中，0＜N＜90；以及两个上部结构焊接球，分别设置于两根所述撑杆的顶部，并与所述撑杆的顶部铰接连接，其销轴与所述预应力拉索异面垂直设置。2.根据权利要求1所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：立板，其设置于所述底板顶部，且位于两根所述撑杆的镜像平面上；其中，两根所述撑杆的底部均与所述立板固定连接。3.根据权利要求2所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，还包括：两块第一加劲肋，其分别垂直于所述立板的两个侧面和所述底板的顶面设置，且与所述立板和所述底板连接；其中，两根所述撑杆的下部设置有与所述第一加劲肋匹配的切口，该切口与所述第一加劲肋连接。4.根据权利要求3所述的用于张弦结构的上部向心双索索撑节点体系，所述撑杆为空心圆管，两根所述空心圆管的下部相对一侧设置有竖向切口，该竖向切口与所述立板连接；与所述第一加劲肋匹配的所述切口贯穿所述竖向切口以及该空心圆管下部的管壁。5.根据权利要求4所述的用于张弦结构的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红波，徐旭晨，陈志华，闫翔宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12