[發(fā)明專利]一種應用于裝配式脊桿環(huán)撐索穹頂結構的預應力連接節(jié)點

有效

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• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109797862B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 張愛林;劉廷勇;張艷霞
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04B7/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種應用于裝配式脊桿環(huán)撐索穹頂結構的預應力連接節(jié)點，根據(jù)脊桿環(huán)撐索穹頂結構拓撲形式確定各層徑向鑄鋼節(jié)點構造樣式。桿件通過預應力連接節(jié)點與鑄鋼節(jié)點相連。采用施加預應力的方式建立預應力連接節(jié)點與桿件之間連接，采用焊接方式建立預應力連接節(jié)點與鑄鋼節(jié)點之間連接。本發(fā)明節(jié)點各構件及預應力施加均可實現(xiàn)工廠化，避免現(xiàn)場焊接、提高施工速度、降低施工難度，滿足裝配式建筑發(fā)展要求。本發(fā)明節(jié)點能夠實現(xiàn)預應力技術，因此節(jié)點具有一定初始剛度。此外本發(fā)明節(jié)點還具有提高脊桿環(huán)撐索穹頂結構中脊桿穩(wěn)定性，改變脊桿受力性能等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及土木工程的空間結構技術領域，尤其涉及一種應用于裝配式脊桿環(huán)撐索穹頂結構的預應力連接節(jié)點。

背景技術

大跨空間結構的發(fā)展是衡量一個國家經(jīng)濟實力與建筑業(yè)發(fā)展水平的重要標準。建國初期，受經(jīng)濟發(fā)展水平制約我國大跨空間結構發(fā)展較為緩慢，最近幾十年，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，人們對體育館、展覽廳、影劇院、工業(yè)車間、候車廳等大型公共設施的需求不斷增加，這在很大程度上推動了我國空間結構的發(fā)展。自1964年我國建成第一幢網(wǎng)架結構-上海師范學院球類房屋蓋以來截止到今天大跨空間結構以其外觀優(yōu)美、使用空間大、抗震性能好、穩(wěn)定性高等優(yōu)點在我國實現(xiàn)了迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)空間結構節(jié)點連接形式多采用焊接，此連接方式在提供足夠連接剛度的同時也存在不可避免的缺點，如施工條件受環(huán)境影響大，需大量人力、物力、財力，施工多為濕作業(yè)對環(huán)境污染影響大，施工周期長等。因此對于空間結構的發(fā)展勢必需要有所創(chuàng)新。介于我國工業(yè)化、機械化水平不斷提高，空間結構的創(chuàng)新要著力倡導和推行工廠化、自動化、精細化與裝配化，與之對應的就是要大力推行與發(fā)展裝配式空間結構。裝配式空間結構具有施工速度快、定位精度高、對環(huán)境污染小等優(yōu)點這符合建筑工業(yè)化發(fā)展要求。

在眾多空間結構中索穹頂結構因其造型輕盈、傳力明確、構造簡單而深受國內(nèi)外學者關注，但索穹頂結構同樣存在不可避免的缺點，如當屋面荷載較大時，由于上弦脊索剛度較小容易產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，從而導致結構穩(wěn)定性降低，造成結構破壞。此外構成索穹頂結構的桿件多為柔性索，因此決定了其屋面材料多為輕質膜材。為了解決以上問題，提出一種將脊索改為脊桿的索穹頂結構體系。針對該結構體系，為了滿足國家對裝配式建筑行業(yè)發(fā)展要求，需要提出與之相對應的裝配式節(jié)點，因此本發(fā)明涉及一種應用于裝配式脊桿環(huán)撐索穹頂結構的預應力連接節(jié)點來滿足以上需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了實現(xiàn)脊桿環(huán)撐索穹頂結構裝配化需求，同時改變脊桿受力方式，提高脊桿穩(wěn)定性與結構抗震性能，提出一種應用于裝配式脊桿環(huán)撐索穹頂結構的預應力連接節(jié)點。

一種應用于裝配式脊桿環(huán)撐索穹頂結構的預應力連接節(jié)點，包括桿件(1)、外套筒(2)、開孔圓鋼板(3)、預應力錨具(4)、預應力筋(5)、高強螺栓(6)、開孔角鋼(7)、開孔十字形鋼板(8)、圓形鋼板(9)、鑄鋼節(jié)點(10)和十字形加勁肋(11)。

根據(jù)脊桿環(huán)撐索穹頂結構拓撲形式確定各層徑向鑄鋼節(jié)點(10) 構造形式；圓形鋼板(9)的一側焊接連接十字形加勁肋(11)，圓形鋼板(9)的另一側焊接連接開孔十字形鋼板(8)。圓形鋼板(9)連接十字形加勁肋(11)的一側與鑄鋼節(jié)點(10)采用焊接連接，圓形鋼板(9)與鑄鋼節(jié)點(10)具有相同的外徑尺寸；十字形加勁肋(11) 內(nèi)切于鑄鋼節(jié)點(10)的內(nèi)徑上。

開孔圓鋼板(3)的一側同時焊接十字形加勁肋(11)與外套筒(2)，開孔圓鋼板(3)的半徑與外套筒(2)的半徑相同，開孔圓鋼板(3)的另一側焊接四個相同尺寸開孔角鋼(7)，開孔角鋼(7)焊接布置形式成十字形；相鄰兩個開孔角鋼(7)之間預留有空隙，空隙的間距與開孔十字形鋼板(8)的厚度相同，且開孔角鋼(7)開孔大小及位置與開孔十字形鋼板(8)上的開孔大小及位置相同。