專利名稱：一種用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
弦支穹頂結(jié)構(gòu)是由日本學(xué)者M(jìn)Kawaguchi于1993年提出的一種新的結(jié)構(gòu)形 式。它綜合了單層網(wǎng)殼和索穹頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的力學(xué)性能。弦支穹頂 結(jié)構(gòu)就是基于提高單層球面網(wǎng)殼的穩(wěn)定性，減少對(duì)外部構(gòu)件的依賴程度而形成 的自平衡結(jié)構(gòu)體系， 一方面提高了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使結(jié)構(gòu)能夠跨越更 大的空間；另一方面新結(jié)構(gòu)體系為自平衡體系，不需要借助外部構(gòu)件成形，減 少對(duì)外部構(gòu)件的依賴程度。 但其也存在以下幾個(gè)問題
1) 結(jié)構(gòu)中豎壓桿、斜索和環(huán)索相交于一點(diǎn)，此節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)還沒有形成成熟的 理論體系。
2) 弦支穹頂結(jié)構(gòu)雖已提出多種預(yù)應(yīng)力施工方法，但實(shí)際工程應(yīng)用較少，仍 存在預(yù)應(yīng)力損失過多、預(yù)應(yīng)力實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值偏差大，并且無法進(jìn)行調(diào)整。
3) 由于受現(xiàn)行設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的限制，要對(duì)已施加的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整非常困難， 這使得實(shí)際弦支穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不得必考慮這一問題，從而增加了用鋼指標(biāo)， 有的弦支穹頂結(jié)構(gòu)拉索成了裝飾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)。
用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)包括上弦網(wǎng)殼桿件，上弦網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)、豎壓桿、 焊接空心球節(jié)點(diǎn)、斜索、環(huán)索、第一銷栓連接接頭、第一螺紋套筒、第一螺帽 及墊板、第一索頭、第二螺帽及墊板、支承管、第二銷栓連接接頭、第三銷 栓連接接頭、第二螺紋套筒、第二索頭、第三螺帽及墊板；桿件、上弦網(wǎng)殼 節(jié)點(diǎn)組成弦支穹頂結(jié)構(gòu)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)部分，斜索、環(huán)索和豎壓桿通過焊接空心球 節(jié)點(diǎn)相連接；焊接球節(jié)點(diǎn)在水平環(huán)索方向開三個(gè)孔洞，其中兩孔洞是使一根環(huán) 索穿過焊接球節(jié)點(diǎn)并通過第一螺帽及墊板錨接，焊接球節(jié)點(diǎn)的另一孔用于第二 螺帽及墊板連接第一索頭，第一索頭與環(huán)索通過第一螺紋套筒相連接；焊接球 節(jié)點(diǎn)在斜索方向開有第四個(gè)孔洞，用于第三螺帽及墊板與第二索頭連接，第二 索頭與斜索通過第二螺紋套筒相連接；斜索上端與網(wǎng)殼上弦節(jié)點(diǎn)通過沿網(wǎng)殼球面徑向可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第一銷栓連接接頭相連接；豎壓桿下端與焊接空心球節(jié)點(diǎn) 通過可沿網(wǎng)殼法向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第二銷栓連接接頭相連接，豎壓桿上端與上弦網(wǎng) 殼節(jié)點(diǎn)的連接采用沿網(wǎng)殼徑向可轉(zhuǎn)動(dòng)的第三銷栓連接接頭相連接。
所述的焊接空心球節(jié)點(diǎn)由兩半球焊接而成，在焊接前，將第一索頭一端連 接于第二螺帽及墊板，并置于球內(nèi)，另一端連有螺紋套筒，將第二索頭一端連 接于第三螺帽及墊板，并置于球內(nèi)，另一端連有螺紋套筒。穿過焊接空心球節(jié) 點(diǎn)的環(huán)索錨固端先穿過支承管，支承管一端焊接在焊接空心球節(jié)點(diǎn)上，支承管 另 一端焊接在第一螺帽及墊板的墊板上。 本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有的有益效果是
1) 本發(fā)明中連接斜索、環(huán)索和豎壓桿的是焊接空心球節(jié)點(diǎn)，而焊接空心球節(jié) 點(diǎn)有便于加工、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)；
2) 本發(fā)明中索、桿與節(jié)點(diǎn)的連接采用螺紋套筒連接或銷栓連接，便于工地安 裝，不需工地焊接，并且螺紋套筒可以消除索的加工誤差；
3) 預(yù)應(yīng)力施工時(shí)可用多種方案，如在同一圈索上，可同時(shí)張拉各環(huán)索，也可 逐根分步張拉。采用此連接結(jié)構(gòu)也使弦支穹頂結(jié)構(gòu)整體安裝簡(jiǎn)單，預(yù)應(yīng)力可進(jìn) 行多次調(diào)整，從而易使預(yù)應(yīng)力實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)值一致；
4) 采用本連接結(jié)構(gòu)后，下弦環(huán)索被分成幾段，分段安裝便于控制安裝精度， 保證施工質(zhì)量；
5) 豎壓桿與上下端節(jié)點(diǎn)的連接采用只能沿某一方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的銷栓連接，保 證了安裝和實(shí)際工作所需要的必要轉(zhuǎn)動(dòng)。


圖1為弦支穹頂結(jié)構(gòu)上弦、壓桿、斜索和環(huán)索整體圖； 圖2為焊接空心球節(jié)點(diǎn)與豎壓桿、斜索、環(huán)索連接圖； 圖3為焊接空心球節(jié)點(diǎn)與環(huán)索連接俯視圖； 圖4為環(huán)索與接空心球節(jié)點(diǎn)連接詳圖中上弦網(wǎng)殼桿件l、上弦網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)2、豎壓桿3、焊接空心球節(jié)點(diǎn)4、 斜索5、環(huán)索6、第一銷栓連接接頭7、第一螺紋套筒8、第一螺帽及墊板9、第 一索頭10、第二螺帽及墊板11、支承管12、第二銷栓連接接頭13、第三銷栓 連接接頭14、第二螺紋套筒15、第二索頭16、第三螺帽及墊板17。
具體實(shí)施例方式
用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)包括上弦網(wǎng)殼桿件l，上弦網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)2、豎壓 桿3、焊接空心球節(jié)點(diǎn)4、斜索5、環(huán)索6、第一銷栓連接接頭7、第一螺紋套筒8、第一螺帽及墊板9、第一索頭10、第二螺帽及墊板11、支承管12、第二銷 栓連接接頭13、第三銷栓連接接頭14、第二螺紋套筒15、第二索頭16、第三 螺帽及墊板17;桿件l、節(jié)點(diǎn)2組成弦支穹頂結(jié)構(gòu)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)部分，斜索5、環(huán) 索6和豎壓桿3通過焊接空心球節(jié)點(diǎn)4相連接；焊接球節(jié)點(diǎn)4在水平環(huán)索方向 開三個(gè)孔洞，其中兩孔洞是使一根環(huán)索6穿過焊接球節(jié)點(diǎn)4并通過第一螺帽及 墊板9錨接，焊接球節(jié)點(diǎn)4的另一孔用于第二螺帽及墊板11連接第一索頭10， 第一索頭10與環(huán)索6通過第一螺紋套筒8相連接；焊接球節(jié)點(diǎn)4在斜索方向開 有第四個(gè)孔洞，用于第三螺帽及墊板17與第二索頭16連接，第二索頭16與斜 索5通過第二螺紋套筒15相連接；斜索5上端與網(wǎng)殼上弦節(jié)點(diǎn)2通過沿網(wǎng)殼球 面徑向可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第一銷栓連接接頭7相連接；豎壓桿3下端與焊接空心球 節(jié)點(diǎn)4通過可沿網(wǎng)殼法向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第二銷栓連接接頭13相連接，豎壓桿3上 端與上弦網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)2的連接采用沿網(wǎng)殼徑向可轉(zhuǎn)動(dòng)的第三銷栓連接接頭14相連 接。
所述的焊接空心球節(jié)點(diǎn)4由兩半球焊接而成，在焊接前，將第一索頭10 — 端連接于第二螺帽及墊板11，并置于球內(nèi)，另一端連有螺紋套筒8，將第二索 頭16 —端連接于第三螺帽及墊板17，并置于球內(nèi)，另一端連有螺紋套筒15。 穿過焊接空心球節(jié)點(diǎn)4的環(huán)索6錨固端先穿過支承管12，支承管12 —端焊接在 焊接空心球節(jié)點(diǎn)4上，支承管12另一端焊接在第一螺帽及墊板9的墊板上。
本發(fā)明所使用的鋼材、桿件的加工、索鑄錨節(jié)點(diǎn)的制作、焊接空心球節(jié)點(diǎn) 的加工、螺帽加工、高強(qiáng)度鋼絲索制作均已成熟。將索頭一端連接于螺帽及墊 板，并置于球內(nèi)，此時(shí)焊接空心球節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保護(hù)好索頭、螺帽及墊板。同時(shí), 目前的張拉設(shè)備及系統(tǒng)也足夠滿足本發(fā)明的要求，已有多臺(tái)張拉設(shè)備同時(shí)同步 張拉控制技術(shù)，而且本發(fā)明中索的張拉可重復(fù)多次，為實(shí)現(xiàn)索力實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì) 值一致提供了極大的便利。
權(quán)利要求
1.一種用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括上弦網(wǎng)殼桿件(1)，上弦網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)(2)、豎壓桿(3)、焊接空心球節(jié)點(diǎn)(4)、斜索(5)、環(huán)索(6)、第一銷栓連接接頭(7)、第一螺紋套筒(8)、第一螺帽及墊板(9)、第一索頭(10)、第二螺帽及墊板(11)、支承管(12)、第二銷栓連接接頭(13)、第三銷栓連接接頭(14)、第二螺紋套筒(15)、第二索頭(16)、第三螺帽及墊板(17)；桿件(1)、節(jié)點(diǎn)(2)組成弦支穹頂結(jié)構(gòu)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)部分，斜索(5)、環(huán)索(6)和豎壓桿(3)通過焊接空心球節(jié)點(diǎn)(4)相連接；焊接球節(jié)點(diǎn)(4)在水平環(huán)索方向開三個(gè)孔洞，其中兩孔洞是使一根環(huán)索(6)穿過焊接球節(jié)點(diǎn)(4)并通過第一螺帽及墊板(9)錨接，焊接球節(jié)點(diǎn)(4)的另一孔用于第二螺帽及墊板(11)連接第一索頭(10)，第一索頭(10)與環(huán)索(6)通過第一螺紋套筒(8)相連接；焊接球節(jié)點(diǎn)(4)在斜索方向開有第四個(gè)孔洞，用于第三螺帽及墊板(17)與第二索頭(16)連接，第二索頭(16)與斜索(5)通過第二螺紋套筒(15)相連接；斜索(5)上端與網(wǎng)殼上弦節(jié)點(diǎn)(2)通過沿網(wǎng)殼球面徑向可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第一銷栓連接接頭(7)相連接；豎壓桿(3)下端與焊接空心球節(jié)點(diǎn)(4)通過可沿網(wǎng)殼法向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第二銷栓連接接頭(13)相連接，豎壓桿(3)上端與上弦網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)(2)的連接采用沿網(wǎng)殼徑向可轉(zhuǎn)動(dòng)的第三銷栓連接接頭(14)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的焊接空心球節(jié)點(diǎn)(4)由兩半球焊接而成，在焊接前，將第一索頭(10)—端連接于 第二螺帽及墊板(ll)，并置于球內(nèi)，另一端連有螺紋套筒(8)，將第二索頭(16)— 端連接于第三螺帽及墊板(17)，并置于球內(nèi)，另一端連有螺紋套筒(15)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的穿過焊接空心球節(jié)點(diǎn)(4)的環(huán)索(6)錨固端先穿過支承管(12)，支承管(12) — 端焊接在焊接空心球節(jié)點(diǎn)(4)上，支承管(12)另一端焊接在第一螺帽及墊板(9) 的墊板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于弦支穹頂結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)。弦支穹頂結(jié)構(gòu)是由上弦單層球面網(wǎng)殼、斜索和環(huán)索通過豎壓桿連接而成的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中斜索、環(huán)索和豎壓桿通過焊接空心球節(jié)點(diǎn)相連接。焊接球節(jié)點(diǎn)在水平環(huán)索方向開三個(gè)孔洞，其中兩孔洞是使一根環(huán)索穿過焊接球節(jié)點(diǎn)并通過鑄錨錨接，另一孔在焊接球節(jié)點(diǎn)內(nèi)部墊圈和螺帽錨固出一個(gè)連接索頭，與另一環(huán)索通過螺紋套筒相連接；焊接球節(jié)點(diǎn)在斜索方向開另一個(gè)孔洞，在焊接球節(jié)點(diǎn)內(nèi)部用墊圈和螺帽錨固出另一個(gè)連接索頭，與斜索通過螺紋套筒相連接。采用這種連接結(jié)構(gòu)后，弦支穹頂結(jié)構(gòu)的施工非常方便，可多次調(diào)整索力，克服目前弦支穹頂結(jié)構(gòu)工程中索力與理論值難以一致的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04B7/14GK101314972SQ200810063670
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者瑞 張, 汪毅俊, 陳春雷, 高博青 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)