專利名稱：索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置涉及的是一 種適用于玻璃幕墻工程和玻璃采光頂工程領域中，單層、單向索結構 支承的拉索安全保護裝置。
技術背景目前單層、單向索網(wǎng)結構支承玻璃幕墻和玻璃采光頂己逐步應用 于現(xiàn)代建筑外裝飾中。單層、單向索網(wǎng)結構支承玻璃幕墻和玻璃采光 頂采用高強預拉力鋼絞線作為幕墻或采光頂荷載支承結構，具有支承 結構纖細輕巧、玻璃板塊大、幕墻或采光頂整體通透性好、建筑外立 面簡潔等優(yōu)點，尤其單向拉索結構支承幕墻。因此此類型幕墻及采光 頂很受業(yè)主、建筑師垂青。但是由于單層、單向索網(wǎng)結構支承需要施 加相當大的預拉力，以抵抗幕墻及采光頂承受的風荷載、雪荷載及地 震荷載、自重荷載，因此拉索經(jīng)常處于高應力狀態(tài)。另外單層、單向 索網(wǎng)結構采用單構件形式，屬于靜定結構，沒有多余的約束和構件且 拉索構件截面面積通常較小，而國內此類幕墻及采光頂多建筑在設防 烈度要求較高的區(qū)域，因此當罕遇烈度地震發(fā)生時，構件破壞的概率 較大。此外，拉索構件壓管接頭在壓制過程中由于工藝、設備等方面 的原因造成接頭產(chǎn)生肉眼看不見的微裂縫，形成安全隱患。盡管拉索 構件材料強度較高，材料安全系數(shù)取值較大，但是由于前述因素的存在，單層、單向拉索結構支承幕墻及采光頂構件的破壞，尤其是承受 幕墻自重的豎向拉索構件和采光頂拉索構件的破壞，有可能造成玻璃 板塊整體高處脫落，從而造成嚴重的人員傷亡事件，因此限制了此類 結構幕墻的使用范圍，降低了幕墻和采光頂結構的安全度。 實用新型內容本實用新型的目的是針對上述不足之處提供一種索結構幕墻及 采光頂拉索安全保護裝置，整個裝置的構造為套管彈簧，通過一系列 轉換零件分別與建筑主體結構和幕墻及采光頂拉索構件連接，其中與 拉索構件連接通過通過零件與拉索構件的預緊摩擦實現(xiàn)。這樣，在拉 索構件因過載導致拉索壓管接頭破壞后，安全保護裝置開始起作用， 讓拉索繼續(xù)保持正常工作狀態(tài)，玻璃板塊不致因拉索破壞而從高處傾 覆脫落，傷及人員，提高幕墻及采光頂?shù)陌踩阅埽瑸楹罄m(xù)維修贏得 時間。索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置是采取以下方案實現(xiàn)索 結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置結構包括預緊螺栓、下錨固夾、 彈簧保護裝置、鋼銷軸、連接耳板、主體鋼結構、鋼索鎖緊螺母。下 錨固夾為左右兩片，通過摩擦面與豎向拉索用預緊螺栓固定連接；豎向拉索通過鋼索鎖緊螺母與主體鋼結構相連接；連接耳板焊接在主體 鋼結構上。彈簧保護裝置結構包括可動端連桿、彈簧、彈簧壓塊、彈 簧保護套、固定端連桿。彈簧保護裝置兩端的可動端連桿、固定端連 桿分別通過鋼銷軸與下錨固夾、連接耳板連接，可動端連桿一端與彈 簧壓塊通過螺紋連接，固定端連桿用螺紋擰入彈簧保護套。所述的鋼銷軸為機械加工連接件。所述的彈簧保護裝置中的彈簧選用圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧， 彈簧剛度與豎向拉索構件的抗拉剛度EA相同或相近。索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置的彈簧保護裝置在工廠 加工組裝，先將可動端連桿穿入彈簧保護套下蓋和彈簧，在端頭擰入 彈簧壓塊，然后塞入彈簧保護套，最后在工廠將下蓋與彈簧保護套焊 為一體。固定端連桿在現(xiàn)場安裝時擰入彈簧保護套。彈簧保護裝置中 的彈簧選用圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧，彈簧剛度與豎向拉索構件的抗拉剛度EA相同或相近，安裝時預留足夠的壓縮空間，以保證整個 彈簧裝置在正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)下有足夠的行程 而不分擔構件軸向內力；同時當豎向拉索構件破壞，拉索安全保護裝置進入工作狀態(tài)后，不致因后續(xù)偶遇荷載如地震余震、陣風等而失效。 鋼銷軸為機械加工連接件，采取必要的防松、止松措施，以防止幕墻 及采光頂在承受風荷載振動時，鋼銷軸不能正常使用導致整個保護裝 置失去應有的保護功能?？蓜佣诉B桿通過彈簧壓塊與彈簧共同成為本 保護裝置的傳力構件，彈簧保護套讓彈簧保持工作位置和工作狀態(tài)。 下錨固夾為左右兩片，擰緊高強預緊螺栓使螺栓產(chǎn)生預拉力，拉索與 錨固夾間的摩擦面偏產(chǎn)生承載力。當拉索壓管接頭因過載或缺陷失去 承載能力時，拉索構件接頭位置發(fā)生"瞬間"位移，由于豎向拉索保 護裝置的存在，幕墻及采光頂自重很快通過下錨固夾與豎向拉索的摩 擦面?zhèn)鬟f給保護裝置，通過保護裝置再傳遞給主體鋼結構，這樣相當 于將豎向拉索重新"擰"起來保持原有工作狀態(tài)，而不致幕墻及采光頂自重傳遞路徑缺失，玻璃板塊傾覆脫落傷及人員。正確計算拉索構 件承載的幕墻及采光頂自重，選定合適的高強預緊螺栓，給螺栓施加 合適的預拉力，讓拉索與下錨固夾間的摩擦面產(chǎn)生足夠的摩擦承載能 力，當拉索破壞時，保護裝置按預期發(fā)揮作用是本實用新型關鍵所在。 索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置設計合理、結構緊湊，安 裝后外形美觀，可以開模鑄造加工，成本低廉，生產(chǎn)周期短，安裝方 便快捷，很好地解決了單層、單向索網(wǎng)支承幕墻及采光頂因屬靜定結 構無多余約束， 一旦失效偏產(chǎn)生嚴重工程事故的缺點，為單層、單向 索網(wǎng)支承玻璃幕墻大范圍的應用提供了有利的條件。本實用新型保護 裝置加工周期較短，經(jīng)濟合理，現(xiàn)場安裝方便快捷，也可以在己竣工 項目上使用，不干擾幕墻及采光頂正常使用和人員出入，不影響建筑 外觀和內觀。


以下將結合附圖對本實用新型作進一步說明。圖1是本實用新型結構及安裝狀態(tài)部分零件剖視圖。圖2是本實用新型結構及安裝狀態(tài)左視圖。圖3是本實用新型結構及安裝狀態(tài)前視圖。 圖4是本實用新型結構彈簧保護裝置零件安裝位置剖視圖。
具體實施方式
參照附圖1~4，索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置結構包括 預緊螺栓l、下錨固夾2、彈簧保護裝置、鋼銷軸8、連接耳板7、豎 向拉索3、主體鋼結構5、鋼索鎖緊螺母6。下錨固夾2為左右兩片，通過摩擦面與豎向拉索3用預緊螺栓1固定連接；豎向拉索3通過鋼 索鎖緊螺母6與主體鋼結構5相連接；連接耳板7焊接在主體鋼結構 5上。彈簧保護裝置結構包括可動端連桿12、彈簧13、彈簧壓塊10、 彈簧保護套ll、固定端連桿9。彈簧保護裝置兩端的可動端連桿12、 固定端連桿9分別通過鋼銷軸8與下錨固夾2、連接耳板7連接?？?動端連桿12 —端與彈簧壓塊10通過螺紋連接。固定端連桿9用螺紋 擰入彈簧保護套ll。 現(xiàn)場安裝順序為1) 將連接耳板7焊接在主體鋼結構5的設計位置上；焊縫需要 足夠長度，最好采用坡口全融透焊縫。焊縫質量和工藝應滿足現(xiàn)行國 家標準要求，焊接完畢后應打磨平整；2) 將彈簧保護裝置的固定端連桿9通過鋼銷軸8與連接耳板7 安裝，并擰緊鋼銷軸端蓋；鋼銷軸應采取足夠的止松措施，以防止振 動松脫導致整個機構失效；3) 將固定端連桿9擰入彈簧保護套11的上端螺紋中；4) 將彈簧保護裝置的可動端連桿12通過鋼銷軸8與下錨固夾2 安裝，并擰緊鋼銷軸端蓋；可動端連桿12貫穿彈簧中心旋入彈簧壓 塊10的螺紋，然后整體塞入彈簧保護套ll，最后在工廠將護套下蓋 與彈簧保護套11焊接，焊縫質量和工藝應符合現(xiàn)行國家標準要求并 打磨平整。5) 下錨固夾2夾住豎向拉索3，在可動端連桿12—端持續(xù)施加 約2KN荷載將使保護裝置內的彈簧13適當壓縮，將下錨固夾2調整至合適位置，擰緊預緊螺栓l至螺栓設計預拉力；下錨固夾2是通過接觸面的摩擦實現(xiàn)有效連接，因此預緊螺栓施加的預拉力和接觸面的摩擦系數(shù)是本保護裝置能否發(fā)揮預期功能的關鍵；彈簧應釆用圓形截 面圓柱螺旋壓縮彈簧，彈簧受力壓縮成線性，剛度穩(wěn)定，結構簡單， 制作方便，達到儲存能量、減振和控制運動的目的；彈簧的剛度應與 豎向拉索的抗拉相同或相近，彈簧剛度太強則增加本保護裝置在外力 作用下破壞的概率，太弱則彈簧容易被壓縮行程過大而達不到預期的 功能；6)撤銷施加的荷載，觀察下錨固夾2是否與豎向拉索3產(chǎn)生滑 移，豎向拉索保護裝置是否在設計位置；否則應進行調整，直至整個 裝置達到設計位置和預定工作狀態(tài)。索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置的零件均由金屬材料開 模鑄造加工制成或者選用滿足功能以及現(xiàn)行國家標準要求的成品。索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置作用在拉索構件因過載 導致拉索壓管接頭破壞后，安全保護裝置開始起作用，讓豎向拉索繼 續(xù)保持正常工作狀態(tài)，玻璃板塊不致因豎向拉索破壞而高處傾覆脫 落，傷及人員，提高幕墻的安全性能，為后續(xù)維修贏得時間。本實用 新型保護裝置加工周期較短，經(jīng)濟合理，現(xiàn)場安裝方便快捷，也可以 在已竣工項目上使用，不干擾幕墻正常使用和人員出入，不影響建筑 外觀和內觀。很好地解決了單層、單向索網(wǎng)支承幕墻及采光頂因屬靜 定結構無多余約束， 一旦失效偏產(chǎn)生嚴重工程事故的缺點，為單層、 單向索網(wǎng)支承玻璃幕墻及采光頂大范圍的應用提供了有利條件。
權利要求1、一種索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置，其特征在于結構包括預緊螺栓、下錨固夾、彈簧保護裝置、鋼銷軸、連接耳板、主體鋼結構、鋼索鎖緊螺母；下錨固夾為左右兩片，通過摩擦面與豎向拉索用預緊螺栓固定連接；豎向拉索通過鋼索鎖緊螺母與主體鋼結構相連接；連接耳板焊接在主體鋼結構上；彈簧保護裝置結構包括可動端連桿、彈簧、彈簧壓塊、彈簧保護套、固定端連桿；彈簧保護裝置兩端的可動端連桿、固定端連桿分別通過鋼銷軸與下錨固夾、連接耳板連接，可動端連桿一端與彈簧壓塊通過螺紋連接，固定端連桿用螺紋擰入彈簧保護套。
2、 根據(jù)權利要求1所述的索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝 置，其特征在于所述的固定端連桿通過螺紋旋入彈簧保護套的上端。
3、 根據(jù)權利要求1所述的索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝 置，其特征在于所述的彈簧采用圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧，彈簧的 剛度應與拉索的抗拉相同或相近。
4、 根據(jù)權利要求1所述的索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝 置，其特征在于所述的可動端連桿貫穿彈簧中心旋入彈簧壓塊的螺 紋，整體塞入彈簧保護套，護套下蓋與彈簧保護套焊接。
專利摘要本實用新型索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置是一種適用于玻璃幕墻工程及璃幕采光頂領域中單層、單向索網(wǎng)結構的安全保護裝置。結構包括預緊螺栓、下錨固夾、彈簧保護裝置、鋼銷軸、連接耳板、主體鋼結構、鋼索鎖緊螺母；下錨固夾為左右兩片，通過摩擦面與豎向拉索用預緊螺栓固定連接；豎向拉索通過鋼索鎖緊螺母與主體鋼結構相連接；連接耳板焊接在主體鋼結構上；彈簧保護裝置結構包括可動端連桿、彈簧、彈簧壓塊、彈簧保護套、固定端連桿；彈簧保護裝置兩端的可動端連桿、固定端連桿分別通過鋼銷軸與下錨固夾、連接耳板連接，可動端連桿一端與彈簧壓塊通過螺紋連接，固定端連桿用螺紋擰入彈簧保護套。
文檔編號E04B7/00GK201169847SQ200820033540
公開日2008年12月24日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權日2008年3月26日
發(fā)明者廉洪波, 洋 張, 王德勤, 聶曉影, 陳啟明 申請人:王德勤