[发明专利]一种用于CFRP索弦支穹顶结构的多向节点连接装置

说明书

本发明提供了一种用于CFRP索弦支穹顶结构的多向节点连接装置，包括固定端主体、径向锚固部件、竖向撑杆连接部件和斜向支撑连接部件；所述固定端主体上面固定安装竖向撑杆连接部件，用于连接竖直方向的杆件；所述固定端主体底部设有圆弧形凹槽和盖板，用于固定环向CFRP索；所述竖向撑杆连接部件与固定端主体之间设有所述径向锚固部件和斜向支撑连接部件，用于分别连接径向和斜向的杆件。本发明有效的将CFRP径索、CFRP环索、竖向撑杆和斜向支撑等多方向杆件连接在一起共同工作，同时改善CFRP索抗剪能力差和预应力损失较大的不足。

技术领域

本发明涉及土木建筑领域或者钢结构节点技术领域，特别涉及一种用于CFRP索弦支穹顶结构的多向节点连接装置。

背景技术

弦支穹顶是一种预应力大跨空间钢结构形式，由于结构效能高、易实现自平衡受力等优点，在实际工程中应用非常广泛。索是弦支穹顶结构的关键构件，但随着弦支穹顶结构对跨度和全寿命周期设计等方面的要求越来越高，传统的钢索逐渐难以适应这一发展要求。

CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer，碳纤维增强复合材料)索具有轻质高强、耐腐蚀性好等优点，用CFRP索代替钢索形成新的CFRP索弦支穹顶结构可以更加充分地发挥弦支穹顶结构高性能的特点，使该结构的应用和发展前景更加广阔。CFRP索弦支穹顶是一种复合结构，CFRP环索、CFRP径索和竖向撑杆及斜向支撑的节点连接是其设计与施工的重要内容之一。但是CFRP索具有抗剪性能较差、易发生弯折破坏以及表面有刻痕摩擦系数较高等特点，若采用常规的钢索节点连接装置，CFRP环索在节点处的预应力损失较大，且容易发生弯折或剪切破坏。常规的钢索节点连接装置无法实现将环索、径索等多方向杆件连接在一起共同工作，这样造成实际建工制作中钢索节点的浪费，成本的增加。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于CFRP索弦支穹顶结构的多向节点连接装置，有效的将CFRP径索、CFRP环索、竖向撑杆和斜向支撑等多方向杆件连接在一起共同工作，同时改善CFRP索抗剪能力差和预应力损失较大的不足。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种用于CFRP索弦支穹顶结构的多向节点连接装置，包括固定端主体、径向锚固部件、竖向撑杆连接部件和斜向支撑连接部件；所述固定端主体上面固定安装竖向撑杆连接部件，用于连接竖直方向的杆件；所述固定端主体底部设有圆弧形凹槽和盖板，用于固定环向CFRP索；所述竖向撑杆连接部件与固定端主体之间设有所述径向锚固部件和斜向支撑连接部件，用于分别连接径向和斜向的杆件。

进一步，所述固定端主体包括底座、支撑套筒、倾斜耳板和斜向耳板；所述底座底部设有圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽内穿过CFRP环索，且所述圆弧形凹槽的曲率与CFRP环索的曲率一致；所述支撑套筒安装在底座顶部，所述支撑套筒与底座之间安装倾斜耳板和斜向耳板，所述倾斜耳板与圆弧形凹槽的径向平行，所述斜向耳板与倾斜耳板垂直。

进一步，所述倾斜耳板与底座夹角为18-20°；所述斜向耳板与底座夹角为14-16°。

进一步，还包括盖板，所述盖板安装在圆弧形凹槽上，用于防止所述CFRP环索滑出。

进一步，位于所述圆弧形凹槽内的CFRP环索上安装聚四氟乙烯套筒。

进一步，所述竖向撑杆连接部件与支撑套筒连接。

进一步，所述径向锚固部件包括CFRP径索和锚固套筒；所述锚固套筒通过旋转副与倾斜耳板连接，所述锚固套筒内锚固CFRP径索。

进一步，所述斜向支撑连接部件包括斜向支撑和索头，所述索头通过旋转副与斜向耳板连接，斜向支撑与索头连接。

进一步，两个所述斜向耳板安装在支撑套筒两侧，每个所述斜向耳板上均安装斜向支撑连接部件。