[发明专利]一种兼做导光管的撑杆结构连接节点及其安装方法

说明书

本发明涉及一种兼做导光管的撑杆结构连接节点及其安装方法，包括撑杆结构、弦杆结构、关节轴承节点；所述撑杆结构在弦杆结构下表面处断开分成上半部分撑杆和下半部分撑杆，其中上半部分撑杆从弦杆结构中部穿过，并与弦杆结构焊接成一体；下半部分撑杆与弦杆结构通过两个关节轴承节点连接成一体，撑杆通过关节轴承节点实现沿索长度方向的转动，同时实现撑杆结构在竖直方向的内部中空无遮挡。本发明为克服现有导光管和张弦结构撑杆一体化设计的不足技术问题。

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种兼做导光管的撑杆结构连接节点及其安装方法。

背景技术

随着大跨度空间结构的发展，空间建筑造型越来越复杂，结构和建筑一体化设计一直是结构工程师追求的设计目标之一。其中导光管与张弦结构撑杆一体化设计就是其中较好的产品，其不仅节省了工程用钢量，同时避免了导光管占用建筑空间，使室内空间更加简洁有序。

由于兼做导光管的撑杆结构需要中空无遮挡，目前已设计的工程中采用撑杆为主贯通构件，张弦结构的弦杆刚接相贯于撑杆侧面。此种做法带来如下三个问题：

1、上部刚接，使用过程中下部索力会在撑杆内部产生较大的附加弯矩，要求撑杆截面规格大；同时撑杆截面规格还需不小于弦杆规格，保证弦杆的刚接需求；此外，导光管内部无法设置加劲板，节点刚性较弱。

2、预应力结构张拉施工时，撑杆下部需要预偏处理，才能满足张拉需求，而撑杆上部刚接，无法预偏，需要撑杆下部索夹做滑动节点，当张拉到设计位置时固定，工序复杂，施工繁琐。

3、结构施工时，当撑杆与弦杆地面一起拼装吊装时，吊装过程需要增加一道翻身工序，同时当撑杆高度较大时，还需要额外吊机辅助翻身；当撑杆与弦杆分开吊装时，撑杆位置处需设置支撑架，增加施工措施量，同时撑杆与弦杆的焊缝需要高空焊接，施工效率低安全风险高。上面三个问题，较大地限制了导光管与张弦结构撑杆一体化设计的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼做导光管的撑杆结构连接节点及其安装方法，克服现有导光管和张弦结构撑杆一体化设计的不足。

为实现上述目的，发明具体提供的技术方案为：一种兼做导光管的撑杆结构连接节点，包括撑杆结构、弦杆结构、关节轴承节点。撑杆结构在弦杆结构下表面处断开分成两部分，其中上半部分撑杆从弦杆结构中部穿过，并与弦杆结构焊接成一体；弦杆结构为保证承载性能的不降低，在撑杆位置处采用宽度加大的变截面形式；下半部分撑杆与弦杆结构通过两个关节轴承节点连接成一体，撑杆可以通过关节轴承节点实现沿索长度方向的转动，同时实现撑杆结构在竖直方向的内部中空无遮挡功能要求。

撑杆结构安装时，随弦杆结构一起在地面拼装；为保证撑杆结构的安装不影响弦杆结构的拼装胎架高度，将撑杆结构水平垂直于弦杆结构放置于弦杆结构下方，同时仅连接撑杆结构与弦杆结构之间的一个关节轴承节点；随后，吊装弦杆结构，随着弦杆结构的起吊升高，撑杆结构在重力荷载下，通过围绕已安装的关节轴承节点旋转带动，随着弦杆结构一起升高，最终脱离地面；当弦杆结构吊装到设计位置固定后，撑杆结构可通过手拉葫芦微调至设计位置，将未连接固定的关节轴承节点与撑杆结构焊接固定，进而完成撑杆结构的安装。

上述技术方案中的多个技术特征分别进行优化：

上述撑杆结构，上半部分与下半部分规格相同，同时上半部分撑杆中心线与弦杆结构中心线重合。

上述撑杆结构上半部分，在弦杆结构的上、下翼缘处焊接固定。

上述弦杆结构，在变截面处采用加劲板进行截面过渡，同时为加强撑杆开孔的影响，沿上半部分撑杆一周对称设置四块加劲板焊接固定，增强弦杆结构与上半部分撑杆的整体性。

上述弦杆结构，可通过增加节点区翼缘板厚度方式，调整宽度方向的尺寸。

上述两个关节轴承节点，沿弦杆结构宽度方向对称布置。