[发明专利]一种避免悬挑桁架与拉索及吊柱交叉的连接节点及施工方法

说明书

本发明涉及一般的建筑结构的连接技术领域，公开了一种避免悬挑桁架与拉索及吊柱交叉的连接节点及施工方法，用于将牵拉加固悬挑桁架的拉索、以及悬挂在悬挑桁架下的吊柱连接到箱型悬挑桁架上；本发明中，通过将拉索以及吊柱都连接在节点下弦杆上，从而杜绝了吊柱与悬挑桁架中的杆的交叉接触，然后将拉索成对连接在下弦杆两侧，从而杜绝了拉索与悬挑桁架中的杆的交叉接触，避免影响拉索以及吊柱中力的传递，并避免因接触而造成的生锈；通过使拉索与对应的吊柱连在同一节点上，极大地简化了荷载的传递路径，使悬挑桁架的内力分析变得简单；同时避免对节点下弦杆形成剪切。

技术领域

本发明涉及一般的建筑结构的连接技术领域，特别是涉及一种避免悬挑桁架与拉索及吊柱交叉的连接节点及施工方法。

背景技术

桁架是由弦杆和腹杆拼合而成的钢架，其结构经过了严谨的受力分析，从而使桁架内所有材料都分布在受力较大的位置，因此相较于实心的建材，桁架要轻得多，能够用于跨度极大的建筑。

桁架无论是在轴向上的抗拉/抗压强度还是在垂直方向上的抗弯强度都很高，因此可以用在各种场合，如梁、柱、屋盖、檩条。且由于能够与钢拉索、钢吊柱等构件相连接，因此桁架也存在采用预应力拉索进行斜拉安装（如各种悬索桥）、采用吊柱/钢拉索在桁架下吊挂部件等使用方法。

桁架在使用的时候，有可能因为桁架上的荷载与桁架的连接节点设计不合理而导致桁架本身结构遭到破坏，需要根据具体的使用场景进行受力分析，并根据受力分析结果来合理设计连接节点及桁架结构。

以带有吊挂的悬挑桁架（下方吊挂载荷的悬索结构）为例，申请人经受力分析发现，这种桁架中，桁架的上弦杆与下弦杆之间不宜同时承受垂直于桁架向外拉的力，这样的力容易使桁架像竹子那样被掰成两片；桁架的同一根弦杆上不能承受太大的剪切，否则会断掉；组成桁架的各种杆不能与拉索/吊柱等部件有交叉接触，否则不仅影响到拉索/吊柱中力的传递（在采用预应力拉索时影响尤为严重），还会因材质不同（电化学腐蚀）及容易积灰而在交叉接触位置严重生锈。

由于存在诸多需解决的问题，如悬索结构不宜吊挂载荷、拉索不宜与别的弦杆有交叉（CN104775524B、CN101265727B等多篇文献指出了桁架在这种场景下的各种受力问题），这种带有吊挂的悬挑桁架中的受力节点的设计，尤为困难。

发明内容

本发明提供一种避免悬挑桁架与拉索及吊柱交叉的连接节点及施工方法。

解决的技术问题是：同时带有向上拉的拉索和向下拉的吊柱的悬挑桁架中，悬挑桁架中的杆容易与拉索及吊柱交叉接触，造成一系列的问题，同时悬挑桁架的弦杆容易因剪切而断裂。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种避免悬挑桁架与拉索及吊柱交叉的连接节点，用于将牵拉加固悬挑桁架的拉索、以及悬挂在悬挑桁架下的吊柱连接到悬挑桁架上；所述悬挑桁架的下弦杆中，与上弦杆在竖直方向上的投影重叠的下弦杆记作节点下弦杆；所述连接节点包括对称夹持在节点下弦杆左右两侧并与所夹持的节点下弦杆固定连接的拉索连接板，所述拉索与拉索连接板一一对应、下端连接在对应的拉索连接板上、且拉索在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆在竖直方向上投影外；

每对拉索连接板称作一个夹持对，所述吊柱与夹持对一一对应、设置在对应的夹持对下方、且上端与对应的夹持对绕水平设置的转动轴铰接连接。

进一步，所述拉索连接板在竖直方向上的投影落在相连的节点下弦杆在竖直方向上投影外。

进一步，所述节点下弦杆为管状结构，所述节点下弦杆在安装拉索连接板的位置膨大为用于使拉索连接板远离节点下弦杆中轴线的膨大段。

进一步，所述连接节点还包括与夹持对一一对应、设置在对应的夹持对中间、且用于连接吊柱与节点下弦杆的吊柱连接板，所述吊柱连接板向上穿透节点下弦杆后插入节点下弦杆内并与节点下弦杆固定连接，所述吊柱在吊柱连接板低于节点下弦杆底部的位置与吊柱连接板铰接连接。