建筑索结构节点设计

yingfeng201973

根据受力特点可分为刚性和柔性索结构：

刚性索结构在荷载作用下满足小变形假定，如斜拉结构、张弦结构（弦支穹顶）、预应力网格结构、索拱结构、索托结构等；

根据受力特点可分为刚性和柔性索结构：

柔性索结构的计算分析必须考虑几何非线性效应，各项荷载效应之间不再满足线性叠加原则，如悬索结构（单索结构、索网结构、双层索系、横向加劲索系）、索穹顶等。
. ~6 I0 g. ^- |# j/ @
; e  b& x/ Z! {* R1 _3 b* o索结构节点类型:
3 ]6 S8 g# G4 w0 U5 c* S3 ^
+ _% n3 M  K. \3 ^9 p2 I端头连接：螺栓锚固、螺栓接长、耳板销轴
- V. q& [/ Q. ~$ g
中间连接：夹紧、转向、滑动

7 m% S, p1 _$ _8 K按索节点的连接功能分类：

0 E+ L1 c) q8 G6 J+ k4 h张拉节点、锚固节点、转折节点、交叉节点、索杆节点

7 g, F2 i3 M! ^/ E按索节点的连接作用分类：

% Y0 E. k2 B$ d% [7 r% {! b" c9 b索与索的连接、索与刚性构件连接、索与支承构件连接、索与围护结构连接

" {7 K1 m* x, o+ J4 r4 x) d( p索与索的连接
7 L+ }4 G+ {% ]5 Q9 l1 L
同向拉索中间连接张紧

( v$ w+ q, s( x; D) e- S双向拉索的连接
0 H2 n7 y. j/ N3 x
拉索与柔性边索的连接

同向拉索中间连接张紧
1 F7 j& v& e9 M1 D: b
3 s& V) Z! o- r双向拉索的连接

5 m* P$ N; {8 T7 P拉索与柔性边索的连接

1 ]' n5 v* h. N- g* [7 A: o同向拉索在中间节点改变方向

平面内不同方向拉索之间连接
) w3 h+ A( p* g$ w0 h- d
! f) i  G) R1 o8 ~5 p" z- q( [索与刚性构件连接

拉索与横向加劲桁架下弦连接

7 z: v  a: q% z! R) P; s1 |# f撑杆与下弦拉索的连接

拉索与横向加劲桁架下弦连接

! k6 `" K; O  G- e! q4 `撑杆与下弦拉索的连接

9 Q! }& _" c! ~& R, v斜索与刚性节点连接
* X2 Q" N4 g7 {0 n5 \: O
撑杆上节点连接多个方向脊索

索与支承构件连接

' Q) O. s7 N, S' z, I拉索与钢混支承构件连接

& d& ^9 P! B' f, G3 R拉索与支承钢柱或钢梁连接
. ?7 C6 m- n  g3 L+ }( ?
径向拉索与支承钢环梁连接
& A: N2 y0 ^. ?" b
索与围护结构连接
8 ^5 `% K* f9 d% x8 u2 ]
) c2 P6 h: A2 q7 ]+ C拉索与钢檩条
" N+ x( t! [# i- A+ ^
拉索与玻璃
* `$ K3 z4 L3 q
& K, b/ S% |8 P! B. Y/ w  x建筑索结构节点的特点

1.节点汇集杆件多，受力较为复杂；

8 T* K" Z) k- Q1 D& s) S# T2.节点常汇集有刚性杆件和柔性拉索；
6 Q6 i/ N5 _  w' Q* _  D
3.节点形状复杂；
( v5 J, H% k0 F% A! L* G2 `9 U6 w5 y
4.存在几种基本连接形式：螺杆、索夹、耳板销轴、可滑动；
# y7 c& d9 z9 W+ e9 s6 p4 s6 `: P
2 x- n$ z: N' {/ M) _5.复杂节点可视为基本连接的组合体。
索结构节点设计原则
, k. z8 U8 d$ m6 d$ D/ q% B
综合考虑建筑外观、节点传力方式并结合节点锚具和索体类型等进行概念设计，确定节点连接形式，然后对节点进行具体构造设计。
0 M' S; [; f, ?/ p$ J* V2 @& Y
按相关标准选用索结构节点的材料（热轧钢、铸钢、高强螺栓副、销轴、关节轴承、焊接材料、涂装材料等）。

& p8 e' K: ^# g$ U: d$ V节点的构造应与计算假定相符，传力路线简捷明确、安全可靠，构造简单合理并便于制作、安装、索力调整和维护，经济性好。

节点的强度（含局部承压强度）、刚度、变形和受压板件的稳定性应满足国家标准《钢结构设计标准》、《索结构技术规程》、《预应力钢结构技术规程》、《铸钢结构技术规程》的规定。

节点的承载力设计值应不小于拉索内力设计值的1.25～1.5倍。

" ]0 u8 K/ z$ x+ e$ G5 F主要受拉节点焊缝质量等级应为一级，其它焊缝质量不低于二级。

对采用新材料或新工艺的重要、复杂节点，可根据节点实际受力状态进行足尺或缩尺模型的检验性试验（最大内力设计值的1.3倍）或破坏性试验（最大内力设计值的2.0倍）。
# B- C6 V8 Z" y: r6 j% m9 N  b
3 X$ F# k; W( _根据环境条件、材质、结构形式、使用要求、施工条件和维护管理条件等进行节点的防火与防腐设计。
1 L7 h. h' g4 r5 Y1 w

, C! I9 I. K( K
/ P( w# t' T( g. t- {- X螺杆连接节点设计
' O8 a  J- h0 S6 y
螺杆连接节点的多种形式：
( P$ ^1 F- T6 F0 R) W) P
拉索接长
4 t7 C4 ?, ^. b索端锚固

螺杆本身是锚具
2 D4 u* c6 q4 Y4 K
5 Q5 a, l$ R# \* t- M: b通过锚箱转换连接
# R6 }' ?5 B; b+ [! U  d
设球铰等转动装置，释放因大变形引起的端部弯矩

螺杆连接节点设计的一般要求
# t6 ~2 O% u+ b! k: U& j9 w* h
# Y4 p( }& C- i⊙螺杆连接中螺杆是索体的一部分时，螺杆与索按照等强设计；其他情况下螺杆承载力设计值应按照索拉力设计值的1.25~1.5倍选取。

: `& a1 l* y3 z  b* q! O2 F/ r2 Q4 a⊙螺杆承载力计算时应考虑螺纹对螺杆截面削弱的影响。
* E5 w9 S; x; p4 B
9 a3 C) G8 x  {, |9 R⊙应采用双螺母、螺母加弹簧垫片、螺母下设置止动垫圈、螺栓上设置开口销、自锁螺母等方式防止螺母松动。

⊙多螺杆连接设计时应考虑合理的张拉顺序，确保多根螺杆受力均衡。
4 f7 `4 w2 n$ ~% y. n0 W; v
⊙螺母应紧固牢靠，外露丝扣不应少于两扣；对于索-索螺杆连接，应确保螺杆拧入锚具内的螺纹长度不小于10倍螺距。

⊙张拉时要对张拉工装进行专门设计，防止张拉过程中螺杆承受弯矩。
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螺杆连接节点的承载力验算
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螺纹验算 螺纹是螺杆连接的关键部位，一般由生产单位进行专门设计。
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3 w: K, V! f  D/ [内螺纹弯曲应力验算：