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：
. v/ A4 a  ~0 i0 r9 P% @
% s  I+ |& K! I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；
8 _# a7 N9 L+ W5 ^6 {7 r
7 f3 P2 }8 U/ T根据受力特点可分为刚性和柔性索结构：
9 [5 C3 L4 i, l- m4 r5 z
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。
" _! Z& s" B4 q; y( y! R6 o
+ J- i) P2 J' p6 B0 {$ ?索结构节点类型:

端头连接：螺栓锚固、螺栓接长、耳板销轴

中间连接：夹紧、转向、滑动
# Y" t% a$ Y# W3 [7 J
按索节点的连接功能分类：
; \# [4 y: k7 x1 `6 p
张拉节点、锚固节点、转折节点、交叉节点、索杆节点

按索节点的连接作用分类：

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
' x+ k5 o  J! i
索与索的连接
9 O$ T0 V8 o& C+ |" P$ Z1 U7 [5 r
同向拉索中间连接张紧

! o8 y/ w7 O# R- Z% q双向拉索的连接
$ W$ @4 q* e, D% O$ |
$ ]* a; ]2 y( {" k拉索与柔性边索的连接
; W7 B+ C4 N  F" P: N) [' l
6 @( _5 }" M2 x" ^同向拉索中间连接张紧

双向拉索的连接

拉索与柔性边索的连接
  j* _7 a+ u6 w# }; t" L" d
同向拉索在中间节点改变方向

) |7 Q! c" ]0 j. S1 E. B% ^7 ~' H平面内不同方向拉索之间连接
1 N0 H# q* j& A3 ]% f
8 y- l& G4 Z( C# @6 P! t4 @3 f索与刚性构件连接
( B3 Z1 V1 k2 ?% p0 i# C
拉索与横向加劲桁架下弦连接

0 F3 [& T0 ?1 b, b' r* L撑杆与下弦拉索的连接
9 |* K4 G; \: Y! X# }+ S* A
拉索与横向加劲桁架下弦连接
  C$ P5 }2 p4 H  u9 P, f% V
撑杆与下弦拉索的连接
0 \; o3 u) i' X
7 @0 K$ N+ {9 X# v: ~斜索与刚性节点连接

/ A% G$ a& m9 f9 v6 |撑杆上节点连接多个方向脊索

索与支承构件连接

拉索与钢混支承构件连接
1 e7 R: \2 j0 X- [' b1 R
拉索与支承钢柱或钢梁连接
" _1 o# o: V4 F& v5 L5 }
( p6 T# W; t. ]1 Y, L8 Q径向拉索与支承钢环梁连接

索与围护结构连接

拉索与钢檩条
6 _: e1 O) @' h  g
拉索与玻璃
2 r* r/ p/ H- s3 d. F: m* P
建筑索结构节点的特点
/ Q0 H1 {& k: c' U4 L
1.节点汇集杆件多，受力较为复杂；
4 D0 G' b  Z, y% D; n5 K$ q. }6 c
2.节点常汇集有刚性杆件和柔性拉索；
- \6 _' ?& L' Y9 r
3.节点形状复杂；
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2 w$ L* o, m3 `9 G& \, r& R4.存在几种基本连接形式：螺杆、索夹、耳板销轴、可滑动；
2 S3 n( O7 |, g0 U0 |/ W
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
  O& U8 d2 E) }6 \
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。

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）。

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。

& {- s* }" Q2 o! n4 K2 P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。

) j. n; w& E6 Z; E2 s* }# j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。

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。
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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）。

5 }0 X) y, `2 j- H6 ]- J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。



螺杆连接节点设计
  w) v  y7 M0 v  _
螺杆连接节点的多种形式：
" {" T* k( e7 u* @0 ?  P; G
拉索接长
索端锚固
" M, k5 n6 f* B; d" h9 F7 a( B
) t2 o5 Y2 J& w# ^' Q' C螺杆本身是锚具
0 N" D+ b3 d* e6 v
# b4 v9 z. P) K5 E. q# u通过锚箱转换连接

/ D, t& @4 j* x' X3 q% D" D' {- k! D- @设球铰等转动装置，释放因大变形引起的端部弯矩
5 C2 U( ^# a' Y' q9 S3 S& V
螺杆连接节点设计的一般要求

  h- W! C5 x- j; [$ m+ }) g/ _⊙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。

⊙螺杆承载力计算时应考虑螺纹对螺杆截面削弱的影响。
* R. R" W% Y3 ]9 w' d8 a' U
⊙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。
3 E( f& H0 k6 z5 o. v; D
( ?0 E3 \( m" d⊙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。

. D' W) Y( u. I5 v5 O! Z⊙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
" l2 v. R& v9 K
4 J+ B) o" r" f3 V# T1 ^0 h! `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。

3 r8 o' }: D& X: E" X内螺纹弯曲应力验算：