一种大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其是涉及一种大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点。

背景技术

近年来，随着我国建筑设计行业的迅猛发展，斜拉结构的应用愈加广泛。而斜拉结构的实现，其配套的节点设计及技术非常重要，节点设计的优劣，对结构整体安全性、工程造价、建筑效果都有非常大的影响。

目前常规的斜拉结构多采用锚箱式、锚管式、拉锚式、单耳板式等拉索节点形式，其节点难以兼顾体积小、造型佳、承载力大、施工安装与后续使用中维护方便等要求，尤其是在梁、柱、支撑、拉索等多结构构件连接的复杂条件下，由于受力情况复杂，导致上述问题非常明显，此外，由于斜拉结构中存在铰接柱脚设计，不仅增加了节点的施工难度，同时也容易发生节点构造与拉索冲突的问题，难以保证节点的结构可靠性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点，以在多结构构件连接的情况下提高节点承载力，同时方便施工、且不与拉索发生冲突。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点，包括与下部钢柱固定连接的耳板组，所述耳板组包括多个相互平行设置的耳板，所述耳板的一端与下部钢柱固定连接，所述耳板的另一端与拉索活动连接，所述下部钢柱通过柱脚连接板与上部钢柱铰接，所述柱脚连接板上设有用于穿过耳板的开槽，所述下部钢柱外设置有竖向环板，所述竖向环板的外表面与钢梁/钢支撑连接，所述耳板与钢梁/钢支撑之间不发生干涉。

进一步地，所述耳板包括相互连接为一体的直角端和弧形端，所述直角端与钢柱固定连接，所述弧形端与拉索活动连接。

进一步地，所述弧形端通过销轴与拉索活动连接。

进一步地，所述弧形端开设有用于穿过销轴的销轴孔，所述销轴孔的两侧设置有耳板贴板。

进一步地，所述竖向环板与下部钢柱之间设置有相互平行的三个外环板。

进一步地，所述竖向环板与下部钢柱之间设置有与钢梁/钢支撑相对应的第一加劲板。

进一步地，所述下部钢柱内自上而下依次设置有第一水平内隔板、第二水平内隔板和第三水平内隔板，所述第一水平内隔板、第二水平内隔板和第三水平内隔板的安装位置与三个外环板的安装位置相对应、且与钢梁/钢支撑的翼缘位置相对应。

进一步地，所述柱脚连接板具体为十字交叉结构，所述柱脚连接板配合连接有第二加劲板。

进一步地，所述柱脚连接板的平面上焊接有连接板贴板。

进一步地，所述连接板贴板位于开槽的两侧。

与现有技术相比，本发明通过设置耳板组，在耳板组内设置多个平行设置的耳板，将耳板的一端与下部钢柱固定连接、另一端与拉索活动连接，以此有效增强节点的承载力，方便施工安装及后期维护；通过在上下钢柱之间的柱脚连接板上设置开槽，以避免与耳板的空间冲突，不仅方便施工，同时不会与拉索产生冲突；

本发明基于力流设计，将耳板设计为相互连接成一体的直角端和弧形端，相比于传统的半圆形与矩形组合结构耳板，不仅能够保证多结构构件连接情况下节点的受力均匀性，避免发生应力集中破坏的现象，而且能够减小节点体积、使节点曲线合理、提升节点的造型美观；

本发明通过在耳板销轴孔的两侧设置耳板贴板，进一步增强节点承载力，此外，通过在下部钢柱内设置水平内隔板、在下部钢柱与竖向环板之间设置外环板以及对位于钢梁/钢支撑的第一加劲板，以此加强钢柱与耳板的连接，同时能够合理地将拉索、钢梁/钢支撑上的力可靠传递至钢柱，从而增强节点的整体性、实现整个节点结构的稳固性；此外，针对斜拉结构中铰接柱脚的设计，采用开槽式的十字交叉结构柱脚连接板，并在柱脚连接板上设置第二加劲板和连接板贴板，不仅解决了与拉索冲突的问题，而且能够进一步提高节点结构的可靠性。

附图说明

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的前视结构示意图；

图3为本发明的右侧视结构示意图；

图中标记说明：1、拉索，2、下部钢柱，3、耳板，4、耳板贴板，5、销轴，6、外环板，7、水平内隔板，8、钢梁/钢支撑，91、第一加劲板，92、第二加劲板，10、竖向环板，11、柱脚连接板，12、连接板贴板，13、上部钢柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～图3所示，一种大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点，包括与下部钢柱2固定连接的耳板组，耳板组包括多个相互平行设置的耳板3，本实施例中，设置有一个耳板组，该耳板组内包括两块耳板3，耳板3的一端与下部钢柱2固定连接，耳板3的另一端与拉索1活动连接，下部钢柱2通过柱脚连接板11与上部钢柱13铰接，柱脚连接板11上设有用于穿过耳板3的开槽，下部钢柱12外设置有竖向环板10，竖向环板10的外表面与钢梁/钢支撑8连接，本实施例中，竖向环板10连接有四个呈十字交叉装的钢梁/钢支撑8，当钢梁/钢支撑8具体为钢梁时，竖向环板10的高度与钢梁的高度相同，耳板3与钢梁/钢支撑8之间不发生干涉。

其中，耳板3包括相互连接为一体的直角端和弧形端，直角端与钢柱2固定连接，弧形端与拉索1活动连接，弧形端通过销轴5与拉索1活动连接，弧形端开设有用于穿过销轴5的销轴孔，销轴孔的两侧设置有耳板贴板4。

此外，竖向环板10与下部钢柱2之间设置有相互平行的三个外环板6，竖向环板10与下部钢柱2之间设置有与钢梁/钢支撑8相对应的第一加劲板91；

下部钢柱2内自上而下依次设置有三个水平内隔板7，三个水平内隔板7的安装位置与三个外环板6的安装位置相对应、且与钢梁/钢支撑8的翼缘位置相对应。

为保证节点结构可靠性，柱脚连接板11具体为十字交叉结构，柱脚连接板11配合连接有第二加劲板92，并且在开槽的两侧焊接有连接板贴板12。

综上所述，本发明提出一种适用于大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点，包括一组(两块)耳板、耳板贴板、水平内隔板、外环板、销轴、上下钢柱、钢梁/支撑，耳板组内各耳板相互平行放置，耳板一端(即弧形端)设有销轴孔，拉索通过销轴与耳板连接，耳板贴板位于销轴孔两侧，在不影响钢梁/支撑传力路径的前提下，耳板另一端(即直角端)插入下部钢柱与外环板中、并通过水平内隔板与第一加劲板以增强节点整体性，上部钢柱则通过十字交叉结构的柱脚连接板与节点铰接，柱脚连接板开槽以避免与耳板的空间冲突、并通过连接板贴板与第二加劲板保证节点可靠性。

由上述技术方案可以看出，大跨度斜拉结构的铰接柱脚拉索节点通过多块耳板及贴板的组合作用增强了节点的承载力，控制了节点体积，并通过基于力流的精细化设计使节点曲线合理、造型美观，采用耳板销轴组合的拉索锚固方式便于施工安装与后续维护，通过设置外环板以及同钢梁/支撑对位的第一加劲板，能够合理地将拉索、钢梁/支撑上的力传递至钢柱，同时增强了节点的整体性。针对斜拉结构中铰接柱脚的设计，采用开槽式的十字交叉柱脚连接板，提供了一种兼顾可靠性与易施工特点、且不与拉索冲突的节点构造，该节点构造对于单向双索/双向双索的多耳板节点均具有一定普适性。