一种用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置的制作方法

本实用新型属于建筑设备领域，特别涉及一种用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置。

背景技术：

随着社会活动和生产活动日益丰富，越来越需要大跨度空间以满足人们的各种需求。空间结构以其受力合理、造型优美、施工周期短在实际工程中得到了广泛的应用。既有空间结构在整个使用寿命期内，一方面，由于在使用中功能改变会造成结构承受荷载的变化；另一方面，结构除了长期受到自身重量等恒荷载的作用外，还要承受环境侵蚀、爆炸、冲击和振动荷载、地震作用、风荷载等引起的各种影响，进而使结构构件出现抗力衰减、材料老化等损伤。

另外，空间结构中钢管杆件运用较多，通常存在稳定性不足、强度不足及节点强度不足的常见问题。出现这些问题的既有空间结构需进行必要的加固，以增加空间结构的安全性。

目前的加固施工方法主要有负载加固、卸载加固及替换构件加固。卸载加固不仅不经济而且影响正常使用，而替换杆件加固往往需要更改结构构型并引起内力重分布，安全风险较大。加固改造往往要求尽量减少对使用功能的影响，因此负载条件下加固成为大跨钢结构加固工程中的重要需求。负载条件下焊接或栓接加固施工是较为危险的。当使用焊接技术对结构进行补强操作时,焊接部位在受到高温作用时,微观结构及力学性能发生改变,很容易引起大跨结构的不可逆附加变形及附加应力。当采用螺栓连接时,不但消弱了母材的截面,而且在开孔附近产生了新的应力集中区,对加固效果会产生不利作用。在空间结构负载条件下进行稳定性、强度加固并尽量减少施工现场焊接作业成为急待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种适用于空间结构尤其适用于在大跨度的空间结构内加固杆件的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：

一种用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置，其包括索、由多个撑相互连接构造的撑杆装置、一组支撑座和套管组件；其中，所述撑杆装置的两端固定连接所述支撑座；所述索的两端连接所述支撑座；所述索还固定连接所述撑杆装置；所述套管组件套设所述撑。

在本公开的一些实施例中，所述索包括与所述撑杆装置对应设置的多个支撑部；所述索通过所述支撑部固定连接所述撑杆装置。

在本公开的一些实施例中，所述索靠近所述支撑部的部分构造有弯折结构。

在本公开的一些实施例中，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括球索夹和连接件，所述支撑部通过所述球索夹和所述连接件固定连接所述撑。

在本公开的一些实施例中，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括锚具，所述索在其端部通过所述锚具固定连接所述支撑座。

在本公开的一些实施例中，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括螺栓球；通过所述螺栓球，所述撑彼此固定连接或固定连接所述支撑座。

在本公开的一些实施例中，所述套管组件包括：一对半圆型钢构件，彼此扣合并将所述撑容置于其所构建的容置空间内；多组连接部，所述连接部固设于所述半圆型钢构件的外周，并沿所述半圆型钢构件的长度方向分布；通过所述连接部以固定一对所述半圆型钢构件。

在本公开的一些实施例中，所述连接部沿所述半圆型钢构件的长度方向均匀分布。

在本公开的一些实施例中，所述连接部构造为设有通孔的连接耳。

在本公开的一些实施例中，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括连接螺栓；一对所述半圆型钢构件通过所述连接螺栓穿设所述通孔以彼此固定连接。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

通过本实用新型的具有索、撑杆装置、一组支撑座和套管组件的集成装置，能够共同形成有效的受力体系，由此降低撑和撑之间的节点应力水平，提高撑的稳定承载能力，进而提高空间结构的安全稳定性。

本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还具有结构简单、取材广泛、造价低廉、适于流水线加工的优点，可广泛用于空间结构加固的改造工程。

与常见的焊接等加固施工方法相比，本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还具有如下有益效果：

其中，通过索加固技术拥有以下诸多优势：1)属于主动式加固形式。在预应力加固过程中，预先张拉的索提前受力，在施加荷载后索可与原支杆或构件协同受力，减少应力差，同时索的材料特性被充分利用。2)减少材料变形，索与原结构协同变形，不存在滞后性，提高加固效率。3)采用高强材料加固，大幅增加结构负荷能力，可适用于结构荷载大幅增加的情况。4)大量减少现场施工焊接量，施工难度较低，施工质量可以保证。5)索占用空间少，对结构空间要求不高，布置灵活。6)预应力加固过程施工周期较短，可以在不卸载、不停产的情况下进行，提高了经济效益。另外，套管组件不改变待加固撑的刚度分布模式及受力模式，不改变其应力水平，不会导致严重的应力集中、残余应力，及内力重分布现象，加固风险较小。这种加固技术能提高结构中受压撑的稳定承载力，改善构件的脆性破坏机理，使其具有较强的延性能力，提高空间钢结构的整体性能。该套管装置在工厂预制生产，工厂生产过程中材料的性能指标可随时进行控制，严格的工业生产可以保证质量。运送现场后施工方便,免去现场焊接连接，实现无湿作业，加固初期不需要额外的装置进行固定，加固改造可以在不停止使用功能的条件下进行的。维护费用低等。该装置构造简单，施工方便，可靠性较好，可对稳定性不足轴心受压圆钢管支杆进行快速而有效的加固，具有良好的应用前景。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置的结构示意图；

图2为图1中a-a局部放大图；

图3为本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置的局部结构示意图；

图4为本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置的套管组件的结构示意图；

图5为图4中本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置的b-b方向的剖视图。

附图标记说明

1-索2-套管组件3-支撑座4-撑5-支撑部

6-弯折结构7-球索夹8-连接件9-锚具10-螺栓球

11-半圆型钢构件12-连接部13-通孔14-连接螺栓

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细的描述，但不作为本实用新型的限定。为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

需要说明的是，在本实用新型实施例中的“撑”、“杆件”和“支杆”具有相同的意思表述。其中，撑具体为钢性支杆，下同。

另外，在本实用新型实施例中索、拉索具有相同的意思表述，其材料采用高钒索，下同。

为提高空间结构的安全稳定性，本实用新型实施例提供一种用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置，参见图1，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置包括索1、由多个撑4相互连接构造的撑杆装置、一组支撑座3和套管组件2；其中，所述撑杆装置的两端固定连接支撑座3；索1的两端连接支撑座3；索1还固定连接所述撑杆装置；套管组件2套设撑4。本实用新型实施例的用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置具有结构简单、取材广泛、造价低廉、适于流水线加工的优点，可广泛用于空间结构加固的改造工程。

在一些实施例中，参见图1和图3，索1包括与所述撑杆装置对应设置的多个支撑部5；索1通过支撑部5固定连接所述撑杆装置。在本实施例中，关于设置支撑部5的数量及具体位置，可根据空间结构的具体情况进行相应调整。通常将支撑部5设置在撑4承受应力较大的位置，例如，设置在撑4连接的节点处。另外可根据承受较大承载力的撑4的数量，对支撑部5的数量进行对应调整，具体调整方式在此不做进一步限定。

在一些实施例中，参见图1，索1靠近支撑部5的部分构造有弯折结构6，通过构造弯折结构6，使得针对索1提前进行预应力处理，能够有效提高索1的承载能力。

在一些实施例中，参见图3，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括球索夹7和连接件8，支撑部5通过球索夹7和连接件8固定连接撑4。至此，进过预应力处理后，具有预应力的索1通过球索夹7和连接件8施加给空间结构向上反拱力，从而减小撑4的内力，由此能够有效提高撑4及节点强度。同时结合在撑4外套设套管组件2的技术手段能够有效提高撑4的稳定性，相关描述见下文。

在一些实施例中，参见图2，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括锚具9，索1在其端部通过锚具9固定连接支撑座3。通过锚具9能够实现快速安装的有益效果。在本实施例中，支撑座3发挥支撑作用，索1对其施加拉拽，进而在水平和竖直方向均受力的作用。关于支撑座3的具体结构在此不做进一步赘述，在图2中仅示意性的示出。

在一些实施例中，参见图3，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括螺栓球10；通过螺栓球10，撑4彼此固定连接或固定连接支撑座3。能够在具有不同结构形状的部件之间及不同的连接方向上完成快速连接。

在一些实施例中，参见图1、4和图5，套管组件2包括：一对半圆型钢构件11，彼此扣合并将撑4容置于其所构建的容置空间内；多组连接部12，连接部12固设于半圆型钢构件11的外周，并沿半圆型钢构件11的长度方向分布；通过连接部12以固定一对半圆型钢构件11。通过套管组件2能够确保在安装过程中，使待加固的撑4的刚度分布模式及受力模式不发生变化，并且不改变其应力水平，避免发生应力集中、残余应力及内力重分布的情况，使得在加固过程中风险较小。在本实施例中，参见图1，仅一套管组件2与一撑4实施套装，然而并不限于此，在实际建筑施工过程中，需要根据判断是否存在具有承载风险的撑4，并在确定风险的基础上，将存在承载风险的撑4均对应安装套管组件2。例如，如果在撑杆装置的两端的撑4由于受到剪切力相对较大，存在安全隐患，因此可将两端的撑4安装套管组件2，由此克服潜在的安全风险。

在一些实施例中，参见图4，连接部12沿半圆型钢构件11的长度方向均匀分布，由此将半圆型钢构件11的整体受力分布变化降低到最小。当然，还可以将连接部12设置在不同位置。例如，在半圆型钢构件11的局部受到外部支撑的情况下，由于半圆型钢构件11的受力情况发生变化，可相应地调整连接部12的分布情况。因此，在本实施例中，连接部12的分布不做限定，可根据现场的应用及撑4的受力情况进行相应调整。

在一些实施例中，参见图4，连接部12构造为设有通孔13的连接耳，以方便固定半圆型钢构件11。

在一些实施例中，参见图5，所述用于空间结构加固的索、撑及套管组件的集成装置还包括连接螺栓14；一对半圆型钢构件11通过连接螺栓14穿设通孔13以彼此固定连接，并由此实现快速安全。另外，在本实施例中，还可在圆型钢构件11的内表面设置由无机材料构成的垫层，以增加所述内表面与待加固撑4之间的摩擦力，避免由于在不同应用场景下发生滑动而破坏加固效果。

此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本申请的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本实用新型的范围。

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