拉索结构过载保护装置和由其构成的自平衡索桁架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种拉索结构过载保护装置和由其构成的自平衡索桁架。拉索结构过载保护装置设于固定端与钢索之间，包括与固定端联接的第一联杆、与钢索联接的第二联杆，还包括联接于第一联杆与第二联杆之间的保险杆，保险杆的两端设有内螺纹联接孔，中间设有环形槽，环形槽底部设有断裂缺口；还包括用于套入保险杆的套筒件，套筒件内设有用于容入保险杆的套接腔；第二联杆的端部套设有弹性件，弹性件和保险杆夹设于套接腔的两端之间。本实用新型保护钢索不被拉断，利用弹簧胶高强度，高承载性能，维持拉索一定的张力，避免拉索体系失效，发生安全事故。本实用新型采用套合结构，采用螺纹联接，其结构简单，生产成本低，易于装拆和维护，占用空间小。
【专利说明】拉索结构过载保护装置和由其构成的自平衡索桁架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种过载保护装置，更具体地说是指一种拉索结构过载保护装置和由其构成的自平衡索桁架。
【背景技术】
[0002]目前，大部分拉索幕墙的拉索没有设计、安装过载保护装置，而拉索结构靠拉索的张力形成结构体系，拉索的预拉力越大获得的刚度越大。有的工程拉索的预拉力设定得过大，也有的工程实际张拉的时候预拉力超过设定值。当地震等意外情况导致主体结构变形时，拉索的拉力在预拉力的基础上继续加大，可能超过拉索的破断力，钢索被拉断，拉索结构体系失效、产生严重的后果。少部分拉索幕墙设计、安装有过载保护装置，包括一安装固定在建筑物主体结构上的基座；一与基座连接为一个整体且外端设有铰支座的支柱；一中部与支柱上的铰支座铰接在一起的摇臂；一连接装设在摇臂一端与基座之间的弹簧装置；一连接装设在摇臂的另一端与基座之间的保险杆，索杆张拉结构的拉杆或拉索也安装在摇臂上有保险杆的一端。当拉索的拉力超出保险杆的标定破断力时，保险杆破坏，拉力通过起杠杆作用的摇臂与弹簧装置进行力的重新分配，使拉索拉力迅速下降，从而避免了对拉索的破坏。这种装置体积庞大，一是占用建筑使用空间，不为建筑师、业主所接受；二是使用范围受到限制，这种装置只能用于空间开阔的支座处，而空间不够的支座和更多的中间节点则无法使用。
[0003]因此，本发明人为此开发出一种新的拉索结构过载保护装置。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种拉索结构过载保护装置和由其构成的自平衡索桁架。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]拉索结构过载保护装置，设于固定端与钢索之间，包括与固定端联接的第一联杆、与钢索联接的第二联杆，还包括联接于第一联杆与第二联杆之间的保险杆，所述保险杆的两端设有内螺纹联接孔，中间设有环形槽，所述的环形槽底部设有断裂缺口 ；还包括用于套入保险杆的套筒件，套筒件内设有用于容入保险杆的套接腔；第二联杆的端部套设有弹性件，弹性件和保险杆夹设于套接腔的两端之间。
[0007]其进一步技术方案为:所述的弹性件为弹性胶管，所述的弹性胶管为聚醚型聚氨酯管。
[0008]其进一步技术方案为:所述的套筒件包括套筒和与套筒端部螺纹联接的端盖。
[0009]其进一步技术方案为:所述第二联杆与钢索之间还设有双头调节螺杆。
[0010]其进一步技术方案为:第一联杆设有与固定端的耳板联接的耳孔部。
[0011]其进一步技术方案为:所述的弹性件为聚醚型聚氨酯管与金属管的组合件；所述的聚醚型聚氨酯管设有环形腔，腔底为尖底部；所述金属管的一端为尖形，并套入于聚醚型聚氨酯管的环形腔内；所述金属管的另一端为平面，伸出于聚醚型聚氨酯管的环形腔外，止抵于保险杆的端面。
[0012]自平衡索桁架，包括设于二个固定端之间的主钢管，及横向设于主钢管上的撑杆，还包括设于主钢管前后侧的前拉索、后拉索；所述前拉索的两端通过前述的拉索结构过载保护装置与主钢管的两端联接，前拉索的中间穿过撑杆的前半部分；所述撑杆的前端设有驳接爪；驳接爪的前侧固定有玻璃板；所述后拉索的两端通过前述的拉索结构过载保护装置与主钢管的两端联接，后拉索的中间穿过撑杆的后端部。
[0013]其进一步技术方案为:所述主钢管的两端各设有一组对称的侧支板，所述的侧支板设有与拉索结构过载保护装置联接的销孔和销轴。
[0014]其进一步技术方案为:所述的主钢管上设有若干个用于穿过撑杆的撑杆孔。
[0015]本实用新型与现有技术相比的有益效果是:本实用新型采用弹性件当作保险杆断裂之后的减震缓冲材料，能缓冲拉索传来巨大的冲击力；利用弹簧胶(即聚醚型聚氨酯管)的高弹性性能，受压变形后能松弛钢索，保护钢索不被拉断；利用弹簧胶高强度，高承载性能，维持拉索一定的张力，避免拉索体系失效，发生安全事故。本实用新型采用套合结构，采用螺纹联接，其结构简单，生产成本低，易于装拆和维护，占用空间小。
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型拉索结构过载保护装置具体实施例的剖面结构示意图(弹簧胶未受力状态，保险杆未断开);
[0018]图2为本实用新型拉 索结构过载保护装置具体实施例的剖面结构示意图(弹簧胶受力状态，保险杆断开);
[0019]图3为图1中的A区域的部件结构示意图；
[0020]图4为图1中的A区域的部件结构示意图(弹性件采用组合件结构)；
[0021]图5为本实用新型自平衡索桁架具体实施例的平面示意图；
[0022]图6为图5中的B部放大图。
[0023]附图标记
[0024]10钢管11耳板[0025]20钢索30拉索结构过载保护装置[0026]31第一联杆311耳孔部[0027]32第二联杆33保险杆[0028]331内螺纹联接孔332内螺纹联接孔[0029]333环形槽334断裂缺口[0030]34套筒件340套接腔[0031]341套筒342端盖[0032]343通孔344紧定螺钉[0033]35弹性件35A弹性件[0034]351聚醚型聚氨酯管 3511环形腔[0035]3512尖底部352金属管[0036]3521尖形40双头调节螺杆[0037]60驳接爪61玻璃板[0038]70撑杆71前拉索[0039]72后拉索80主钢管[0040]81侧支板811销孔[0041]812销轴82撑杆孔[0042]90预埋件21钢索头
【具体实施方式】
[0043] 为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
[0044]如图1-3所示的具体实施例，本实用新型拉索结构过载保护装置30，设于钢管10(固定端的一种结构形式)与钢索20之间，包括与钢管10联接的第一联杆31、与钢索20联接的第二联杆32，还包括通过螺纹联接于第一联杆31与第二联杆32之间的保险杆33，保险杆33的两端设有与第一联杆31、第二联杆32联接的内螺纹联接孔331、332，中间设有环形槽333，环形槽333底部设有断裂缺口 334 ;还包括用于套入保险杆33的套筒件34，套筒件34内设有用于容入保险杆33的套接腔340 ;套接腔340的底部设有用于穿过第一联杆31的通孔343。第二联杆32的端部套设有弹性件35，弹性件35和保险杆33夹设于套接腔340的两端之间。其中的套筒件34包括套筒341和与套筒341端部螺纹联接的端盖342。套筒的另一端设有用于固定保险杆的紧定螺钉344。第二联杆32与钢索20之间还设有用于调节张紧力的双头调节螺杆40 (钢索20的头端采用了钢索头21)。第一联杆31设有与钢管10的耳板11联接的耳孔部311。弹性件35的长度略长于套筒内的深度，以便在将端盖342安装至套筒341的端部时，弹性件形成一定的预紧压力，以防止保险杆断裂时形成冲击力，但该预紧压力远小于保险杆所承受的拉力。其中的双头调节螺杆用来产生张紧力，于其它实施例中，也可以采用其它的张紧机构。
[0045]如图2所示，当第一联杆31与第二联杆32之间的拉力超过设定的破断拉力时，保险杆33会从断裂缺口处断裂，在钢索20的拉力作用下，断裂后的保险杆一端作用于弹性件35。由于弹性件35有一定的弹性变形，使得拉索仍然具有一定的张紧力，能基本保持拉索结构不变形。其中，保险杆破断后弹簧胶受压变形，拉索得到松弛，降低了拉索拉力，保护钢索不被拉断，同时弹簧胶能维持一定的拉力，保留幕墙的大部分功能。由于弹簧胶的变形，很容易发现保险杆已破断，由于整个拉索结构(比如拉索幕墙)按最大风阻或最大破坏力来设计。选择无风的情况下，更换保险杆，松开端盖，连接螺杆即可。换好保险丝后通过拉索调节端张紧拉索，拉索幕墙功能得以恢复。
[0046]本实施例中，弹性件35为弹性胶管，其中，弹性胶管优选聚醚型聚氨酯管。聚醚型聚氨酯是由聚物多元醇与异氰酸酯反应、扩链、交链而成的一种介于塑料和橡胶之间的新型合成材料。具有耐化学腐蚀、抗张强度、高弹性、耐高压荷重、耐磨耗强度高、吸震性强、耐撕裂、耐辐射，高强度，高承载和减震缓冲等良好性能。
[0047]本实施例适用于最小破断拉力98.7IKN的Φ 12钢索，当需要应用于其他规格的钢索时，根据钢索的最小破断拉力，计算、设计出合适的保险杆、弹性胶、螺杆、销轴的截面，将本实施例稍加改动即可。对应不同直径的钢索，可以将本实用新型设计成为一个产品系列。
[0048]于其它实施例中，拉索结构可能存在较大的变形距离，为了降低拉索结构整体上的刚性，并降低外界对它的破坏力，拉索结构可能需要有几十毫米的收缩距离；此时采用单一的弹性管很难掌握这个长距离的压缩变形，如果多余出的位移距离采用空置方式，但可能在保险杆断断裂时，产生巨大的冲击力。这种情况下，可以采如图4所示的结构。弹性件35A为聚醚型聚氨酯管351与金属管352的组合件；聚醚型聚氨酯管351设有环形腔3511，腔底为尖底部3512 ;金属管352的一端为尖形3521，并套入于聚醚型聚氨酯管351的环形腔3511内；金属管352的另一端为平面，伸出于聚醚型聚氨酯管的环形腔3511外，止抵于保险杆33的端面。其中，金属管伸出于聚醚型聚氨酯管的环形腔外的距离等于拉杆所需的伸缩距离减去聚醚型聚氨酯管所能产生的形变距离。尖底部3512和尖形3521优先采用120-150度，角度越大，组合件被挤压变形的时间越长。采用这种聚醚型聚氨酯管与金属管的组合方式，可以减小聚醚型聚氨酯管的长度，节省用料成本。
[0049]如图5、图6所示，本实用新型自平衡索桁架，包括设于二个固定端的预埋件90之间的主钢管80，及横向设于主钢管80上的撑杆70，还包括设于主钢管80前后侧的前拉索71、后拉索72 ;前拉索71的两端通过前述的拉索结构过载保护装置30与主钢管80的两端联接，前拉索71的中间穿过撑杆70的前半部分；撑杆70的前端设有驳接爪60 ;驳接爪60的前侧固定有玻璃板61 (即玻璃幕墙)；后拉索72的两端通过前述的拉索结构过载保护装置30与主钢管80的两端联接，后拉索72的中间穿过撑杆70的后端部。
[0050]主钢管80的两端各设有一组对称的侧支板81，侧支板81设有与拉索结构过载保护装置30联接的销孔811和销轴812。主钢管80上设有若干个用于穿过撑杆70的撑杆孔82。
[0051]由这种自平衡索桁架，可以构建成玻璃幕墙。由于采用了拉索结构过载保护装置，在遇到强台风或地震等恶劣情况时，整个自平衡索桁架超出其极限时，保险杆断裂，拉索原本超高的预紧拉力被释放，拉索不会断裂，还仍由套筒和弹性件支撑着拉索(即钢索)，整个自平衡索桁架不会垮塌。等恶劣情况发生之后，重新更换新的拉索结构过载保护装置即可。采用了拉索结构过载保护装置的自平衡索桁架，拉索不易断裂，安全可靠，生产安装成本低，拆装简单易行。
[0052]于其它实施例中，本实用新型保险装置也可以其它的拉索结构中，比如拉索屋顶结构。
[0053]综上所述，本实用新型采用弹性件当作保险杆断裂之后的减震缓冲材料，能缓冲拉索传来巨大的冲击力；利用弹簧胶的高弹性性能，受压变形后能松弛钢索，保护钢索不被拉断；利用弹簧胶高强度，高承载性能，维持拉索一定的张力，避免拉索体系失效，发生安全事故。
[0054]上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.拉索结构过载保护装置，设于固定端与钢索之间，包括与固定端联接的第一联杆、与钢索联接的第二联杆，其特征在于还包括联接于第一联杆与第二联杆之间的保险杆，所述保险杆的两端设有内螺纹联接孔，中间设有环形槽，所述的环形槽底部设有断裂缺口 ；还包括用于套入保险杆的套筒件，套筒件内设有用于容入保险杆的套接腔；第二联杆的端部套设有弹性件，弹性件和保险杆夹设于套接腔的两端之间。
2.根据权利要求1所述的拉索结构过载保护装置，其特征在于所述的弹性件为弹性胶管，所述的弹性胶管为聚醚型聚氨酯管。
3.根据权利要求1所述的拉索结构过载保护装置，其特征在于所述的套筒件包括套筒和与套筒端部螺纹联接的端盖。
4.根据权利要求1所述的拉索结构过载保护装置，其特征在于所述的第二联杆与钢索之间还设有双头调节螺杆。
5.根据权利要求1所述的拉索结构过载保护装置，其特征在于所述第一联杆设有与固定端的耳板联接的耳孔部。
6.根据权利要求1所述的拉索结构过载保护装置，其特征在于所述的弹性件为聚醚型聚氨酯管与金属管的组合件；所述的聚醚型聚氨酯管设有环形腔，腔底为尖底部；所述金属管的一端为尖形，并套入于聚醚型聚氨酯管的环形腔内；所述金属管的另一端为平面，伸出于聚醚型聚氨酯管的环形腔外，止抵于保险杆的端面。
7.自平衡索桁架，其特征在于包括设于二个固定端之间的主钢管，及横向设于主钢管上的撑杆，还包括设于主钢管前后侧的前拉索、后拉索；所述前拉索的两端通过权利要求1所述的拉索结构过载保护装置与主钢管的两端联接，前拉索的中间穿过撑杆的前半部分；所述撑杆的前端设有驳接爪；驳接爪的前侧固定有玻璃板；所述后拉索的两端通过权利要求I所述的拉索结构过载保护装置与主钢管的两端联接，后拉索的中间穿过撑杆的后端部。
8.根据权利要求7所述的自平衡索桁架，其特征在于所述主钢管的两端各设有一组对称的侧支板，所述的侧支板设有与拉索结构过载保护装置联接的销孔和销轴。
9.根据权利要求7所述的自平衡索桁架，其特征在于所述的主钢管上设有若干个用于穿过撑杆的撑杆孔。
【文档编号】E04B2/88GK203452233SQ201320461331
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】姜捷奇, 郭卫东, 王飞勇 申请人:深圳市三鑫幕墙工程有限公司