这类交错环管式的绳结造型构件,最早的应用场景可追溯到户外游乐设施的防护网连接节点,后来逐步延伸到装饰性钢结构、柔性管线固定、特殊索具接驳等领域,和常规的卡扣式、焊接式节点不同,它依靠自身管体的交错缠绕形成自锁结构,不需要额外的紧固件就能实现多方向的力传导,在承受交变拉压载荷的时候,管体的弧形过渡能有效分散应力集中点,避免直角连接位置容易出现的疲劳断裂问题。从实际使用的工况来看,这类构件在户外景观的拉索结构中应用时,管体内部可以穿入钢索,外部的交错环结构刚好能卡住相邻拉索的交汇点,不需要额外做索具的固定压头,安装的时候只需要将钢索从管端穿入,顺着环向的弯曲路径穿过交错段,就能依靠管体和钢索之间的摩擦力实现锁止,
比常规的铸钢节点重量轻40%左右,而且弧形的外观不会出现尖锐的棱角,在人员可接触的公共场景中能降低磕碰伤害的风险。在设计这类构件的时候,首先要确定的是管体的通径,必须保证内部穿入的索体或者管线能顺利通过弯曲段,弯曲半径不能小于管体内径的3倍,否则穿索的时候会出现卡滞,长期使用过程中索体的弯折疲劳也会加剧;交错段的贴合间隙需要控制在0.2mm以内,间隙过大会导致受力的时候出现相对窜动,间隙过小则会在加工弯管的时候出现管壁挤压变形的问题。管体的两个自由端需要做平口处理,端口处做0.5mm的倒角,避免穿入索体的时候刮伤索体的外层护套,交错缠绕的中心交汇点是整个构件的受力核心,这个位置的管体贴合面需要做整周的贴合校验,
保证两个方向的管体在受力的时候能均匀接触,不会出现局部点接触导致的压溃变形。从安装边界来看,这类构件的两个伸出端的轴线夹角是固定的,在前期布局的时候需要提前核算相邻索体的交汇角度,保证安装完成后索体不会出现额外的附加弯折,构件的整体外轮廓尺寸需要和周边的结构保持至少10mm的安全间隙,避免风载或者结构形变的时候和周边构件发生碰撞。在柔性输送管线的固定场景中,这类构件可以作为多根管线的汇聚节点,管体自身的弯曲结构能对管线起到导向作用,避免管线在交汇位置出现直角弯折导致的通径变小、输送阻力增大的问题,尤其是在输送粉体或者粘稠介质的管线中,平缓的弧形通道能减少物料残留的概率,降低管路堵塞的风险。和常规的铸造节点相比,
这类弯管式的绳结构件可以采用整根管材弯制而成,不需要做拼接焊接,整体的结构强度更高,不存在焊缝位置的腐蚀隐患,在户外高湿、高盐雾的环境中使用寿命更长;如果是用于装饰性的场景,管体表面可以做抛光、喷塑或者镀层处理,交错的造型本身就具备一定的装饰效果,不需要额外做装饰罩的包覆,能减少整体的施工成本。在建模过程中需要重点控制弯管段的壁厚变化,冷弯工艺加工的时候,弯管外侧的管壁会出现减薄,减薄量不能超过原壁厚的15%,否则会影响构件的整体承压能力,内侧的管壁会出现轻微的增厚,只要不出现褶皱就不会影响实际使用;交错位置的空间避让需要做逐段的干涉检查,保证两个管段在弯曲过程中不会出现碰撞,预留的加工余量要匹配弯管设备的加工精度,避免成型后出现尺寸偏差导致无法装配。这类构件在受力的时候,载荷会沿着管体的弧形路径逐步传递,不会出现突然的应力突变,在承受冲击载荷的时候,管体的微小形变还能起到一定的缓冲作用,比刚性节点的抗冲击性能更好,在一些有振动工况的设备管线固定场景中,能有效降低振动传递到相邻结构的幅度,减少紧固件松动的概率。
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