1.本实用新型涉及一种可自由调整旋转角度的交叉索节点，属于建筑钢结构领域。
背景技术：
2.交叉索网结构是由不同方向的索交叉编织组成的一种形式多变的空间结构。此类结构根据索网的编织方式，和锚固体系的结构形式可以表现出不同的受力特征。一般具有受力合理、自重轻、节约材料、跨度大、施工方便等优点，目前已广泛用于各类实际工程。随着人们的生活水平快速提高，对于建筑形式有了新的要求。近年来，工业、文化、体育等领域不断进步，大大增强了社会对空间结构尤其是大跨空间高性能结构的需求。由此产生的工程中，更加方便简洁的装配节点能够节省大量的施工时间和成本，有效地提升工程效率。
3.现有的交叉索节点有两种：可调角度索夹和固定角度索夹。固定角度索夹适用工程范围有限，加工要求严格，缺乏一定的灵活性。可调角度索夹多为一定范围内可调，而且开槽面积大，强度削弱严重，由螺杆作为定位销，安装复杂，零件冗杂。
技术实现要素：
4.为实现交叉索网结构的节点优化装配，提高现场施工效率，本实用新型根据交叉索网结构受力特点，提供一种优化的可任意调节交叉索相对角度的索夹。该索夹可进行标准化设计和生产、工厂预制，从而使交叉索节点安装过程简单便捷，具体技术方案如下：
5.一种角度可任意调节的索夹，包括上层夹具及下层夹具。上层夹具包括：第一夹块1和第二夹块2；下层夹具包括：第三夹块3第四夹块4。
6.所述第一夹块1设有两排通体螺栓孔，另一侧开有长槽，通过螺栓与第二夹块2固定。
7.所述第二夹块2一侧开有螺栓孔但并未打通，内嵌螺纹，通过螺栓同第一夹块1固定；该侧开有长槽，另一侧中心有一圆柱，圆柱顶连一90度扇形柱，通过该装置同第三夹块3连接并实现角度调节。
8.所述第三夹块3一侧设圆形加扇形孔，内部掏空成扁圆柱形空间，通过此设计同第二夹块2连接；另一侧开有长槽并有两排未通体螺栓孔，内嵌螺纹，通过螺栓与第四夹块4固定。
9.所述第四夹块4一侧开有长槽，设有两排通体螺栓孔，通过螺栓与第三夹块3固定。
10.所述第一夹块1同第二夹块2长槽合并形成第一层索收容腔7。
11.所述第三夹块3同第四夹块4长槽合并形成第二层索收容腔8。
12.第一夹具和第二夹具的收容腔根据实际工程需求可并排开设多个长槽，同时根据索体直径的不同，开槽大小亦可调节。
13.交叉索网结构受力性能良好，形式多变，它是一种依靠搭建预应力索网体系完成整体结构的承载要求。这一类的结构体系，极大发挥索体的抗拉性能，由于材料的特点可以轻易满足大跨空间的建筑外形。本实用新型提出一种优化交叉索节点，基于索网特殊的力
学特点，索夹承受节点不平衡力效果显著，全面考虑了所有可能产生不平衡力的方向，抗剪、受压和受拉等性能优良。本实用新型零部件种类精简，极大发挥自身的机械咬合特点，可实现实际工程的快速装卸，极大提升施工效率，减少成本。因此本实用新型在装配化施工等方面有着更强的适应性，能够节约资源和时间，有着十分重要的现实意义。
附图说明
14.图1为第一夹块示意图。
15.图2为第二夹块示意图。
16.图3为第三夹块示意图。
17.图4为第四夹块示意图。
18.图5为本实用新型索夹整体爆炸示意图。
19.图6为图5所示索夹的结构示意图。
20.图7为上层夹具示意图。
21.图8为下层夹具示意图。
22.图9为本结构的整体装配示意图。
具体实施方式
23.以下结合安装过程对本实用新型所述结构进行描述。需要说明的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，文中出现的“上”，“下”等词汇仅仅是为了便于理解，并不代表实施标准。
24.通过机械加工或先铸造后机械加工的方式，加工本实用新型各零部件。为保证精度，各零部件可采用机械加工，或铸造及机械加工相结合的方式进行。
25.一种可自由调整旋转角度的交叉索夹，包括上层夹具及下层夹具。上层夹具包括：第一夹块1和第二夹块2；下层夹具包括：第三夹块3第四夹块4。
26.所述第一夹块1上设有两排通体螺栓孔，第一夹块1的底部中间开有半圆形长槽；所述第二夹块2的顶部开有与第一夹块1上通体螺栓孔位置对应的螺栓盲孔。第一夹块1与第二夹块2通过螺栓固定；第二夹块2的顶部开有半圆形长槽，第二夹块2的底部中心设有一竖向圆柱，圆柱端部与扇形柱体连接；
27.所述第三夹块3顶部设有与第二夹块2的底部相对应的圆形和扇形柱腔，第三夹块3与第二夹块2通过圆柱和扇形柱体配合连接；第三夹块3的底部开有半圆形长槽和螺纹盲孔。所述第四夹块4的顶部开有半圆形长槽，并设有两排通体螺栓孔，第四夹块4通过螺栓与第三夹块3固定。
28.本实施例中上层夹具和下层夹具根据实际需要设有两排共6个螺栓孔，具体数目可以根据实际构件设计的大小、强度等条件进行调整，如图6所示。本实例中第二夹块2和第三夹块3上螺栓孔5内带有螺纹，连接中直接充当螺母角色，实际形式包含但不仅包含这一种连接形式。
29.根据实际工程，确定上层索位置，用第一夹块1和第二夹块2共同形成的第一收容腔7将索固定，使用螺栓将第二夹块2和第一夹块1固定，实际工程中可根据螺栓的松紧程度调整夹具的位置。
30.在第一层夹具安装完成后，将第三夹块3的开口对准第二夹块2突出的连接栓6推入，直到两个夹块贴合并能够自由旋转。
31.按照实际情况调整第三夹块3的角度，将第三夹块3和第四夹块4共同形成的第二收容腔8同下方索的方向调整一致后，使用螺栓将第三夹块3和第四夹块4固定夹紧，下层夹具安装完成。至此，全部安装过程结束，安装后效果如图6所示。
32.第二夹块2上的连接栓6加工时，为保持一定的精度和承载能力，使用整体铸造和机械加工相结合的方式较为合适，但此加工方式不是唯一方式，仅在本实施例适用。
33.连接栓6从几何构造上来讲是由一个圆柱体和一个扇形柱体拼合而成，考虑到实际情况中可能出现较大的分离力，二者连接部位可通过加坡或加肋的方式提升承载力。相应的，第三夹块3开洞也需满足这一改变。
34.本实施例中，第一夹块1和第四夹块4尺寸数据完全相同，这一设定是综合多方面因素考虑，很大程度上节省加工成本。外观上，考虑实际工程中可能有一定美观要求，这里有两种方案仅供参考：一是在第一夹块1和第四夹块4打孔时，外侧孔适当加大直径，使得螺栓紧固后嵌入夹块；二是单独设计球形外壳将整体索夹包含其中。
技术特征：
1.一种可自由调整旋转角度的交叉索节点：其特征在于：包括上层夹具及下层夹具；上层夹具包括：第一夹块(1)和第二夹块(2)；下层夹具包括：第三夹块(3)第四夹块(4)；所述第一夹块(1)上设有两排通体螺栓孔，第一夹块(1)的底部中间开有半圆形长槽；所述第二夹块(2)的顶部开有与第一夹块(1)上通体螺栓孔位置对应的螺栓盲孔；第一夹块(1)与第二夹块(2)通过螺栓固定；第二夹块(2)的顶部开有半圆形长槽，第二夹块(2)的底部中心设有一竖向圆柱，圆柱端部与扇形柱体连接；所述第三夹块(3)顶部设有与第二夹块(2)的底部相对应的圆形和扇形柱腔，第三夹块(3)与第二夹块(2)通过圆柱和扇形柱体配合连接；第三夹块(3)的底部开有半圆形长槽和螺纹盲孔；所述第四夹块(4)的顶部开有半圆形长槽，并设有两排通体螺栓孔，第四夹块(4)通过螺栓与第三夹块(3)固定。2.根据权利要求1所述的一种可调角度索夹，其特征在于：所述第一夹块(1)同第二夹块(2)长槽合并形成第一层索收容腔(7)；所述第三夹块(3)同第四夹块(4)长槽合并形成第二层索收容腔(8)。
技术总结
本实用新型公开了一种可自由调整旋转角度的交叉索节点，包括上层夹具和下层夹具。上层夹具包含上下两个夹块，两个夹块共同形成上层索的收容腔，彼此通过预留在夹块上的螺栓孔连接。其中一个夹块螺栓孔预留螺纹代替螺母，该夹块另一侧有一突出的连接栓，作用是同下层夹块连接，形成可旋转体系。下层夹具同样包含上下两个夹块，两个夹块共同形成下层索的收容腔，彼此通过螺栓孔连接。其中一个夹块螺栓孔预留螺纹代替螺母，该夹块另一侧开有截面为圆形和扇形的开口，内部留设一个扁圆柱空间作为连接栓活动空间。本实用新型所述索夹用于交叉索节点，可进行工厂标准化制作，在施工现场可直接进行安装使用，非常简洁，极大程度降低现场施工难度。场施工难度。场施工难度。
技术研发人员：薛素铎 吕博文 李雄彦 鲁建
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2022/1/28