CN102776956A - 单层箱型截面曲面网壳节点 - Google Patents
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Abstract
本发明主要公开了一种单层箱型截面曲面网壳节点，包括节点中心处圆管、圆管内部的加劲板和若干箱型截面杆件。箱型截面杆件通过相贯焊缝与节点中心处圆管连接，节点中心处圆管内部在箱型截面杆件翼缘相同位置及节点中心处圆管中部加设圆形加劲板。本发明结构的传力明确、直接，焊缝质量具有可控性，能充分满足结构受力的要求。同时解决了复杂曲面中箱型截面构件的方向性问题，工厂加工及现场施工方便简单，避免了采用铸钢节点而引起的工程造价增加的问题，特别适用于建筑曲面造型奇特的箱型截面单层网壳结构中。
Description
技术领域
本发明涉及属于钢结构建筑物用构件，特别与一种单层箱型截面曲面网壳节点有关。
背景技术
传统网壳结构杆件多以圆钢管为主，结构的杆件内力多以轴力为主。随着我国综合国力的提高，国内建筑结构呈现出向着更大跨度、更大面积、更复杂型体等方面发展，新体型下的网壳杆件除轴力外还承受了相当大的弯矩作用。箱型截面杆件因其较好的抗弯、抗扭性能，加之其棱角分明，呈现出良好的力学美，受到越来越多的建筑师亲睐，在剧院、体育场馆等大型空间网壳结构中应用越来越广泛。
随着箱型截面杆件在大跨网壳结构中应用的普及，随之而来的节点问题成为了一大难题。箱型截面杆件网壳的节点除了常规承受轴力作用外，还需考虑其所承受的弯矩作用。现阶段对于此种节点多采用直接相贯节点、焊接空心球节点或铸钢节点。对于焊接空心球，目前的研究都针对配合圆钢管，对配合矩形管的焊接球节点尚无相关研究，焊接球是否能达到完全理想的刚接，承担节点处较大的弯矩作用还有待进一步研究，同时对于箱型截面构件而言，与焊接球连接处的相贯线相当复杂，加工和安装难度都较大。对于采用直接相贯节点，由于箱型截面杆件不同于圆管，其存在着方向性，对于建筑曲面造型奇特的单层网壳而言，箱型截面构件呈现出弯扭性能，采用直接相贯处理，对于详图、工厂的加工制作及现场的施工均提出了较高的要求，且往往存在着安装精度低、焊接质量不好的现象，同时箱型截面弯扭构件的加工制作成本大幅度提高。而采用铸钢节点，虽然能很好地解决相贯节点中出现的问题，然而对于节点数量大且节点样式多样的情况，铸钢节点往往存在着加工周期长，项目成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种单层箱型截面曲面网壳节点，结构的传力明确、直接，焊缝质量具有可控性，能充分满足结构受力的要求。同时解决了复杂曲面中箱型截面构件的方向性问题，工厂加工及现场施工方便简单，避免了采用铸钢节点而引起的工程造价增加的问题，特别适用于建筑曲面造型奇特的箱型截面单层网壳结构中。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
单层箱型截面曲面网壳节点，包括节点中心处圆管、圆管内部的加劲板和若干箱型截面杆件；箱型截面杆件通过相贯焊缝与节点中心处圆管连接，节点中心处圆管内部在箱型截面杆件翼缘相同位置及节点中心处圆管中部加设圆形加劲板。
所述的箱型截面杆件位于同一曲面内。
所述的同一曲面是平面、球面、椭圆面、圆柱面或双曲面。
所述的箱型截面杆件数量为2～8个。
采用上述方案后，本发明具有诸多有益效果：
一、图纸深化、加工制作方便。本发明使得构件的弯扭性能通过节点来实现，构件本身可按普通箱型截面构件制作，大大降低了对图纸的深化、机械设备及工艺的要求，在节约成本的情况下大大提高了工程的进度。
二、施工过程方便、安全可靠、安装精度高。本发明扩大了节点区域，大大减少了因节点区域构件数量多而导致的节点处焊缝密集、焊缝质量难以保证的问题，同时解决了箱型截面构件容易出现的错边问题，降低现场施工难度。
三、节点承载力高。本发明焊接节点传力明确、直接，焊缝质量具有可控性，节点承载力高，同时可避免焊缝脆性破坏先于钢材破坏，确保结构具有良好的延性。
四、可形成标准化生产。通过本发明解决因建筑造型的奇特导致的大量节点存在的差异性，使节点能形成标准样式，批量生产。
附图说明
图1为本发明较佳实施例结构立体图；
图2为本发明较佳实施例的正视图；
图3为本发明较佳实施例剖面图。
其中标号说明：
1、箱型截面构件，2、节点中心处圆管，3、加劲板，4、全溶透对接焊缝，5、劲板角焊缝。
具体实施方式
结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
单层箱型截面曲面网壳节点，包括节点中心处圆管2、圆管内部的加劲板3和若干箱型截面杆件1。
本实施例中箱型截面杆件1为4个，是利用机器切出相贯线端头，通过全溶透对接焊缝4与节点中心处圆管2相连。加劲板3与节点中心处圆管2的内径尺寸相配，通过劲板角焊缝5与节点中心处圆管2相连。各箱型截面构件1轴线所在曲面可以是平面、球面、椭圆面、圆柱面或双曲面。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，比如箱型截面杆件1数量的适当增减等，均应落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.单层箱型截面曲面网壳节点，其特征在于：包括节点中心处圆管、圆管内部的加劲板和若干箱型截面杆件；箱型截面杆件通过相贯焊缝与节点中心处圆管连接，节点中心处圆管内部在箱型截面杆件翼缘相同位置及节点中心处圆管中部加设圆形加劲板。
2.如权利要求1所述的单层箱型截面曲面网壳节点，其特征在于：所述的箱型截面杆件位于同一曲面内。
3.如权利要求2所述的单层箱型截面曲面网壳节点，其特征在于：所述的同一曲面是平面、球面、椭圆面、圆柱面或双曲面。
4.如权利要求1所述的单层箱型截面曲面网壳节点，其特征在于：所述的箱型截面杆件数量为2～8个。
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