CN103437427A - 铝合金空间网格结构板肋节点 - Google Patents

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徐帅
王小盾
尹越
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Abstract

本发明公开了一种铝合金空间网格结构板肋节点，包括上下两块相互平行设置的铝盖板及通过第一螺栓固接在它们之间的至少两根H型铝杆件，在相邻的两根H型铝杆件之间设有H型铝竖向肋板，所述H型铝竖向肋板的上下两端分别通过第二螺栓与相应的所述铝盖板固接。本发明采用在现有盖板节点上增设环向肋板和竖向肋板的结构，增加了节点平面内、外刚度。该节点受力清晰，能够提高铝合金网格节点刚度及承载力，增强铝合金结构的性能，能够避免一些安全隐患，保证铝合金结构的安全。

Description

铝合金空间网格结构板肋节点
技术领域
本发明涉及一种网格结构节点，特别是涉及一种铝合金空间网格结构板肋节点。
背景技术
空间网格结构以其自身对各种平面形式建筑物适应性强的特点，近年来在我国飞速发展，例如天津博物馆、国家大剧院、上海文化广场、2008年北京奥运会体育场馆以及全国各地的体育馆和展览馆等已不下数千座工程。随着社会的发展，人们逐渐意识到铝合金轻质、耐腐蚀等得天独厚的优势，铝合金开始在大跨度空间结构设计的舞台上散发自己的光芒。
从20世纪40年代以来,铝合金就开始广泛地应用于建筑结构之中,目前世界上已建成的铝合金空间结构约7000多座。早在1954年,英国就建成了跨度达111.3m的铝合金球面网壳结构(Festival South Bank Exhibition)。目前世界上最大跨度的铝合金网壳结构直径已经达到144m。这类大型公共建筑关系广大人民的生命安全，确保结构的安全性能显得尤为重要。
节点设计在空间网格结构中毋庸置疑发挥着举足轻重的作用，结构受到的荷载先转化成杆件内力，通过节点的传递，逐步传到支座。而每个节点连接若干杆件，每个杆件所在的空间位置各不相同，节点处的力流十分复杂的，因此节点设计的好坏将影响结构的整体性能。
目前，铝合金空间网格结构节点形式较少，主要使用毂式节点、圆盖板节点、螺栓球节点，而铸铝节点由于延性较差，推广应用还受到一定限制。毂式节点在空腹网壳中是重要的传力部件，在节点处杆件挤压后嵌入，节点连接刚性较弱，导致结构变形较大；而圆盖板节点适用于杆件截面为H型，节点平面外刚度相较毂式节点更好，但其平面内刚度相比于平面外刚度小很多；螺栓球节点，球体在直径满足空间几何关系后强度一般能满足要求不会被拉断，但是在加工时应保证螺孔的强度避免过早破坏，该节点的螺栓需要进行镀锌处理或采用不锈钢螺栓以防止接触腐蚀。综上，上述节点都无法实现既安全又经济的结构要求。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种相较圆盖板节点刚度更好的铝合金空间网格结构板肋节点。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种铝合金空间网格结构板肋节点，包括上下两块相互平行设置的铝盖板及通过第一螺栓固接在它们之间的至少两根H型铝杆件，在相邻的两根H型铝杆件之间设有H型铝竖向肋板，所述H型铝竖向肋板的上下两端分别通过第二螺栓与相应的所述铝盖板固接。
所述H型铝竖向肋板的两侧均设有T型铝环向肋板，所述T型铝环向肋板的底板通过第三螺栓与所述H型铝竖向肋板固接。
所述第一螺栓、所述第二螺栓和所述第三螺栓均为虎克螺栓。
所述盖板为圆形或者多边形。
本发明具有的优点和积极效果是：采用在现有盖板节点上增设环向肋板和竖向肋板的结构，增加了节点平面内、外刚度。该节点受力清晰，能够提高铝合金网格节点刚度及承载力，增强铝合金结构的性能，能够避免一些安全隐患，保证铝合金结构的安全。并且本发明结构简单、制作简便、使用方便，在实际施工中，加工成本低，能够在性能可靠和方便易行的前提下，有效提高节点的刚度和承载力，保证结构的安全和施工质量，避免由于节点薄弱对整个结构性能的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明的竖向肋板结构示意图；
图5为本发明的环向肋板结构示意图。
图中：1、H型铝杆件，2、铝盖板，3、第一螺栓，4、环向肋板，5、第三螺栓，6、竖向肋板，7、第二螺栓。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图5，一种铝合金空间网格结构板肋节点，包括上下两块相互平行设置的铝盖板2及通过第一螺栓3固接在它们之间的至少两根H型铝杆件1，在相邻的两根H型铝杆件1之间设有H型铝竖向肋板6，所述H型铝竖向肋板6的上下两端分别通过第二螺栓7与相应的所述铝盖板2固接。H型铝竖向肋板6的设置，能够提高节点的平面外刚度。
在本实施例中，为了提高节点的平面内刚度，在所述H型铝竖向肋板6的两侧均设有T型铝环向肋板4，所述T型铝环向肋板4的底板通过第三螺栓5与所述H型铝竖向肋板4固接。为了进一步提高节点的刚度所述第一螺栓3、所述第二螺栓7和所述第三螺栓5均采用虎克螺栓。所述盖板可以为圆形或者多边形。
本发明在现有盖板节点结构的基础上增加了环向肋板4和竖向肋板6，并采用虎克螺栓作为紧固连接件。
本发明在加工过程中，预先制作竖向肋板6和环向肋板4。施工过程中，如图1所示，先将环向肋板4与竖向肋板6紧固连接，之后将竖向肋板6与上下盖板2通过螺栓连接。最后将需要连接的H型铝杆件1同盖板2连接。设置肋板的节点如图3所示。加设竖向和环向肋板将有效提高节点的平面内与平面外抗弯刚度，有利于结构在节点处的受力，增强结构的性能。
在本发明中，环向肋板4、竖向肋板6和盖板2的材料可以选用与结构杆件相同的材料，预先挤压即可制成，工艺简单，成本低廉；在实际施工中，可以在工厂预先加工，先将竖向肋板6与环向肋板4连接固定，然后将竖向肋板6与盖板2连接，最后在施工现场将H型铝杆件1插入两环向肋板4之间预留的空隙完成与节点的安装，不存在焊接问题，能够很好地保证加工精度。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铝合金空间网格结构板肋节点，包括上下两块相互平行设置的铝盖板及通过第一螺栓固接在它们之间的至少两根H型铝杆件，其特征在于，在相邻的两根H型铝杆件之间设有H型铝竖向肋板，所述H型铝竖向肋板的上下两端分别通过第二螺栓与相应的所述铝盖板固接。
2.根据权利要求1所述的铝合金空间网格结构板肋节点，其特征在于，所述H型铝竖向肋板的两侧均设有T型铝环向肋板，所述T型铝环向肋板的底板通过第三螺栓与所述H型铝竖向肋板固接。
3.根据权利要求1所述的铝合金空间网格结构板肋节点，其特征在于，所述第一螺栓、所述第二螺栓和所述第三螺栓均为虎克螺栓。
4.根据权利要求1所述的铝合金空间网格结构板肋节点，其特征在于，所述盖板为圆形或者多边形。
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