CN103993668A - 一种网格结构连接节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网格结构连接节点，用于多个构件之间的连接，所述网格结构连接节点包括空心球、端板和连接螺栓，所述空心球上开设有施工时安装所述连接螺栓的孔洞；所述端板的一端为与所述空心球的球面相贴合的内凹球面，所述端板的另一端与所述构件的一端相连接；所述连接螺栓依次穿过所述端板和空心球将所述构件连接在所述空心球上。本发明的网格结构连接节点是一种具有刚性连接特征的现场装配式的连接节点，因此可以实现构件连接的标准化，并且具有加快施工速度、安装精度高、降低施工难度和降低工程造价的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接节点，尤其涉及一种采用刚性螺栓和空心球的网格结构连接节点，属于土木工程技术领域。
背景技术
近年来，在很多大型空间结构中采用了空间网格结构，相当数量的空间网格结构采用了单层空间网格结构。根据结构设计要求，部分空间网格结构的连接节点承受弯矩作用，目前空间网格结构中可以承受弯矩作用的节点多数采用焊接节点，由施工人员在施工工地现场焊接。
空间网格结构的焊接节点一般需要施工人员进行全方位熔透焊接，焊接技术要求高，费用高，施工时间长，容易出现焊接质量问题，并导致结构安全隐患。现场焊接还会带来焊接误差，导致结构施工误差加大，影响结构施工精度。另外，焊接节点还受到气候的影响，在寒冷气候下无法进行焊接施工，因此，对工期影响很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种网格结构连接节点，该网格结构连接节点为装配式结构，可以在施工工地装配安装，加快施工速度，降低施工难度，降低工程造价。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种网格结构连接节点，用于多个构件之间的连接，所述网格结构连接节点包括空心球、端板和连接螺栓，所述空心球上开设有施工时安装所述连接螺栓的孔洞；所述端板的一端为与所述空心球的球面相贴合的内凹球面，所述端板的另一端与所述构件的一端相连接；所述连接螺栓依次穿过所述端板和空心球将所述构件连接在所述空心球上。
作为优选，贴合有所述端板的所述空心球的内壁上设置有垫块，所述垫块与所述空心球的内壁相贴合的一面为外凸球面。
作为优选，所述空心球为焊接空心球或铸钢空心球。
作为优选，所述端板与所述构件的一端焊接在一起。
作为优选，所述构件为中空结构，所述端板的另一端内缩形成用于插入到所述构件的一端内的插入部，所述插入部与所述构件焊接在一起。
作为优选，每个所述构件通过一根连接螺栓与所述空心球连接，所述连接螺栓穿设于所述端板的中部。
作为优选，每个所述构件通过至少一排所述连接螺栓与所述空心球连接。
作为优选，每排所述连接螺栓包括有两个或三个连接螺栓。
作为优选，所述构件为空心结构，且其横截面为圆形或矩形。
作为优选，所述构件的两端部的外壁上开设有便于送入所述连接螺栓的安装孔。
与现有技术相比，本发明的网格结构连接节点的有益效果在于：
1、本发明的网格结构连接节点的各个零件全部在工厂制作，加工精度高，质量可靠。
2、本发明的网格结构连接节点是一种具有刚性连接特征的现场装配式的连接节点，因此可以实现构件连接的标准化，并且具有加快施工速度、安装精度高、降低施工难度和降低工程造价的优点。
3、本发明的网格结构连接节点通过连接螺栓、端板和空心球的共同作用，可以同时承受轴向力的作用和弯矩作用。
4、本发明的网格结构连接节点能同时连接多根构件，不仅适用于单层空间网格结构，也可用于有节点抗弯要求的双层空间网格结构。
附图说明
图1为本发明的实施例一的网格结构连接节点的结构示意图（包括了构件）；
图2为图1的A-A向剖面图；
图3为本发明的实施例一的网格结构连接节点的端板的主视结构示意图；
图4为图3的侧视图；
图5为图3的B-B向剖视图；
图6为图3的C-C向剖视图；
图7为本发明的实施例一的网格结构连接节点的垫块的主视结构示意图；
图8为图7的侧视图；
图9为图7的D-D向剖视图；
图10为图7的E-E向剖视图；
图11为本发明的实施例二的网格结构连接节点的结构示意图（包括了构件）；
图12为图11的F-F向剖面图；
图13为本发明的实施例二的网格结构连接节点的空心球的结构示意图；
图14为图13的G-G向剖视图；
图15为本发明的实施例二的网格结构连接节点的端板的结构示意图；
图16为图15的侧视图
图17为图15的H-H向剖视图；
图18为图15的I-I向剖视图；
图19为本发明的实施例二的网格结构连接节点的垫块的结构示意图；
图20为图19的侧视图；
图21为图19的J-J向剖视图；
图22为图19的K-K向剖视图；
图23为本发明的实施例三的网格结构连接节点的端板的结构示意图（连接螺栓为两列两排）；
图24为图23的侧视图；
图25为图23的L-L向剖视图；
图26为图23的M-M向剖视图；
图27为本发明的实施例三的网格结构连接节点的垫块的结构示意图（连接螺栓为两列两排）；
图28为图27的侧视图；
图29为图27的N-N向剖视图；
图30为图27的O-O向剖视图；
图31为构件的结构示意图；
图32为图31的P-P向剖视图。
附图标记说明
1-构件 2-空心球
3-端板 4-连接螺栓
5-螺母 6-垫块
7-安装孔 8-孔洞
9-内凹球面 10-插入部
11-第一螺栓孔 12-第二螺栓孔
13-第三螺栓孔 14-外凸球面
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
以下实施例中的构件1均为中空结构，且其横截面均为圆形或矩形，为了方便装配，如图31和图32所示，端板3预先与构件1的一端焊接在一起。以下实施例的各附图中示出的端板3的一端均内缩形成用于插入到构件1的一端内的插入部10，通过插入部10与构件1焊接在一起。
实施例一
如图1所示，公开了本发明的实施例一的网格结构连接节点，用于多个构件1之间的连接，本实施例的网格结构连接节点共连接了三个构件1，构件1的横截面为矩形。如图1至图10所示，本实施例的网格结构连接节点包括空心球2、端板3和连接螺栓4，空心球2上开设有施工时安装连接螺栓4的孔洞8；端板3的一端为与空心球2的球面相贴合的内凹球面9，端板3的另一端与构件1的一端相连接，本实施例中，由于构件1的横截面为矩形，因此端板3的另一端的截面为与构件1相配合的矩形；连接螺栓4依次穿过端板3和空心球2将构件1连接在空心球2上。
作为本实施例的一种改进，为了增加连接强度，防止连接螺栓4损坏空心球2，贴合有端板3的空心球2的内壁上设置有垫块6，垫块6与空心球2的内壁相贴合的一面为外凸球面14。
每个构件1可以通过一根或多根连接螺栓4与空心球2实现连接，继续结合图1至图10，本实施例中，每个构件1分别通过一根连接螺栓4与空心球2连接。并且连接螺栓4穿设于端板3的中部。因此，如图3至图6所示，端板3的中部开设有一个第一螺栓孔11。如图7至图10所示，垫块6上则开设有一个与所述第一螺栓孔11相对应的第三螺栓孔13。由于本实施例中的空心球2上共连接了三个构件1，因此空心球2上开设有三个第二螺栓孔12。连接螺栓4依次穿过相对应的第一螺栓孔11、第二螺栓孔12和第三螺栓孔13，从而将构件1连接在网格结构连接节点上。
作为本实施例的一种优选方案，在将构件1连接至空心球2上时，为了方便连接螺栓4的送入，如图1和图2所示，构件1的一端的外壁上开设有安装孔7。如图2所示，在安装时，将连接螺栓4通过安装孔7送入到构件1的空腔内，将螺栓依次穿过端板3上的第一螺栓孔11、空心球2上的第二螺栓孔12和垫块6上的第三螺栓孔13，通过空心球2的孔洞送入螺母5，将螺母5旋紧在连接螺栓4的端部。采用相同的方式可以将多个构件1分别连接在空心球2上，如图1所示，一个空心球2共连接了三个构件1。
本实施例中的连接螺栓4选用高强度连接螺栓，以保证连接强度。本实施例中的空心球可以选用焊接空心球或铸钢空心球。
实施例二
如图11至图22所示，本实施例与实施例一的区别在于构件1是通过两根连接螺栓4连接到空心球2上的。本实施例中，构件1的横截面的形状为圆形，因此，端板3与构件1相连接的一端的端面也为圆形，与空心球2相贴合的一端仍为内凹球面9。构件1通过两根连接螺栓4连接至空心球2上。相应地，端板3上开设有两个第一螺栓孔11、空心球2上开设有两个第二螺栓孔12以及垫块6上开设有两个第三螺栓孔13，并且第一螺栓孔11、第二螺栓孔12和第三螺栓孔13的位置相对应。
实施例三
如图23至图30所示，本实例与实施例二的区别仅在于构件1是通过两排两列连接螺栓4连接到空心球2上的。其他结构与实施例二相同。
当然，每个构件1也可以通过一排或三排以上的连接螺栓4与空心球2连接。并且每排连接螺栓4的数量不限，可以包括两个或三个甚至更多。
如图31和32所示，构件1为空心结构，且其横截面为矩形（或为圆形）。为了方便将连接螺栓4送入到端板3处，实现端板3与空心球2的连接，构件1的两端的外壁上分别开设有安装孔7。
下面对本发明加工及安装过程进行说明：
1）根据与本发明的网格结构连接节点相连接的空间网格结构的构件1的规格与结构受力，确定构件1的碗状的端板3的规格与高强度连接螺栓4的规格。
2）根据碗状的端板3的规格与空间网格结构的构件1的结构受力情况，确定空心球2的规格与球面的垫块6的规格。
3）根据上述1）和2）两个步骤中所选定的连接节点的零件规格，在工厂加工空间网格结构的构件1，在构件1的两端开安装孔7，并焊接碗状的端板3；在工厂加工空心球2，并在与构件1连接的位置钻第二螺栓孔12。
4）在施工现场将空心球2定位，吊装空间网格结构的构件1，将高强度的连接螺栓4从构件1端部的安装孔7安装入碗状的端板3的第一螺栓孔11中。高强度的连接螺栓4穿过空心球2与球面的垫块6。从空心球2顶面开洞处将高强度的螺母5安装到高强度的连接螺栓4端部，并用扭矩扳手安装就位。
以上安装过程，各零件均在工厂进行加工，施工现场全部为装配式安装，因此零件加工精度高，施工速度快，有效降低了施工难度，保证了安装精度，节约了大量人力物力，可以取得较好的社会效益与经济效益。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种网格结构连接节点，用于多个构件之间的连接，所述网格结构连接节点包括空心球、端板和连接螺栓，所述空心球上开设有施工时安装所述连接螺栓的孔洞；所述端板的一端为与所述空心球的球面相贴合的内凹球面，所述端板的另一端与所述构件的一端相连接；所述连接螺栓依次穿过所述端板和空心球将所述构件连接在所述空心球上。
2.根据权利要求1所述的网格结构连接节点，其特征在于，贴合有所述端板的所述空心球的内壁上设置有垫块，所述垫块与所述空心球的内壁相贴合的一面为外凸球面。
3.根据权利要求1或2所述的网格结构连接节点，其特征在于，所述空心球为焊接空心球或铸钢空心球。
4.根据权利要求1所述的网格结构连接节点，其特征在于，所述端板与所述构件的一端焊接在一起。
5.根据权利要求4所述的网格结构连接节点，其特征在于，所述构件为中空结构，所述端板的另一端内缩形成用于插入到所述构件的一端内的插入部，所述插入部与所述构件焊接在一起。
6.根据权利要求1所述的网格结构连接节点，其特征在于，每个所述构件通过一根连接螺栓与所述空心球连接，所述连接螺栓穿设于所述端板的中部。
7.根据权利要求1所述的网格结构连接节点，其特征在于，每个所述构件通过至少一排所述连接螺栓与所述空心球连接。
8.根据权利要求7所述的网格结构连接节点，其特征在于，每排所述连接螺栓包括有两个或三个连接螺栓。
9.根据权利要求1所述的网格结构连接节点，其特征在于，所述构件为空心结构，且其横截面为圆形或矩形。
10.根据权利要求9所述的网格结构连接节点，其特征在于，所述构件的两端部的外壁上开设有便于送入所述连接螺栓的安装孔。
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