CN104234207A - 可调式铝合金空间结构双向板肋节点 - Google Patents

可调式铝合金空间结构双向板肋节点 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可调式铝合金空间结构双向板肋节点，用于连接多个H型铝合金杆件，包括上铝合金盖板、下铝合金盖板、上插槽板、下插槽板、核心圆棒、上定位螺帽、下定位螺帽；下插槽板和上插槽板均包括由多块扇形板拼成的水平圆盘，在每块扇形板的两侧分别固定有径向肋板，相邻的径向肋板之间留有用于容纳H型铝合金杆件腹板的缝隙；H型铝合金杆件按既定位置插入由相邻的径向肋板形成的缝隙，根据H型铝合金杆件的杆件高度，通过上定位螺帽和下定位螺帽，调节两个插槽板之间的间距。本发明能够在性能可靠和方便可调的前提下，有效提高节点的刚度和承载力。

Description

可调式铝合金空间结构双向板肋节点
技术领域
本发明涉及一种空间结构节点，特别是涉及一种铝合金空间结构双向板肋节点。
背景技术
网壳结构因其可以跨越较大距离、受力合理，同时也可根据具体情况，满足外观及设备工艺等多方面要求，自第二次世界大战后开始在各地广泛应用。随着社会的发展，人们逐渐意识到铝合金防腐性能好、自重轻、无磁、低温韧性好等特点，它逐渐在大跨度空间结构设计中获得设计师的青睐。
在空间网格结构中，节点设计无疑是最关键核心的重点。当一个结构受到荷载作用时，需要通过节点完成内力的传递，而每个节点汇交多个杆件，每个杆件的内力和位置均有差异，节点处的受力情况十分复杂的，因此节点优劣将直接关系结构的安全和质量。
目前，铝合金空间网格结构主要采用毂式节点、圆盖板节点、螺栓球节点三种形式，三者均存在一定的不足：
1)毂式节点是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，网壳结构的稳定性不易保证；
2)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好，但其平面内刚度相比于平面外刚度小很多，腹板处容易出现局部屈曲的情况；
3)螺栓球节点的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。
发明内容
本发明为解决现有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可调式铝合金空间结构双向板肋节点，此节点的螺栓连接均为双剪面螺栓连接，将节点处的抗弯刚度提高，同时插槽板增强了节点的侧向刚度，并便于杆件精确定位。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：
一种可调式铝合金空间结构双向板肋节点，用于连接多个H型铝合金杆件(9)，其特征在于，包括上铝合金盖板(1)、下铝合金盖板(2)、上插槽板(3)、下插槽板(4)、核心圆棒(5)、上定位螺帽(6)、下定位螺帽(7)和虎克螺栓(8)，上铝合金盖板(1)、下铝合金盖板(2)、上插槽板(3)和下插槽板(4)的中心均设有容纳核心圆棒(5)穿过的通孔；
核心圆棒(5)表面设有与上定位螺帽(6)和下定位螺帽(7)相匹配的螺纹；H型铝合金杆件(9)上翼缘、上盖板(1)和上插槽板(3)的螺栓孔之间相对应；H型铝合金杆件(9)下翼缘、下盖板(2)和下插槽板(4)的螺栓孔之间相对应；
下插槽板(4)和上插槽板(3)均包括由多块扇形板(10)拼成的水平圆盘，在每块扇形板(10)的两侧分别固定有径向肋板(11)，相邻的径向肋板(11)之间留有用于容纳H型铝合金杆件(9)腹板的缝隙；
H型铝合金杆件(9)按既定位置插入由相邻的径向肋板形成的缝隙后，H型铝合金杆件(9)的上下翼缘分别通过虎克螺栓(8)与上铝合金盖板(1)、下铝合金盖板(2)、上插槽板(3)及下插槽板(4)连接在一起，根据H型铝合金杆件(9)的杆件高度，通过上定位螺帽(6)和下定位螺帽(7)，调节两个插槽板之间的间距，形成可调式铝合金空间结构双向板肋节点。
其中，在每块扇形板(10)弧形外围的两侧最好分别固定有与径向肋板(12)相接的环向肋板(12)。
本发明具有的优点和积极效果是：在现有盖板节点基础上增设核心圆棒、插槽板和定位螺帽，增加了节点的抗弯刚度和抗剪刚度，防止腹板的局部屈曲，并且有利于施工安装的定位。该节点受力清晰，能够提高铝合金网格节点承载力，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的分解图；
图3为插槽板结构示意图。
图中：1、上铝合金盖板，2、下铝合金盖板，3、上插槽板，4、下插槽板，5、核心圆棒，6、上定位螺帽，7、下定位螺帽，8、虎克螺栓，9、H型铝合金杆件，10、扇形板，11、径向肋板，12、环向肋板。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的专利内容、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3，本发明的可调式铝合金空间结构双向板肋节点，包括上铝合金盖板1、下铝合金盖板2、上插槽板3、下插槽板4、核心圆棒5、上定位螺帽6、下定位螺帽7、虎克螺栓8以及H型铝合金杆件9。本发明中，上盖板1和下盖板2的结构相同，上插槽板3和下插槽板4的结构相同。
可调式铝合金空间结构双向板肋节点中在核心圆棒5上车螺纹，与上定位螺帽6和下定位螺帽7相匹配。并且H型铝合金杆件9上翼缘、上盖板1和上插槽板3的螺栓孔必须对应；H型铝合金杆件9下翼缘、下盖板2和下插槽板4的螺栓孔必须对应。
以下插槽板为例，插槽板包括由多块扇形板10拼成的水平圆盘、径向肋板11和环向肋板12。插槽板可以由多个铝合金板焊接形成。
本发明在施工过程中，可以在工厂预先加工，根据设计要求确定上定位螺帽6和下定位螺帽7在核心圆棒上5的位置，之后在按顺序将上铝合金盖板1、下铝合金盖板2、上插槽板3、下插槽板4、上定位螺帽6和下定位螺帽7分别穿过核心圆棒5。最后在施工现场，H型铝合金杆件9按既定位置插入插槽板肋板形成的槽中，H型铝合金杆件9的上下翼缘通过虎克螺栓8与上铝合金盖板1、下铝合金盖板2、上插槽板3及下插槽板4连接。加设的插槽板将有效增强节点的平面内与平面外抗弯刚度，提高安装精度，有利于结构在节点处的受力，增强结构的性能。
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 (2)

1.一种可调式铝合金空间结构双向板肋节点，用于连接多个H型铝合金杆件(9)，其特征在于，包括上铝合金盖板(1)、下铝合金盖板(2)、上插槽板(3)、下插槽板(4)、核心圆棒(5)、上定位螺帽(6)、下定位螺帽(7)和虎克螺栓(8)，上铝合金盖板(1)、下铝合金盖板(2)、上插槽板(3)和下插槽板(4)的中心均设有容纳核心圆棒(5)穿过的通孔；
核心圆棒(5)表面设有与上定位螺帽(6)和下定位螺帽(7)相匹配的螺纹；H型铝合金杆件(9)上翼缘、上盖板(1)和上插槽板(3)的螺栓孔之间相对应；H型铝合金杆件(9)下翼缘、下盖板(2)和下插槽板(4)的螺栓孔之间相对应；
下插槽板(4)和上插槽板(3)均包括由多块扇形板(10)拼成的水平圆盘，在每块扇形板(10)的两侧分别固定有径向肋板(11)，相邻的径向肋板(11)之间留有用于容纳H型铝合金杆件(9)腹板的缝隙；
H型铝合金杆件(9)按既定位置插入由相邻的径向肋板形成的缝隙后，H型铝合金杆件(9)的上下翼缘分别通过虎克螺栓(8)与上铝合金盖板(1)、下铝合金盖板(2)、上插槽板(3)及下插槽板(4)连接在一起，根据H型铝合金杆件(9)的杆件高度，通过上定位螺帽(6)和下定位螺帽(7)，调节两个插槽板之间的间距，形成可调式铝合金空间结构双向板肋节点。
2.根据权利要求1所述的可调式铝合金空间结构双向板肋节点，其特征在于，在每块扇形板(10)弧形外围的两侧分别固定有与径向肋板(12)相接的环向肋板(12)。
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