CN105544739A - 一种单层网壳螺栓连接节点及施工安装方法 - Google Patents

一种单层网壳螺栓连接节点及施工安装方法 Download PDF

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Abstract

本专利公开了一种单层网壳螺栓连接节点及施工安装方法，包括节点体、锥头或封板、高强螺栓和螺母。所述节点体开有若干螺栓孔；所述锥头或封板上开有上下两个圆孔；所述高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端头依次分为大螺纹段、多边形段和小螺纹段。基于该节点构造的单层网壳的安装施工按以下步骤进行：首先在工厂加工制作节点各部件和网壳杆件；将高强螺栓穿过相应的锥头或封板圆孔，螺母拧入高强螺栓大螺纹段，将锥头或封板和钢管焊接；现场安装时转动高强螺栓的多边形段将高强螺栓小螺纹段拧入节点体的螺栓孔中，直至多边形段和节点体顶紧，然后向螺帽方向转动螺母，直至螺母和锥头或封板顶紧。本节点具有施工方便、受力合理、质量易于保证等优点。

Description

一种单层网壳螺栓连接节点及施工安装方法
技术领域
本发明专利涉及空间网格结构的连接节点，属于建筑钢结构领域。
背景技术
作为大跨空间结构的主要形式之一，单层网壳得到了广泛应用，其最为常用的节点形式为焊接球节点。然而焊接球节点网壳需要现场焊接，施工繁琐且焊缝质量不易保证，不符合建筑工业化的发展趋势。螺栓连接节点不需现场焊接，只需要拧紧螺栓进行连接，工期快且施工质量易于保证，符合建筑工业化的要求。螺栓连接节点在双层空间网格结构中得到了广泛应用，但在单层网壳中应用很少，究其原因，传统的螺栓球节点仅有单个螺栓连接杆件和螺栓球，其力学模型接近于铰接，而单层网壳应采用抗弯能力较大的节点，同时传统的螺栓球节点也存在“假拧”等影响施工质量的缺点。因此，提出一种施工方便、力学性能优良的节点将推动单层网壳的工业化发展进程。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种施工方便、受力合理、质量易于保证的单层网壳装配式节点，其在现场只需进行螺栓连接，无需焊接，符合建筑工业化的发展趋势。
本发明的技术方案如下：
一种单层网壳螺栓连接节点，包括节点体、锥头或封板、高强螺栓和螺母。所述节点体开有若干螺栓孔；所述锥头或封板上开有上下两个圆孔；所述高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端头依次分为大螺纹段、多边形段和小螺纹段；所述螺母和高强螺栓大螺纹段相配合，所述节点体的螺栓孔和相应高强螺栓的小螺纹段相配合；所述锥头或封板和节点体通过高强螺栓和螺母连接，所述锥头或封板和网壳杆件焊接。
所述高强螺栓螺杆的大螺纹段和小螺纹段的螺纹方向相反。
所述锥头和封板上圆孔直径比相应高强螺栓大螺纹段大径大0.5-2mm。
所述螺母数量对于每一个高强螺栓为一个或两个。
施工安装方法：（1）首先在工厂加工制作节点各部件和网壳杆件；（2）将高强螺栓穿过相应的锥头或封板圆孔，螺母拧入高强螺栓的大螺纹段，将锥头或封板和相应的钢管焊接；（3）现场安装时，首先转动高强螺栓的多边形段将高强螺栓的小螺纹段拧入节点体相应的螺栓孔中，直至多边形段和节点体顶紧，然后向螺帽方向转动螺母，直至螺母和锥头或封板顶紧。
本发明的有益效果：
现场施工方便且施工质量易于保证：锥头或封板在工厂和钢管焊接，现场仅需将螺栓拧入节点体，然后拧紧螺母即可，安装快捷且易于拆除重复利用；受力合理：节点在网壳平面内可假定为铰接，平面外的抗弯刚度较大，通过上下两个高强螺栓的拉压承担杆端轴力和面外弯矩，当高强螺栓受拉时，通过螺帽和锥头或封板的挤压将拉力传给螺杆，当高强螺栓受压时，通过螺母和锥头或封板的挤压将压力传给螺杆。
附图说明
图1是螺栓连接节点结构示意图（实施方式一）。
图2是安装后的螺栓连接节点剖面图（实施方式一）。
具体实施方式
实施方式一：
如图1和图2所示，一种单层网壳螺栓连接节点，包括节点体1、锥头5或封板4、高强螺栓6和螺母7。本例中节点体1整体形状为六棱台，各个棱面的角度根据节点相连杆件的空间角度确定，各棱面的螺栓孔轴线垂直于该棱面；锥头5或封板4上开有上下两个圆孔；高强螺栓6的螺杆从螺帽至另一端头依次分为大螺纹段、正六边形段和小螺纹段；螺母7和高强螺栓6大螺纹段相配合，节点体1的螺栓孔和相应高强螺栓6的小螺纹段相配合；锥头5或封板4和节点体1通过高强螺栓6和螺母7连接，锥头5和网壳杆件3焊接，封板4和网壳杆件2焊接。本实施例中，网壳杆件为矩形钢管，每个高强螺栓配一个螺母。
施工安装方法：（1）首先在工厂加工制作节点各部件和网壳杆件；（2）将高强螺栓6穿过相应的锥头5或封板4圆孔，螺母7拧入高强螺栓6的大螺纹段，将锥头5或封板4和相应的钢管焊接；（3）现场安装时，首先转动高强螺栓6的多边形段将高强螺栓6的小螺纹段拧入节点体1相应的螺栓孔中，直至多边形段和节点体1顶紧，然后向螺帽方向转动螺母7，直至螺母7和锥头5或封板4顶紧。

Claims (5)

1.一种单层网壳螺栓连接节点，包括节点体、锥头或封板、高强螺栓和螺母，其特征在于，所述节点体开有若干螺栓孔；所述锥头或封板上开有上下两个圆孔；所述高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端头依次分为大螺纹段、多边形段和小螺纹段；所述螺母和高强螺栓大螺纹段相配合，所述节点体的螺栓孔和相应高强螺栓的小螺纹段相配合；所述锥头或封板和节点体通过高强螺栓和螺母连接，所述锥头或封板和网壳杆件焊接。
2.根据权利要求1所述的一种单层网壳螺栓连接节点，其特征在于：所述高强螺栓螺杆的大螺纹段和小螺纹段的螺纹方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种单层网壳螺栓连接节点，其特征在于：所述锥头和封板上圆孔直径比相应高强螺栓大螺纹段大径大0.5-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种单层网壳螺栓连接节点，其特征在于：所述螺母数量对于每一个高强螺栓为一个或两个。
5.根据权利要求1所述的一种单层网壳螺栓连接节点，其特征在于：该类网壳的安装施工按以下步骤进行：
（1）首先在工厂加工制作节点各部件和网壳杆件；
（2）将高强螺栓穿过相应的锥头或封板圆孔，螺母拧入高强螺栓的大螺纹段，将锥头或封板和相应的钢管焊接；
（3）现场安装时，首先转动高强螺栓的多边形段将高强螺栓的小螺纹段拧入节点体相应的螺栓孔中，直至多边形段和节点体顶紧，然后向螺帽方向转动螺母，直至螺母和锥头或封板顶紧。
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