CN106013439A - 一种翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板和工字型铝合金杆件，该节点还包括中心圆管，所述中心圆管设置在上下两块所述圆盘盖板之间，所述工字型铝合金杆件在靠近所述中心圆管的端部设有腹板凸出部，所述腹板凸出部与所述中心圆管通过焊缝连接，所述工字型铝合金杆件的翼缘板与所述圆盘盖板采用高强螺栓连接。本发明能够增强现有圆盘盖板节点的抗剪强度，提升其抗剪性能，以保证其满足工程设计关于“强节点，弱构件”的要求，保证工程结构的稳定性与安全性。

Description

一种翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点
技术领域
本发明涉及一种铝合金空间结构的节点，特别是一种连接杆件翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点。
背景技术
铝合金材料属于一种新型建筑材料，具有自重轻、比强度高、美观、耐腐蚀性能好、可以挤压成型等优点，最初在航空航天领域被广泛应用，随后该种材料被引入到了土木工程领域，亦被广泛推广。铝合金与钢材相比，密度仅为钢材的1/3，轻盈的结构体系有利于抗震设计，同时自重的降低减小了下部支座的负担，这一优势在大跨度空间结构中更为明显,尤其是在大跨度空间结构快速发展的今天，铝合金正体现出它的优越性，有着广阔的发展前景。
国内对于铝合金的研究起步较晚，国外的研究始于50年代，目前的研究成果相对成熟。近年来，我国对铝合金的研究步伐正在加快，研究内容也越来越深入广泛，国内已经建成了10余座大型铝合金空间结构。如今，铝合金结构已经成为仅次于钢结构的重要金属建筑结构形式。
对于空间结构来说，结构是否稳定、施工安装是否方便、造价高低是否符合要求都与节点存在密切联系。目前，在铝合金空间结构中应用最为广泛的节点为铝合金圆盘盖板节点(又称TEMCOR节点)，这种节点在上下翼缘处分别放置一个盖板，相连杆件在上下翼缘处各通过8颗不锈钢紧固螺栓与盖板连接，大多数的节点上连接六根不锈钢工字型截面杆件，从而形成空间结构。
但圆盘盖板节点存在不足之处，由于螺栓孔的存在，无论是杆件还是盖板都在在螺栓孔的边缘存在应力集中现象，并从盖板外边缘往节点中心逐步减轻，因此在节点使用过程中结构的破坏往往发生在应力集中最大的位置，即盖板外边缘处发生，削弱了杆件的抗拉承载力，而且由于盖板仅通过螺栓与杆件翼缘连接，因此节点的抗剪性能很差，且由于应力集中的影响，在地震作用下，首先节点的盖板外边缘处会发生破坏，从而出现了“强构件，弱节点”的现象。这一现象则违背了工程设计的“强节点，弱构件”的要求，因此需要对圆盘盖板节点进行改进优化，保证工程结构在使用过程中的稳定和安全。
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翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点，该节点能够加强现有圆盘盖板节点的抗剪强度，提升其抗剪性能，以保证其满足工程设计的“强节点，弱构件”的要求，保证工程结构的稳定性与安全性。
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：一种翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板和工字型铝合金杆件，该节点还包括中心圆管，所述中心圆管设置在上下两块所述圆盘盖板之间，所述工字型铝合金杆件在靠近所述中心圆管的端部设有腹板凸出部，所述腹板凸出部与所述中心圆管通过焊缝连接，所述工字型铝合金杆件的翼缘板与所述圆盘盖板采用高强螺栓连接。
本发明具有的优点和积极效果是：通过采用增添中心圆管并将其与工字型铝合金杆件的腹板焊接的结构，增强了现有圆盘盖板节点的抗剪强度，提升了其抗剪性能，以保证其满足工程设计关于“强节点，弱构件”的要求，保证工程结构的稳定性与安全性。
附图说明
图1为本发明的三维示意图；
图2为本发明的三维拆分示意图之一；
图3为本发明的三维拆分示意图之二；
图4为本发明的工字型铝合金杆件和中心圆管焊接的立体示意图；
图5为本发明的工字型铝合金杆件和中心圆管焊接的俯视示意图；
图6为本发明的圆盘盖板示意图。
图中：1、圆盘盖板，2、高强螺栓，3、工字型铝合金杆件，4、中心圆管，5、焊缝。
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，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图6，一种翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板1和工字型铝合金杆件3，该节点还包括中心圆管4，所述中心圆管4设置在上下两块所述圆盘盖板1之间，所述工字型铝合金杆件3在靠近所述中心圆管4的端部设有腹板凸出部，所述腹板凸出部与所述中心圆管4通过焊缝5连接，所述工字型铝合金杆件3的翼缘板与所述圆盘盖板1采用高强螺栓连接。
为更好地说明本发明的实施方式，现举一应用实例进行说明：
上述翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点在某工程中应用，该工程为单层铝合金网壳结构，使用圆盘盖板节点连接铝合金工字型杆件3，工字型杆件3的尺寸为400*280*15*10，在节点设计中，圆盘盖板1的半径、起拱量、高强螺栓2的规格与数量及圆盘盖板1厚度为关键参数，其中圆盘盖板1半径需满足交汇杆件互不干涉的要求，圆盘盖板1起拱量取决于相应杆件与节点切平面的夹角。根据节点受力大小确定焊脚尺寸和上下圆盘盖板1的半径和厚度以及使用的高强螺栓2的个数和种类。节点中其他构件尺寸按照相关构造要求确定。
工字型铝合金杆件3采用工厂加工施工现场拼装的方案，每一单元调整到位后，使用气动铆钉枪将高强螺栓固紧，将工字型铝合金杆件3与圆盘盖板1进行固定，同时将工字型铝合金杆件3的腹板和中心圆管4焊接在一起，直至单层网壳结构合拢完成为止。该节点在施工过程中应注意，工字型铝合金杆件3、圆盘盖板1的表面应清洁，不允许有裂纹、起皮、腐蚀和气泡存在。材料应采取单独存放，与其他不同材质的材料应有隔离措施。工字型铝合金杆件3和圆盘盖板1在加工制作时，在保证外形几何尺寸及外观质量不被破坏的前提下，可采取有效措施予以冷矫正，冷矫正后构件表面不应有明显凹陷及划痕损伤。
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的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种翼缘栓接腹板焊接型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板和工字型铝合金杆件，其特征在于，该节点还包括中心圆管，所述中心圆管设置在上下两块所述圆盘盖板之间，所述工字型铝合金杆件在靠近所述中心圆管的端部设有腹板凸出部，所述腹板凸出部与所述中心圆管通过焊缝连接，所述工字型铝合金杆件的翼缘板与所述圆盘盖板采用高强螺栓连接。
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