CN107090917A - 一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，用于连接需要装配的杆件，包括厚壁铝管、封板和套筒，所述厚壁铝管的外壁切削设置有连接面，所述连接面上设有连接孔，所述连接孔通过高强螺栓与所述封板相连，所述封板通过连接螺栓与杆件相连，所述套筒设置于厚壁铝管与封板之间的高强螺栓上，所述高强螺栓上设有滑槽，所述套筒上设有与所述滑槽相配合的销钉。本发明节点能够实现铝合金空间结构的装配化施工，有效避免了焊接热影响对铝合金结构强度的削弱，能够节省工期、降低施工难度，同时有效保证了节点的刚度和承载力，有益于铝合金空间结构的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程中的空间节点结构，更具体的说，是涉及一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点。
背景技术
目前铝合金空间结构中的节点形式主要包括Temcor节点、螺栓球节点、嵌入式毂节点、铸铝节点等机械连接节点。在上述节点体系中,Temcor节点只适用于H型截面构件连接,无法应用于其它形式截面,同时节点域腹板间断,仅依靠上下盖板传递内力；铝合金螺栓球节点主要针对圆形截面杆件的连接,但其刚度特性接近铰接,不宜用于单层网壳；铸铝节点用于连接矩形截面杆件,具有良好的平面外刚度,但是铸铝延性差、造价高,制约了其工程应用；嵌入式节点则存在平面内刚度较弱等问题。同时，铝合金结构与钢结构有很大不同，通常不采用焊接连接。一方面焊接现场操作不便，施工速度慢，对焊工水平要求高；二是铝材的焊接对焊接材料与焊接工艺有特定的要求,成本较高；另外,焊接将在一定程度上降低铝合金的材料特性,其热影响区内铝材强度需按照《铝合金结构设计规范》的相关规定进行折减。因此，目前仍需发展拥有良好的传力机制和可靠性、加工制作方便、造价低、便于大规模生产加工的新型铝合金节点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，该节点能够实现铝合金空间结构的装配化施工，有效避免了焊接热影响对铝合金结构强度的削弱，能够节省工期、降低施工难度，同时有效保证了节点的刚度和承载力，有益于铝合金空间结构的推广应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，用于连接需要装配的杆件，包括厚壁铝管、封板和套筒，所述厚壁铝管的外壁切削设置有连接面，所述连接面上设有连接孔，所述连接孔通过高强螺栓与所述封板相连，所述封板通过连接螺栓与杆件相连，所述套筒设置于厚壁铝管与封板之间的高强螺栓上，所述高强螺栓上设有滑槽，所述套筒上设有与所述滑槽相配合的销钉。
每个厚壁铝管上设有4-8个连接面，每个连接面上设有至少两个连接孔。
所述连接面的宽度大于套筒的外径。
所述连接孔的中心轴线与厚壁铝管的中心轴线相交。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
杆件受轴向压力作用时，轴力由封板、套筒传递至厚壁铝管；杆件受轴向拉力作用时，轴力由封板、高强螺栓传递至厚壁铝管；当节点受到弯矩作用时，受拉区高强螺栓和厚壁铝管受拉，受压区套筒和厚壁铝管受压。节点承载力由高强螺栓、套筒及厚壁铝管的承载力共同决定。节点采用装配式设计，包括了前期在加工厂的拼装以及后期在工程现场的安装，具有良好的传力机制和可靠性，能够大大缩短工期且可重复拆装，同时能够防止焊接对节点带来的不利影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的爆炸结构示意图。
图3是封板与杆件的连接状态示意图。
图4是高强螺栓的结构示意图。
图5是套筒的结构示意图。
图6是杆件一端的结构示意图。
附图标记：1-厚壁铝管，2-连接孔，3-封板，4-杆件，5-高强螺栓，6-套筒，7-销钉，8-连接螺栓，9-滑槽
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1至图6所示，一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，用于连接需要装配的杆件4，包括厚壁铝管1、封板3和套筒6，厚壁铝管1的外壁切削设置有连接面，本实施例中的厚壁铝管1上设有六个连接面，每个连接面上设有两个连接孔2，连接孔2通过高强螺栓5与封板3相连，封板3通过连接螺栓8与杆件4相连，套筒6设置于厚壁铝管1与封板3之间的高强螺栓5上，高强螺栓5上设有滑槽9，套筒6上设有与滑槽9相配合的销钉7。
进一步的，本实施例中厚壁铝管1选取厚壁铝合金管采用切割、铣平、钻孔、攻丝等工艺制作，厚壁铝管外侧铣平面应与连接孔垂直，且宽度不小于套筒6外径；连接孔2的深度不应小于1.3倍高强螺栓公称直径，连接孔的中心轴线与厚壁铝管的中心轴线相交，交角由杆件和厚壁铝管中心轴线的交角决定，连接同一杆件的两个连接孔相互平行，厚壁铝管1内部可设置环向肋和米字肋以增加节点刚度和承载力，避免铝合金节点在荷载作用下产生过大变形；高强螺栓需满足《铝合金结构设计规范》(GB50429-2007)和《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》(GB/T3098.1-2010)要求，且螺纹长度需保证至少能够从连接孔拧出3个螺距长度，且相互间无碰撞；套筒6材料宜采用不锈钢，符合GB/T3098.6的规定；封板3采用厚铝合金板切割和钻孔制作；杆件两端与封板采用螺栓和螺母在预留孔位处连接，并使用有垫片。螺栓型号和钻孔位置由节点受力决定。另外，杆件端板和杆件外壁之间宜采用圆弧形过渡以避免尖角所造成的应力集中现象。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，用于连接需要装配的杆件，其特征在于，包括厚壁铝管、封板和套筒，所述厚壁铝管的外壁切削设置有连接面，所述连接面上设有连接孔，所述连接孔通过高强螺栓与所述封板相连，所述封板通过连接螺栓与杆件相连，所述套筒设置于厚壁铝管与封板之间的高强螺栓上，所述高强螺栓上设有滑槽，所述套筒上设有与所述滑槽相配合的销钉。
2.根据权利要求1所述一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，其特征在于，每个厚壁铝管上设有4-8个连接面，每个连接面上设有至少两个连接孔。
3.根据权利要求1所述一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，其特征在于，所述连接面的宽度大于套筒的外径。
4.根据权利要求1所述一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点，其特征在于，所述连接孔的中心轴线与厚壁铝管的中心轴线相交。
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