CN110005058A - 桁架连接节点、桁架结构及屋盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构技术领域，提供了桁架连接节点、桁架结构及屋盖，桁架连接节点包括结构柱和插板，插板贯穿于结构柱，插板包括内置部和外伸部，外伸部上设置有连接梁，连接梁上设置有插接部，连接梁通过插接部与外伸部对接，通过插板和连接梁与结构柱的焊缝实现连接梁与结构柱之间力的传递，传力直接，承载力大，强度高，解决了因相贯节点强度不足需加大连接处管壁的管径或者壁厚，甚至改用铸钢节点等造成的造价增加、制作麻烦等问题，同时相比常规的相贯焊接的方案，可降低焊接难度，便于现场施工。具有该桁架连接节点的桁架结构及具有该桁架结构的屋盖也具有上述有益效果。

Description

桁架连接节点、桁架结构及屋盖

技术领域

本发明涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种桁架连接节点、桁架结构及屋盖。

背景技术

在屋盖钢结构中，桁架连接节点是受力和承载的重要结构，节点的连接可靠性是保证钢结构稳定性的重要措施，通常采用相贯焊接的方式安装上下弦杆，但对于跨度较大的弦杆，其相贯节点处的强度难以满足要求。这种情况下，为提高该处的承载力，一般采用加大连接处管壁的管径或者壁厚的方式，有时则需要采用铸钢节点作为代替。前者造成了断面接口的增大，相接位置应力集中，使得焊接难度大、施工时间长；后者成本较高、生产周期长，从而造成工程造价的增加。

发明内容

本发明旨在提供一种强度高、便于施工的桁架连接节点，并提供了一种具有该桁架连接节点的桁架结构，以及具有该桁架结构的屋盖。

本发明实施例的一方面，提供了一种桁架连接节点，包括结构柱和插板，所述插板贯穿于所述结构柱，所述插板包括内置部和外伸部，所述内置部位于所述结构柱内部，所述外伸部自所述结构柱的外壁表面伸出；所述外伸部上设置有连接梁，所述连接梁上设置有插接部，所述连接梁通过所述插接部与所述外伸部对接，所述插接部的边沿与所述外伸部的接合处固接，所述连接梁的端部与所述结构柱的外表面固接。

作为上述技术方案的改进，所述内置部的边沿贴靠于所述结构柱的内壁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内置部和所述外伸部为一体结构，所述插板沿所述内置部上一竖直轴线折弯。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外伸部包括第一外伸部和第二外伸部，所述第一外伸部和所述第二外伸部分别位于所述内置部的两侧，所述第一外伸部包括一对相互平行的侧边沿和连接所述侧边沿的外边沿，所述侧边沿与所述竖直轴线呈设定夹角α，α为锐角。

作为上述技术方案的进一步改进，所述结构柱包括主柱体和连接于所述主柱体外侧的牛腿梁，所述插板贯穿于所述牛腿梁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述牛腿梁为箱形结构，所述牛腿梁的两侧梁腹板上分别开设有用于所述外伸部穿过的插板开孔，所述插板的所述外伸部分别从所述插板开孔伸出所述牛腿梁的外部表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述牛腿梁的内部位于所述插板的两侧分别设置有内隔板，各所述内隔板的两侧边沿分别与所述牛腿梁的梁腹板内壁固接。

作为上述技术方案的进一步改进，各所述内隔板的两侧边沿分别与所述连接梁位于所述插板的两侧边沿位置对应。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主柱体内部设置有竖向加劲板，所述竖向加劲板一侧边沿对应所述所述牛腿梁与所述主柱体外侧的连接处，并与所述主柱体的内壁固接。

本发明实施例的另一方面，提供了一种桁架结构，包括第一上弦杆、第二上弦杆和上述的桁架连接节点，所述第一上弦杆和所述第二上弦杆的端面分别与所述连接梁的端面固接。

本发明实施例的另一方面，还提供一种屋盖，包括上述的桁架结构。

上述技术方案至少具有如下优点或有益效果：

桁架连接节点包括结构柱和插板，插板贯穿于结构柱，插板包括内置部和外伸部，内置部位于结构柱内部，外伸部自结构柱的外壁表面伸出；外伸部上设置有连接梁，连接梁上设置有插接部，连接梁通过插接部与外伸部对接，插接部的边沿与外伸部的接合处固接，连接梁的端部与结构柱的外表面固接，通过插板和连接梁与结构柱的焊缝实现连接梁与结构柱之间力的传递，传力直接，承载力大，强度高，解决了因相贯节点强度不足需加大连接处管壁的管径或者壁厚，甚至改用铸钢节点等造成的造价增加、制作麻烦等问题，同时相比常规的相贯焊接的方案，可降低焊接难度，便于现场施工。具有该桁架连接节点的桁架结构及具有该桁架结构的屋盖也具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明：

图1为桁架连接节点一个实施例的结构示意图；

图2为图1中的1a-1a断面示意图；

图3为图1中的1b-1b断面示意图；

图4为图1中的1c-1c断面示意图；

图5为一个实施例插板处的局部断面示意图；

图6为插板的一个实施例的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中所涉及的上、下、左、右等方位描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

图1为桁架连接节点一个实施例的结构示意图；图2为图1中的1a-1a断面示意图；图3为图1中的1b-1b断面示意图；图4为图1中的1c-1c断面示意图，同时参考图1至4，本发明一个实施例提供的桁架结构，包括若干弦杆和桁架连接节点200，弦杆的端部均连接于桁架连接节点200上。当然，该桁架连接节点200也可以用于连接悬挑梁等构件。

桁架连接节点200，包括结构柱220和插板240，插板240贯穿于结构柱220，插板240包括内置部242和外伸部244，内置部242位于结构柱220内部，外伸部244自结构柱220的外壁表面伸出；外伸部244上设置有连接梁260，连接梁260上均设置有插接部262，具体为开设在连接梁上的用于插接插板240的插槽，该插槽可为0.5～1倍直径长度的槽(例如插槽可为0.5倍、0.6倍、0.7倍、0.8倍、0.9倍或1倍直径长度)，连接梁260通过该插接部262与外伸部244对接，插接部262的边沿与外伸部244的接合处固接(可采用焊接的方式进行固接)，连接梁260的端部与结构柱220的外表面固接(可采用焊接的方式进行固接)，通过插板240和连接梁260与结构柱220的焊缝实现连接梁260与结构柱220之间力的传递，传力直接，承载力大，避免了因相贯节点强度不足需加大连接处管壁的管径或者壁厚，甚至改用铸钢节点等造成的造价增加、制作麻烦等问题，同时相比常规的相贯焊接的方案，可降低焊接难度；现场只需将桁架弦杆与该连接梁260对接并焊接其对接焊缝即可，大大降低了现场施工难度，减少施工时间并且可以更好的保证焊接质量。

参考图5，为便于观察插板240边沿，图中已将插板240填充点划线斜线，插板240的内置部242的边沿贴靠于结构柱220的内壁，实现插板240和结构柱220的力的传递，有助于增强桁架连接节点处的强度。

参考图4及图6，插板240的内置部242和外伸部244可设置为为一体结构，加工时整版下料，可提高插板240于结构柱220连接的可靠性，插板240沿内置部242上一竖直轴线折弯，形成异形折弯板，可适应具有设定横向角度的弦杆安装，具体的折弯角度根据弦杆所需的横向角度进行设置。具体实施时，插板240可从结构柱220两侧外壁表面伸出，从而在结构柱220两侧形成外伸部，其外伸部244包括第一外伸部2442和第二外伸部2444，第一外伸部2442和第二外伸部2444分别位于内置部242的两侧，第一外伸部2442包括一对相互平行的侧边沿和连接侧边沿的外边沿，侧边沿与竖直轴线呈设定夹角α，α为锐角，使得插板240安装完成后，第一外伸部2442的中线相对于竖直方向向上倾斜，第一外伸部2442和第二外伸部2444上分别组装连接梁260、260’，从而第一外伸部2442组装连接梁260后形成的桁架连接节点200可用于倒三角桁架上弦杆的安装，只需将上弦杆与第一外伸部2442上倾斜的连接梁260对接，再焊接对接焊缝即可。对于倒三角桁架结构，如果上弦杆采用直接焊接的方式，其断面接口将会非常大，使得焊接难度大，不利于现场施工，造成工程造价上的增加，并且相接位置应力集中、节点强度减弱，从而难以达到标准要求。而本发明上述实施例的桁架连接节点200，适用于倒三角桁架结构的连接，解决了采用直接焊接的方式导致的断面接口过大、焊接难度大、相接位置应力集中、节点强度减弱等问题。第二外伸部2444可沿水平方向伸出，第二外伸部2444组装相应的连接梁260’之后，可用于连接水平延伸的弦杆。

桁架连接节点200处，连接梁260、260’的预留长度D大于插板240外伸部244的长度d，可设置为D≥200+0.5～1.0d。

同时参考图2至4，结构柱220包括主柱体222和连接于主柱体222两边外侧的牛腿梁224，牛腿梁224用于衔接弦杆，并传递来自弦杆的荷载，插板240贯穿于牛腿梁224，从而可适用于间距大于主柱体222的两个弦杆的安装，牛腿梁224可设置为箱形结构，牛腿梁224的两侧梁腹板2244上分别开设有用于外伸部244穿过的插板开孔2242，插板240的外伸部244分别从插板开孔2242伸出牛腿梁224的外部表面，插板240与插板开孔2242可进行焊接固定。插板240的内置部242的边沿贴靠于牛腿梁224的内壁，实现插板240和牛腿梁224的力的传递，有助于增强桁架连接节点处的强度。施工时，可先组装牛腿梁224的一侧梁腹板2244及上下箱板，将插板240安装固定，再封闭另一侧梁腹板2244并将插板240与该侧梁腹板2244进行焊接固定。

牛腿梁224的内部位于插板240的两侧分别可分别设置内隔板2246，各内隔板2246的两侧边沿分别与牛腿梁224的梁腹板2244内壁固接，内隔板2246的厚度可设置为与相应位置连接梁260、260’壁厚较大者等厚。内隔板2246可用于承载来自弦杆的压力，从而加强牛腿梁224两侧腹板的强度。

各内隔板2246的两侧边沿分别与连接梁260、260’位于插板240的两侧边沿位置对应，如图4，本实施方式中，横架结构上弦杆为管状结构，牛腿梁224左侧连接的弦杆为主桁架上弦杆，右侧连接的弦杆为桁架上弦杆(或者悬挑梁上弦杆或悬挑梁等)，该左侧连接的弦杆的管径大于右侧弦杆的管径，用于不同的承重连接，从而两侧设置相应管径的连接梁260、连接梁260’，以便与相应的上弦杆连接，而该内隔板2246的两侧分别对应两侧连接梁260、260’与牛腿梁224的连接处，从而在图4所示的视图方向，内隔板2246为倾斜设置，可加强连接梁260与牛腿梁224的连接处的承载能力。具体实施时，可根据所连接弦杆的尺寸不同，设置内隔板2246为其他的布置结构，例如将内隔板2246设置为相互平行设置或垂直于牛腿梁224两侧梁腹板2244的结构，均可达到增强载荷的目的。

主柱体222内部设置有竖向加劲板226，可增强主柱体222与牛腿梁224连接处的抗拉、抗压、抗扭力性能，如图4，竖向加劲板226一侧边沿对应牛腿梁224与主柱体222外侧的连接处，并与主柱体222的内壁固接。本实施方式中，主柱体222两侧对称连接有箱形牛腿梁224，主柱体222内部牛腿梁224的两侧梁腹板2244与主柱体222的连接处，分别对应设置竖向加劲板226，四个竖向加劲板226相互平行，并分别与主柱体222内侧壁焊接固定，从而分别针对牛腿梁224的腹板位置增强承载力。加劲板226可设置为与梁腹板2244厚度相等。

主柱体222端部开设有浇灌口2221和透气孔2223，施工时可通过该浇灌口2221进行混凝材料浇灌，透气孔2223可保证空气流通，便于浇灌时将主柱体222内部的气体排出，保证浇灌顺畅，以防形成气孔空隙。

本发明的实施例中，牛腿梁224还设置有端部加腋2248(图2、3)，可加强牛腿梁224与主柱体222连接处底部的强度，以提高抗弯和抗剪能力。

参考图1至4，并结合上述实施例，本发明实施例还提高一种桁架结构，其包括第一上弦杆100、第二上弦杆300和上述的桁架连接节点200，第一上弦杆100和第二上弦杆300的端面分别与桁架连接节点200结构柱220两端连接梁260的端面固接。桁架连接节点200为预制件，可在施工现场直接将第一上弦杆100和第二上弦杆300分别焊接至连接梁260上，从而可减小施工难度、减短施工周期，从而降低工程造价，设有插板240的该桁架连接节点200构造外形简洁、传力直接、传力路径清晰明确，施工便捷，节点强度高，可降低工程造价，缩短工期，避免了因相贯节点强度不足，甚至改用铸钢节点等造成的造价增加、制作麻烦等问题。

桁架连接节点处还可设置用于连接桁架下弦杆(或悬挑梁等)400、400’的下弦杆连接梁280、280’，在施工时可直接对接下弦杆、悬挑梁的断口焊接固定，该处的下弦杆连接梁280、280’可采用相贯焊接的方式设置，对应下弦杆400、400’与主柱体220的连接处，在主柱体220内部还可设置内隔板282，从而增强该处的连接强度。

桁架连接节点处还可设置用于固定悬挑桁架腹杆500、500’的腹杆连接梁290、290’，在施工时可直接对接主桁架上腹杆500、悬挑桁架腹杆600、桁架腹杆700、断口焊接固定，该处腹杆连接梁290、290’可采用相贯焊接的方式设置。

本发明实施例还提供了一种屋盖，其包括上述的桁架结构，上述桁架连接节点200可增加钢柱与桁架连接可靠度，降低原方案相贯焊的焊接难度，提高了此节点区域的节点强度，通过此桁架连接节点预留牛腿梁上的连接梁260、260’，现场只需焊接桁架弦杆圆管的对接焊缝，大大降低了施工难度，减少了施工时间并且可以更好的保证焊接质量。降低了工程造价，缩短了工期，避免了因相贯节点强度不足，甚至改用铸钢节点等造成的造价增加、制作麻烦等问题。

上述仅为本发明的较佳实施例，但本发明并不限制于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出多种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (11)

1.桁架连接节点，其特征在于：包括结构柱和插板，所述插板贯穿于所述结构柱，所述插板包括内置部和外伸部，所述内置部位于所述结构柱内部，所述外伸部自所述结构柱的外壁表面伸出；所述外伸部上设置有连接梁，所述连接梁上设置有插接部，所述连接梁通过所述插接部与所述外伸部对接，所述插接部的边沿与所述外伸部的接合处固接，所述连接梁的端部与所述结构柱的外表面固接。

2.根据权利要求1所述的桁架连接节点，其特征在于：所述内置部的边沿贴靠于所述结构柱的内壁。

3.根据权利要求2所述的桁架连接节点，其特征在于：所述内置部和所述外伸部为一体结构，所述插板沿所述内置部上一竖直轴线折弯。

4.根据权利要求3所述的桁架连接节点，其特征在于：所述外伸部包括第一外伸部和第二外伸部，所述第一外伸部和所述第二外伸部分别位于所述内置部的两侧，所述第一外伸部包括一对相互平行的侧边沿和连接所述侧边沿的外边沿，所述侧边沿与所述竖直轴线呈设定夹角α，α为锐角。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的桁架连接节点，其特征在于：所述结构柱包括主柱体和连接于所述主柱体外侧的牛腿梁，所述插板贯穿于所述牛腿梁。

6.根据权利要求5所述的桁架连接节点，其特征在于：所述牛腿梁为箱形结构，所述牛腿梁的两侧梁腹板上分别开设有用于所述外伸部穿过的插板开孔，所述插板的所述外伸部分别从所述插板开孔伸出所述牛腿梁的外部表面。

7.根据权利要求6所述的桁架连接节点，其特征在于：所述牛腿梁的内部位于所述插板的两侧分别设置有内隔板，各所述内隔板的两侧边沿分别与所述牛腿梁的梁腹板内壁固接。

8.根据权利要求7所述的桁架连接节点，其特征在于：各所述内隔板的两侧边沿分别与所述连接梁位于所述插板的两侧边沿位置对应。

9.根据权利要求5所述的桁架连接节点，其特征在于：所述主柱体内部设置有竖向加劲板，所述竖向加劲板一侧边沿对应所述所述牛腿梁与所述主柱体外侧的连接处，并与所述主柱体的内壁固接。

10.桁架结构，其特征在于：包括第一上弦杆、第二上弦杆和权利要求1至9中任一项所述的桁架连接节点，所述第一上弦杆和所述第二上弦杆的端面分别与所述连接梁的端面固接。

11.屋盖，其特征在于：包括权利要求10所述的桁架结构。