CN110462144B - 网格结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种网格结构，包括：一系列连接用环(1)或半环(2)；在所述连接用环或半环上固定有一系列定向元件(3)，所述定向元件设置有孔(4)和槽口(10)，在所述槽口中能设置环(1)或半环(2)；还包括使用连结元件(8)牢固连接的型材(A)和(B)，连结元件延伸通过型材中的孔(9)。

Description

网格结构
技术领域
本发明的目的是提供一种网格结构，使得提供任意大小的可移除的三维模块成为可能。
这种新的网格结构在工业领域和建筑中都有应用，无论何时都需要提供具有这些特征的结构。
背景技术
目前，存在具有各种技术方案的几种类型的网格结构。
专利CN105821963A公开了一种单层单元结构的装配式双环节点，主要包括以下五部分：上下中心环、I形连结元件、大密封板、小密封板、高强度螺钉、主杆元件和小杆元件，其中芯的上下中心环设有螺孔；I形连结元件的翼缘部分设有螺孔；大密封板和小密封板为矩形钢板；大密封板与I形连结元件焊接在一起；小密封板上设有螺孔，并且被焊接在小杆元件的杆端上；高强度螺栓连接到上下节点环和I形连结元件；上节点环和小密封板被连接；主杆元件和小杆元件是矩形的钢管。
节点环可以仅与主杆元件连接，或者可以与主杆元件和小杆元件两者连接；在节点环和杆元件之间可以形成一定角度。该发明提供的节点可应用于单层空间网格结构，具有的特点是：机械性能好；组装性能好；施工速度快；施工质量易于控制；施工成本低等。
所述专利基于单环，不同于基于双环的本发明。
专利CN201221131Y涉及一种用于弦支穹顶结构的连接结构。上弦单层球面网壳、斜索和环索通过竖压杆连接而形成弦支穹顶结构。斜索、环索和竖压杆通过焊接空心球节点相连接。焊接球节点在水平环索方向开三个孔洞，其中两孔洞是使一根环索穿过焊接球节点并通过铸锚锚接，另一孔在焊接球节点内部垫圈和螺帽锚固出一个连接索头，与另一环索通过螺纹套筒相连接；焊接球节点在斜索方向开另一个孔洞，在焊接球节点内部用垫圈和螺帽锚固出另一个连接索头，并与斜索通过螺纹套筒相连接。
与本发明不同，本发明在杆的一端处对环进行引导并且总是以相同的方式对环进行引导。
本发明的定向元件是与杆分开的工件，并不适用于结构的所有杆，也不总是必须与杆对齐。
定向元件被应用到环的最佳工作位置，并且具有所需的形状，从而为组件提供更大的可变性。
专利DE2533721A限定了一种用于建筑物中的平坦的结构或三维桁架结构的节点连接件，包括节点件，该节点件具有在其护套上开口的连接孔，用于连接桁架杆。在中间件(5)和螺栓(2)之间，在连结的每个杆和节点件(1)之间存在铰接件型的连接件。铰接接头呈圆柱形中间件(5)的形式，其具有外螺纹和螺栓(2)，其可以变成在节点件中具有内螺纹的圆柱形孔。螺栓轴的横截面小于漏斗形开口的较小横截面。螺栓头和中间件之间以及钥匙型插座和中间件之间的接触表面位于同心圆锥半径上，该同心圆锥半径具有与节点件的中心不同的中心。
与本发明不同，本发明与该发明的相似程度仅是本发明包括有环，与本发明的简单性相比，杆与环的连结元件非常复杂。
在现有技术中，不存在具有本发明中描述的技术特征的网格结构。
发明内容
网格结构包括：
-一系列连接用环或半环。
-一系列定向元件。
-一系列初级型材和次级型材。
每个连接用环或半环由一结构元件构成，所述结构元件允许形成所述网格结构的节点的初级型材和次级型材和定向元件由所述连接用环或半环牢固地连接、支撑在所述连接用环或半环上、环绕所述连接用环或半环或者被所述连接用环或半环环绕。
每个定向元件由将连接用环或半环定位在所选择的三维平面中的元件组成，所述定向元件通过槽口而环绕所述连接用环或半环或被支撑在所述连接用环或半环的平面上；所述定向元件具有一系列孔，所述定向元件通过这些孔而牢固地连接到所述初级型材和次级型材，使得所述孔之间的距离限定初级型材和次级型材的角度。
初级型材和次级型材具有平坦的端部，所述初级型材和次级型材在端部的宽度的中心处具有孔，并且孔的直径大于所述连接用环或半环的截面，并且所述初级型材和次级型材具有槽口，所述槽口朝向侧部边缘、垂直于所述初级型材和次级型材的长度(如果所述初级型材和次级型材需要能够互换地在拉伸力或压缩力情况下工作)，或所述槽口在与所述槽口的工作形状相反的方向上具有一角度(对于拉伸力，是向内的；对于压缩力，是向外的)。
次级型材可以以大于90°的角度被纵向地折叠，使得当次级型材通过连结元件牢固地连接到另一个次级型材时，所述次级型材的整个边缘被支撑在另一个次级型材的折叠部上。
V形板在其固定有杆或型材的端部处具有开口；所述板通过凹进部被所述连接用环或半环环绕；所述板通过突起部而装配到次级定向元件中。
次级定向元件具有一系列开口以及位于中央部分处的槽口，槽口在中间具有凹进部。
本发明具有以下优点：
-如果需要特殊尺寸，环或半环易于构建。
-可提供各种直径和截面。
-他们需要很小的运输用体积和储存用体积。
-定向元件是便宜的，因为它们是从片材、条板或板上切割下来的，以便通过压力来制造。激光切割可在特殊项目的情况下使用。
-由于它们平坦的形状，它们占用的空间很小，并且易于运输和储存。
-如果杆由板、片材或折叠的条板制成，则它们可以堆叠，因为它们占据很小的空间，该空间比任何管状型材都小，并且杆可以具有任何形状。这使它们易于运输和储存。
-通过对管的端部进行成形和切割，或通过其他要求保护的方法，型材易于适用与环进行耦接。
附图说明
为了补充所作的描述并且有助于更好地理解本发明的特征，本说明书附有作为其组成部分的一组附图，该组附图以说明性且非限制性方式表示如下内容：
图1：网格结构型材的视图，示出了在拉伸力下的型材(A)和在压缩力下的型材(B)的两个图，一个型材没有折叠部而另一个型材有折叠部。
图2：网格结构的环和半环的视图。
图3：网格结构的定向元件的视图。
图4：具有板和网格结构的次级定向元件的另一个优选实施方式的视图。
图5：网格结构的节点的细节的视图。
图6：网格结构的零件/模块的视图。
图7：网格结构的节点的另一细节的视图。
图8：定向元件的变型的平面图，其中槽口在一侧敞开。
图9：通过连结元件配对和固定的两个次级型材的截面的视图。
图10：拉伸力下且通过两个初级型材的槽口而配对的两个初级型材的端部的平面细节的视图。
具体实施方式
如所附附图所示，网格结构包括一系列连接用环(1)或半环(2)、一系列定向元件(3)以及一系列初级型材(A)和次级型材(B)。
每个连接用环(1)或半环(2)由一结构元件构成，所述结构元件允许形成所述网格结构的节点的初级型材(A)和次级型材(B)和定向元件(3)由所述连接用环(1)或半环(2)牢固地连接、支撑在所述连接用环(1)或半环(2)上、环绕所述连接用环(1)或半环(2)或被所述连接用环(1)或半环(2)环绕。
需要结构尽可能平坦的网格结构的节点位于使用朝向该结构内部定向的半环(2)的位置，以防止如果在使用全环(1)的情况下所述环的半部从结构组件突出。
每个定向元件(3)由将连接用环(1)或半环(2)定位在所选择的三维平面中的元件组成，所述定向元件通过槽口(10)而环绕所述连接用环(1)或半环(2)或被支撑在所述连接用环(1)或半环(2)的平面上；所述定向元件(3)具有一系列孔(4)，在这些孔的位置，这些定向元件通过连结元件(8)被牢固地连接到所述初级型材(A)和次级型材(B)，从而使得所述孔(4)之间的距离限定了以节点连结的初级型材(A)和次级型材(B)的角度，并修改该网格结构的整体形状。
如图8所示，定向元件(3)具有这样的变型，其中槽口(10)在该槽口的两侧中的一侧是敞开的，使得环不是插入槽口内而是仅支撑在槽口的所述一侧上。
初级型材(A)和次级型材(B)具有平坦的端部，其中初级型材和次级型材具有在端部的宽度中心处的孔(9)，并且该孔的直径大于连接用环(1)或半环(2)的截面，并且该初级型材和次级型材具有的槽口(5)朝向侧部边缘、垂直于所述初级型材(A)和次级型材(B)的长度(如果该初级型材和次级型材需要能够互换地在拉伸力或压缩力情况下工作)，或者所述槽口(5)在与该槽口的工作形状相反的方向上具有一角度(对于拉伸力，是向内的；对于压缩力，是向外的)。
初级型材(A)或次级型材(B)通过沿着其中一个型材的纵向轴线相对于另一个型材旋转180°而成对地连结，使得用于连结元件(8)的孔(9)进行匹配和朝向侧面的槽口(5)进行匹配，在它们由于一个型材相对于另一个型材的旋转而彼此面对时，提供用于环(1)或半环(2)的孔。
用于定向元件(3)的孔(4)之间的间隔可以变化以改变网格结构的形状，使得初级型材(A)或次级型材(B)之间的角度和它们的长度能被修改。这样，当所述型材的长度发生变化和由于定向元件(3)的孔(4)之间的间隔而导致这些型材之间的角度变化时，平坦的网格结构可能具有起伏。
次级型材(B)可以以大于90°的角度被纵向地折叠，使得当次级型材(B)通过沿该次级型材的纵向轴线旋转180°以及通过孔(9)使用连结元件(8)而牢固地连接到另一个次级型材(B)上时，所述次级型材(B)的整个边缘被支撑在另一个次级型材(B)的折叠部上。因此，如果两个型材之间的连结处于压缩力下，则刚性更大，因为次级型材(B)的这些折叠在次级型材中的两个之间形成Z形元件。
在形成模架结构的另一个优选实施方式中，包括在其固定有波纹钢棒的端部处具有开口(4)的V形板(6)；所述板(6)通过凹进部(11)被连接用环(1)或半环(2)环绕，并通过突起部(13)而装配到定向元件(3')中。
该优选实施方式的定向元件(3')具有一系列开口(4)以及中央部分处的槽口(10)，在槽口(10)在中间具有凹进部(16)，V形板(6)的突起部(13)能锚固到该凹进部中。
已经充分描述了本发明的性质以及如何将其付诸实践，必须补充的是，可以修改本发明的形状和材料，只要它并不意味着改变所附权利要求所要求保护的特征。

Claims (5)

1.一种网格结构，包括：
-一系列连接用环(1)或半环(2)，每个所述连接用环(1)或半环(2)由一结构元件构成，所述结构元件允许形成所述网格结构的节点的初级型材(A)和次级型材(B)和定向元件(3)由所述连接用环(1)或半环(2)牢固地连接、支撑在所述连接用环(1)或半环(2)上、环绕所述连接用环(1)或半环(2)或者被所述连接用环(1)或半环(2)环绕；
-一系列定向元件(3)，每个所述定向元件(3)由将所述连接用环(1)或半环(2)定位在所选择的三维平面内的元件组成，所述定向元件通过第一槽口(10)而环绕所述连接用环(1)或半环(2)、或被支撑在所述连接用环(1)或半环(2)的平面上；所述定向元件(3)具有一系列孔(4)，所述定向元件(3)通过所述孔(4)而牢固地连接到所述初级型材(A)和所述次级型材(B)，使得所述孔(4)之间的距离限定所述初级型材(A)和所述次级型材(B)的角度；
-一系列初级型材(A)和次级型材(B)，所述初级型材(A)和所述次级型材(B)具有平坦的端部，所述初级型材(A)和所述次级型材(B)的所述端部都在宽度的中心处具有孔(9)并且具有朝向型材的侧部边缘的第二槽口(5)，如果所述初级型材(A)和所述次级型材(B)需要能够互换地在拉伸力或压缩力情况下工作，则所述第二槽口(5)垂直于所述初级型材(A)和所述次级型材(B)的纵向轴线；或者，所述第二槽口(5)在与所述第二槽口的工作形状相反的方向上具有一角度，在拉伸力情况下，所述第二槽口相对于存在于所述型材的所述端部中的每个端部的第二槽口之间的中心纵向线的角度小于90°，或者在压缩力情况下，所述第二槽口相对于所述中心纵向线的角度大于90°，
其中，所述初级型材(A)或所述次级型材(B)通过沿着所述初级型材或所述次级型材中的一个型材的纵向轴线相对于另一个型材旋转180°而成对地连结，使得用于连结元件(8)的所述孔(9)相匹配并且所述第二槽口(5)提供用于所述连接用环(1)或半环(2)的孔。
2.根据权利要求1所述的网格结构，其特征在于，所述次级型材(B)能够被纵向地折叠以在所得到的面二者之间形成小于90°的角度，使得当一次级型材与另一次级型材通过所述一次级型材和另一次级型材二者的包括有所述孔(9)和所述第二槽口(5)的平坦的面而连结、并且所述型材中的一个型材已经沿着该型材的纵向轴线相对于另一个型材旋转180°时，在所述型材二者之间形成Z形截面，并且包括有所述孔(9)和所述第二槽口(5)的每个平坦的面的与每个次级型材的折叠部相对的纵向边缘被支撑在另一次级型材的折叠部上。
3.根据权利要求1所述的网格结构，其特征在于，所述定向元件的所述第一槽口(10)在中间位置具有第一凹进部(16)。
4.根据权利要求3所述的网格结构，其特征在于，所述网格结构具有一系列V形板(6)，在所述V形板(6)的固定有杆或型材的端部处具有开口；并且所述V形板(6)被位于第二凹进部(11)中的所述连接用环(1)或半环(2)环绕；所述V形板(6)通过突起部(13)而装配到定向元件中。
5.根据权利要求1所述的网格结构，其特征在于，所述定向元件的所述第一槽口(10)在该第一槽口的两侧中的一侧敞开，使得所述连接用环(1)或半环(2)仅被支撑在敞开的所述第一槽口(10)的所述一侧上。
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