CN110565803A - 一种用于h型杆件腹板相连的圆柱形节点 - Google Patents

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Abstract

一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点，属于连接节点技术领域，包括上下两个节点连接板，一个空心圆筒，多根杆件，多个连接件，以及多个紧固件。杆件翼缘与上下两个节点板通过紧固件连接。连接件焊接在空心圆筒上，同时用紧固件与杆件腹板相连，施焊位置根据杆件角度和相对位置的变化而变化，可以解决工程中杆件交汇角度不固定的问题。同时，空心圆筒承受了受压时的一部分力，减小了杆件受力，有利于实现强节点弱构件的设计原则，并将原先不相连的杆件腹板由连接件连接起来，连接件能有效地传递节点中心区和杆件之间的力，并且自身承受一部分拉力，因此本节点能提高节点的承载力，改善现有板式节点抗剪和传力能力弱的问题。

Description

一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点
技术领域
本发明涉及单层网壳结构中的一种圆柱形节点，其中网壳可以是球面网壳、柱面网壳等等，属于连接节点技术领域。
背景技术
铝合金空间结构是我国近20年来的一种新型空间结构形式，铝合金材料凭借其相对于钢材出色的耐腐蚀性、轻质、无磁可回收特点以及与Q235钢材相当的强度，目前已经进入高速的发展期，工程应用越来越多，尤其是近年来建成了若干项百米级的铝合金单层网壳结构。而由“强节点弱构件”的设计原则可知，节点作为决定空间结构整体强度和稳定性的关键因素，是结构中至关重要的部位。2010年以前，除了板式节点，国内相关单位也尝试采用毂式节点、螺栓球节点、铸铝节点等其他铝合金节点；2010年以后，随着建筑外形的自由曲面化，结构形式和节点形式却逐渐单一，基本采用的都是单层网壳和板式节点，连接H形杆件，实现全装配式施工。
铝合金由于可焊性差，在空间结构中主要采用机械连接形式的节点，其中板式节点由于其连接的简易性，已被广泛的采用。近年来国内外学者们对铝合金板式节点的刚度、静动力承载能力等方面都进行了大量研究工作。但是板式节点依然存在一定的缺陷：1)由于杆件交汇必须切削H型构件的翼缘板，给节点的受力性能带来明显削弱；2)一般杆件的腹板与其他构件是不相连的，这使得节点传递剪力的性能极弱，抗剪能力低。
同时，目前施工中节点处的杆件交汇角度和数量不一定，杆件腹板之间通过简单的十字形板与螺栓连接或直接不连接无法保证节点的承载力。
发明内容
为了解决以上不足本文对板式节点进行了改进。
本发明的技术方案如下：
如图1所示本节点包括上下两个节点连接板，一个空心圆筒(2)，多根杆件(3)，多个连接件(4)以及多个紧固件(5)。其中空心圆筒(2)通过连接件(4)与杆件(3)连接，杆件(3)与上下两个节点连接板通过杆件翼缘连接。
空心圆筒(2)的立外侧面外通过焊接与连接件(4)连接，杆件(3)为H型杆件，杆件(3)的端部腹板通过连接件(4)与空心圆筒(2)的立外侧面固定连接，连接件(4)为条型板，条型板侧面设有孔(如螺栓孔)，用于紧固件(5)的固定连接；空心圆筒(2)的立外侧面可按施工实际需求设置连接件(4)的数量；杆件(3)的上翼缘位于连接件(4)上端口顶面且在上节点板(1-1)底面，采用紧固件(5)将上节点连接板(1-1)、杆件(3)的上翼缘(3-1)叠合固定在一起；杆件(3)的下翼缘(3-3)位于连接件(4)下端口底面且在下节点连接板(1-2)的顶面，采用紧固件(5)将下节点连接板(1-2)、杆件(3)的下翼缘(3-3)叠合固定在一起；连接件(4)的侧面和杆件(3)中间的腹板(3-2)通过紧固件(5)固定在一起。
所述的一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点的特征是：空心圆筒(2)、上下节点板(1)、H型杆件(3)、连接件(4)材料是热轧或焊接的钢材，或是挤压成型的铝合金材料。
所述的空心圆筒(2)的特征是：为空心圆柱体。
所述的多个紧固件(5)的特征是：可以是普通螺栓，可以是不锈钢螺栓，可以是高强螺栓，也可以是铆钉。
本节点由于中间空心圆筒(2)与连接件(4)是焊接相连，因此施焊位置根据杆件之间的角度和相对位置的变化而变化，可以解决实际工程中杆件交汇角度不固定的问题，同时，空心圆筒(2)承受了受压时的一部分力，减小了杆件(3)受力，有利于实现强节点弱构件的设计原则，并将原先不相连的杆件腹板由连接件(4)连接起来，连接件(4)能有效地将杆件(3)上的力传递到节点中心区的空心圆筒(2)上，并且自身承受一部分拉力，因此本发明能提高节点的承载力，改善现有板式节点抗剪和传力能力弱的问题。
附图说明
图1为该节点的整体构造示意图
图2为一根杆件连接的细节示意图
图3为连接件与空心圆筒的连接示意图
图4为连接件的构造示意图
1-1上节点连接板，1-2下节点连接板，2空心圆筒，3杆件，3-1上翼缘，3-2下翼缘，3-3腹板，4连接件，5紧固件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
如图1所示本节点包括上下两个节点连接板1，一个空心圆筒2，多根杆件3，多个连接件4，以及多个紧固件5。其中空心圆筒2通过连接件4与杆件3连接，杆件3与上下两个节点连接板通过杆件翼缘连接。
如图2所示每一根杆件3腹板是通过连接件4与空心圆筒2连接、杆件3腹板是通过多个紧固件5与上下节点连接板1连接，其中紧固件5可以是普通螺栓、不锈钢螺栓、高强螺栓或者铆钉。上下节点连接板、杆件翼缘上的螺栓孔是贯通的，这两部分的紧固件5是共用的。
如图3所示为连接件4与空心圆筒2的连接示意图，单个连接件4连接件平行于杆件腹板面、垂直于空心圆筒2的外立面，并且与圆筒棱柱2的外立面相连接，连接方式为焊接。
如图4为连接件4的构造示意图，连接件4与腹板平行，紧贴于腹板，通过紧固件5与腹板相连接。

Claims (4)

1.一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点，其特征在于，包括上节点连接板(1-1)和下节点连接板(1-2)，一个空心圆筒(2)，多根杆件(3)，多个连接件(4)以及多个紧固件(5)；
其中空心圆筒(2)通过连接件(4)与杆件(3)连接，杆件(3)与上节点连接板(1-1)通过杆件翼缘连接；杆件(3)与下节点连接板(1-2)通过杆件翼缘连接；
空心圆筒(2)的立外侧面外通过焊接与连接件(4)连接，杆件(3)为H型杆件，杆件(3)的端部腹板通过连接件(4)与空心圆筒(2)的立外侧面固定连接，连接件(4)为条型板，条型板侧面设有孔，用于紧固件(5)的固定连接；杆件(3)的上翼缘位于连接件(4)上端口顶面且在上节点连接板(1-1)的底面，采用紧固件(5)将上节点连接板(1-1)、杆件(3)的上翼缘(3-1)叠合固定在一起；杆件(3)的下翼缘(3-3)位于连接件(4)下端口底面且在下节点连接板(1-2)的顶面，采用紧固件(5)将下节点连接板(1-2)、杆件(3)的下翼缘(3-3)叠合固定在一起；连接件(4)的侧面和杆件(3)中间的腹板(3-2)通过紧固件(5)固定在一起。
2.按照权利要求1所述的一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点，其特征在于，连接件(4)一侧通过焊接固定在空心圆筒(2)上，另一侧通过紧固件(5)与杆件(3)腹板连接，高度在上下翼缘之间。
3.按照权利要求1所述的一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点，其特征在于，空心圆筒(2)、上下节点板(1)、H型杆件(3)、连接件(4)材料是热轧或焊接的钢材，或是挤压成型的铝合金材料。
4.按照权利要求1所述的一种用于H型杆件腹板相连的圆柱形节点，其特征在于，紧固件(5)是普通螺栓、高强螺栓或铆钉。
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