CN111663663B - 一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点及应用 - Google Patents

一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，包括加劲焊接球管外壁壳、内隔板加劲支撑组合体、主管相贯连接接头、多杆件支管相贯连接接头。加劲焊接球管外壁壳为中心支撑构架，内隔板加劲支撑组合体位于加劲焊接球管外壁壳的内部为局部侧向支撑；主管相贯连接接头与加劲焊接球管外壁壳对接焊接；多杆件支管相贯连接接头包括多根正交支管接头、斜交支管接头，正交支管接头与球管外壁壳中心交汇相贯焊接；斜交支管接头与加劲焊接球管外壁壳非中心交汇相贯焊接。本发明基于截面代换技术方案和非线性失稳破坏极限分析，其节点板件组成模块明确、传力清晰，同时保证了较好的抗震性能和较高的节点承载力，应用范围较广。

Description

一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点及应用
技术领域
本发明属于结构工程技术领域，尤其涉及一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点。
背景技术
管桁架体系是由曲线布置的较大截面贯通主管和多根与其相贯焊接并规则性布置的较小截面支管所构成的新型空间大跨度桁架结构，由于其体系轻盈、受力合理、刚度较大、外观优美，主要应用于大跨度建筑中的屋盖结构体系。
管桁架屋盖结构的构件组合整体受力模式使其能够在较小自重的前提下跨越极大的空间跨度，通过曲线落地主管、多层叠合网壳的组合方式，给大跨度建筑外观造型、内部功能空间的设置带来更好的发挥余地。
但是，在复杂管桁架组合体系中，多杆件(≥10根)管桁架相贯连接的交汇节点存在汇交构件密集、夹角过小、搭接严重以及焊接拼装复杂等问题，可能造成节点核心区的局部承载削弱、变形过大、残余应力分布复杂等影响。因而，通过非中心交汇节点形式将支管相互错开是较为有效的一种解决方法；而合理的节点核心区加劲补强方案则是保证其承载性能的重要因素。
此外，核心区加劲补强节点的承载破坏一般属于脆性失稳破坏，一旦主、支管主要承受的轴力超过其极限值，由于大幅度的失稳变形引起结构后续不能持续承载，结构抗震延性相对不足。因而对其在轴压下的弹塑性承载性能应有更高的要求。
基于上述原因，提高多杆件空间管桁架非中心交汇节点的承载力及抗震性能的有效思路如下：
首先，通过非中心交汇节点形式将部分相互搭接、截面较小的支管错开，使得节点处支管截面完整，构件传力清晰明确；
其次，通过加劲球管节点方式和截面代换技术方案，对相贯连接节点核心区进行加强，以避免汇交支管构件过多引起的焊接夹角过小、相互搭接等问题，使得非中心交汇管桁架节点始终处于强核心、弱构件的合理受力状态；
然后，通过使用状态和极限状态分析，使得非中心交汇加劲球管节点以弹性阶段承载为主，局部进入塑性阶段，提高其承载性能储备，以防止节点出现轴压屈曲失稳的脆性破坏。
综上所述，基于截面代换技术方案和极限状态分析，研究一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点形式及设计方法，以适用于大跨度屋盖结构复杂管桁架组合体系中多杆件的非中心交汇主支管有效连接及承载是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，可以实现大跨度屋盖结构复杂管桁架组合体系中多杆件非中心交汇位置的主、支管有效连接。该节点板件组成模块明确，传力清晰，有效符合强核心、弱构件原则，在充分发挥管桁架体系自重轻、刚度大的大跨度承载性能的同时，基于高承载力低延性设计思路来提高抗震性能。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用的技术方案是：
一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，包括加劲焊接球管外壁壳、内隔板加劲支撑组合体、主管相贯连接接头、多杆件支管相贯连接接头；
所述加劲焊接球管外壁壳为中心支撑构架，所述内隔板加劲支撑组合体位于加劲球管外壁壳的内部，作为其局部侧向支撑；所述主管相贯连接接头包括两根主管接头，两根主管接头分别与加劲焊接球管外壁壳两端对接焊接；所述多杆件支管相贯连接接头包括多根正交支管接头、斜交支管接头，正交支管接头包括环向支弦管、竖向支腹管，与加劲焊接球管外壁壳中心交汇相贯焊接；所述斜交支管接头位于加劲焊接球管外壁壳的外部空间各方位，并与其非中心交汇相贯焊接，通过非中心交汇形式以尽量避免支管与主管、支管与支管之间的局部搭接相贯焊接。所述主管接头直径大于支管接头。其中，主管接头为横截面、受力均相对较大的焊接圆钢管接头；所述支管接头为多根横截面、受力均相对主管较小的焊接圆钢管接头。
进一步地，加劲焊接球管外壁壳外形为球管状，由两端半球盖和中部圆柱壳焊接组装而成，一起构成中心支撑构架。
进一步地，加劲焊接球管外壁壳上开设有透气孔，以避免节点内部气体热胀冷缩引起压强变化，导致球管外壁壳的变形屈曲破坏。
进一步地，所述内隔板加劲支撑组合体为三向正交内隔环板支撑组合体或内隔管-环板支撑组合体，以提供节点核心区的加强构造。
作为优选方案，基于截面代换技术方案，加劲球管的直径为主管直径的1.5-2.0倍；过大的加劲球管直径会引起材料的不必要浪费，过小的加劲球管直径无法有效保证支管构件相互错开。加劲球管外壁壳的厚度为主管壁厚的1.5倍，以符合强核心、弱构件的设计理念。加劲球管中部柱壳长度为外壁壳15直径的1.0倍。
进一步地，所述三向正交内隔环板支撑组合体由三块空间正交的内隔环板组成，内隔环板的厚度为主管接头壁厚的1.5倍。每块内隔环板中心均开设圆孔，圆孔直径为200～300mm，使得节点内部各区格相互贯通，达到作为透气孔和节省材料的作用。基于截面代换技术方案，内隔环板的厚度为主管壁厚的1.5倍；中心开孔的直径为200～300mm，以便于板件的焊接拼接。三向正交内隔环板支撑组合体用于主管受力不大情况，如轴压荷载小于主管承载力的60％。
进一步地，内隔管-环板支撑组合体由内隔圆管、内隔矩板、内隔环板组成。内隔圆管的直径与主管接头相同；内隔矩板位于内隔圆管内部，两端呈圆弧状，与半球盖焊接连接，中心开设圆孔；内隔环板方向垂直于内隔圆管，将内隔圆管隔成两段并与内隔圆管和内隔矩板焊接；所述内隔环板中心开设圆孔，圆孔直径200mm～300mm。基于截面代换技术方案，内隔矩板、内隔圆管、内隔环板的壁厚分别为主管的1.0倍、1.5倍、1.0倍。内隔环板外环附近开设一个直径30～50mm的透气孔。内隔管-环板支撑组合体用于主管受力较大情况，如轴压荷载在主管承载力的60％～80％之间。
本发明中，所述主管相贯连接接头位于管桁架的径向，主管与加劲焊接球管的两端半球盖对接相贯焊接连接；主管可为直线或带有小弧度的弧形设置，以满足弧形空间管桁架的建筑效果。主管直径为300～500mm，壁厚为20～40mm。支管接头直径为100mm～300mm，壁厚8～20mm；斜交支管与主管、斜交支管之间的夹角为30～60°。
本发明中，所述支管相贯连接接头由正交支管部分、斜交支管部分所组成。正交支管相对受力要大些，一般为中心交汇形式，包括环向支弦管、竖向支腹管。正交支管与加劲焊接球管的中部柱管焊接交界线呈现为圆形，正交支管之间为间隙节点形式。
进一步地，斜交支管部分一般受力较小，在管桁架体系中表现为斜腹杆构件；为避免多杆件支管之间的搭接连接，斜交支管部分可采用非中心交汇形式。斜交支管部分包括YZ面的斜交支管、XZ面的斜交支管、XY面的斜交支管(本实施例中未绘出)。斜交支管与加劲焊接球管的中部柱管或两端半球盖相贯焊接连接，交界线呈现为非平面的相贯线形式，斜交支管之间优选为间隙节点形式。
本发明中多杆件是指支管杆件数量大于等于10根的情况，多杆件的节点交汇构件多、焊缝多，节点复杂，构造要求较高。
本发明还提供一种上述的多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点在大跨度管桁架屋盖钢结构体系的多杆件空间交汇连接结构中的应用，所述大跨度为建筑跨度大于60米的民用建筑。
通过以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，其节点构造合理，可以实现大跨度屋盖钢结构体系的多杆件空间交汇位置的主支管构件有效连接，充分发挥管桁架体系的整体刚度性能优点；该多杆件交汇节点以加劲焊接球管外壁壳为中心支撑构架，将主管、正交支管、斜交支管分隔开并呈现为间隙节点形式进行交汇，基于截面代换的节点技术方案可保证强核心弱构件的合理受力状态；以内隔板加劲支撑组合体为防止外壁壳局部屈曲的内部支撑部件，可进一步保障该节点的力学承载性能，使其基本处于弹性阶段承载为主，局部进入塑性阶段的高承载力受力状态，以避免脆性破坏的出现。该加劲球管节点的组成模块明确，传力清晰、节点承载力高，在大跨度管桁架屋盖钢结构体系中具有广阔的应用前景。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1a、1b、1c、1d、1e分别是本发明多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点实施例的结构示意图、正交主支管部分示意图、斜交支管部分示意图、加劲球管一内隔板示意图、加劲球管二内隔板示意图；
图2是本发明非中心交汇加劲球管节点实施例的A-A剖切侧视图，即对应图1中A-A剖切的示意图(YZ面)；
图3是本发明非中心交汇加劲球管节点实施例的B-B剖切侧视图，即对应图1中B-B剖切的示意图(XZ面)；
图4是本发明非中心交汇加劲球管节点实施例的C-C剖切侧视图，即对应图1中C-C剖切的示意图(XY面)；
图5是图1的加劲球管一的三向正交内隔环板节点构造大样图(对应图1d)；
图6是图5的加劲球管一的内部构造的D-D、E-E剖切详图；
图7是图5的加劲球管一的部件组装过程图；
图8是图1的加劲球管二的内隔管-环板节点构造大样图(对应图1e)；
图9是图8的加劲球管二的内部构造的F-F、G-G剖切详图；
图10是图8的加劲球管二的部件组装过程图；
图11是本发明非中心交汇加劲球管节点实施例的各板件焊接拼装流程图；
图12是本发明非中心交汇加劲球管节点实施例的线性摄动轴压失稳变形图(正弦波形)；
图13是本发明非中心交汇加劲球管节点实施例的双重非线性轴压稳定荷载收敛曲线图(极值点)；
附图中，各标号所代表的部件如下：
1.第一径向主弦管；2.第二径向主弦管；3.第一环向支弦管；4.第二环向支弦管；5.第一竖向下支腹管；6.第二竖向上支腹管；7.第一径向平面下斜支腹管；8.第二径向平面下斜支腹管；9.第一径向平面上斜支腹管；10.第二径向平面上斜支腹管；11.第一环向平面下斜支腹管；12.第二环向平面下斜支腹管；13.第一环向平面上斜支腹管；14.第二环向平面上斜支腹管；15.加劲焊接球管外壁壳；16.主管与加劲球管的相贯焊接；17.支管与加劲球管的相贯焊接；18.第一加劲球管两端半球盖；19.第二加劲球管两端半球盖；20.第一加劲球管中部柱管；21.第二加劲球管中部柱管；22.径向正交内隔加劲环板；23.竖向正交内隔加劲环板；24.环向正交内隔加劲环板；25.正交内隔加劲环板中心开孔；26.第一加劲球管外壁透气孔；27.径向内隔加劲矩板；28.径向内隔加劲圆管；29.环向内隔加劲环板；30.内隔加劲矩板中心开孔；31.内隔加劲环板中心开孔；32.内隔加劲环板透气孔；33.第二加劲球管外壁透气孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本发明所述一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点的技术方案进行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点的结构示意图，如图1a、1b、1c、1d、1e所示，其具体包括加劲焊接球管外壁壳15、内隔板加劲支撑组合体、主管相贯连接接头、多杆件支管相贯连接接头；所述加劲焊接球管外壁壳15为非中心交汇节点的中心支撑构架，将主管相贯连接接头(图1b)和多杆件支管相贯连接接头(1c)相互分隔开；所述内隔板加劲支撑组合体位于加劲焊接球管外壁壳15的内部，包括两种内隔板加劲支撑组合体优选方式，如图1d、图1e所示，作为球管外壁壳的局部侧向支撑；所述主管相贯连接接头(图1b)包括两根主管接头(即第一径向主弦管1、第二径向主弦管2)，主管接头为横截面、受力均相对较大的焊接圆钢管接头，两根主管接头分别与加劲焊接球管外壁壳对接相贯焊接；所述多杆件支管相贯连接接头(1c)包括多根正交支管接头、斜交支管接头，支管接头为横截面、受力均相对主管较小的焊接圆钢管接头，正交支管接头包括环向支弦管(第一环向支弦管3、第二环向支弦管4)、竖向支腹管(第一竖向下支腹管5、第二竖向上支腹管6)，与加劲焊接球管外壁壳中心交汇相贯焊接；所述斜交支管接头(7-14)位于焊接加劲球管外壁壳的空间各个方位，并与其非中心汇交相贯焊接，焊接交界线为相贯线形式，通过非中心交汇形式以尽量避免支管与主管、支管与支管之间的局部搭接相贯焊接。
如图1、图5、图8所示，加劲焊接球管外壁壳15的外形为类似于胶囊的球管状，由第一加劲球管两端半球盖18、第二加劲球管两端半球盖19、第一加劲球管中部柱管20、第二加劲球管中部柱管21依次焊接组装而成，一起构成中心支撑构架。加劲焊接球管外壁壳15的方向与第一径向主弦管1、第二径向主弦管2的方向相同；第一径向主弦管1、第二径向主弦管2分别位于加劲球管两端半球盖(18、19)两侧，与两端半球盖对接相贯焊接16；支弦管(3-4)、支腹管(5-14)位于加劲焊接球管外壁壳15的各个侧面方位，并与其相贯焊接17。
进一步地，加劲焊接球管外壁壳15上开设一个直径30～50mm的透气孔，对应为第一加劲球管外壁透气孔26、第二加劲球管外壁透气孔33，以避免加劲球管节点内部气体热胀冷缩引起压强变化，导致加劲球管外壁壳15的变形屈曲破坏。
作为优选方案，基于截面代换技术方案，加劲球管外壁壳15的直径为径向主弦管(1、2)直径的1.5-2.0倍；过大的加劲球管外壁壳直径会引起材料的不必要浪费，而过小的加劲球管外壁壳直径则无法有效保证支弦管(3-4)、支腹管(5-14)构件的相互错开。加劲球管外壁壳15的厚度为径向主弦管(1、2)壁厚的1.5倍，以符合强核心、弱构件的设计理念。加劲球管中部柱壳(21、22)长度均为外壁壳15直径的1.0倍。
如图5、图8所示，所述内隔板加劲支撑组合体位于加劲焊接球管外壁壳15的内部，包括加劲球管一的三向正交内隔环板支撑形式(图5、图1d)、加劲球管二的内隔管-环板支撑形式(图8、图1e)这两种内隔板优选方式，以提供节点核心区的加强构造。
如图1d、图5、图6a、图6b所示，加劲球管一的三向正交内隔环板支撑形式主要用于径向主弦管(1、2)受力不大时，由第一径向正交内隔加劲环板22、第二竖向正交内隔加劲环板23、第三环向正交内隔加劲环板24构成。三块环板空间正交布置，并设置内隔加劲环板中心开孔25，使得加劲球管一的节点内部各区格相互贯通，达到作为透气孔和节省材料的作用。基于截面代换技术方案，正交内隔加劲环板(22-24)的厚度为径向主弦管(1、2)壁厚的1.5倍；正交内隔加劲环板中心开孔25的直径为200～300mm，以便于各板件的焊接拼接。
如图7所示，加劲球管一的各板件焊接组装顺序是先由第二加劲球管两端半球盖19、第二加劲球管中部柱管21、径向正交内隔加劲环板22、竖向正交内隔加劲环板23、环向正交内隔加劲环板24依次焊接组成加劲球管一的半结构；再与由第一加劲球管两端半球盖18、第一加劲球管中部柱管20、径向正交内隔加劲环板22、竖向正交内隔环板23焊接组成的另一半结构对接焊接成一体的加劲球管一结构。
如图1e、图8、图9所示，加劲球管二的内隔管-环板支撑形式主要用于径向主弦管(1、2)受力较大时，由径向内隔加劲矩板27、径向内隔加劲圆管28、环向内隔加劲环板29构成。径向内隔加劲圆管28的直径与径向主弦管(1、2)直径相同，并同向布置，相当于径向主弦管(1、2)在加劲球管二的节点内部的延续。径向内隔加劲矩板27与径向主弦管(1、2)方向相同，位于径向内隔加劲圆管28的内部，两端呈圆弧状，与加劲球管两端半球盖(18、19)焊接连接，并设置内隔加劲矩板中心开孔30。环向内隔加劲环板29与径向主弦管(1、2)方向垂直布置，将径向内隔加劲圆管28分成两段，并设置内隔加劲环板中心开孔31。中心开孔(30、31)的直径为200～300mm。
进一步地，基于截面代换技术方案，径向内隔加劲矩板27、径向内隔加劲圆管28、环向内隔加劲环板29的壁厚分别为径向主弦管(1、2)的1.0倍、1.5倍、1.0倍。环向内隔加劲环板29的靠外环边界附近开设一个直径30～50mm的内隔加劲环板透气孔32。
如图10所示，加劲球管二的各板件焊接组装顺序是先由第二加劲球管两端半球盖19、第二加劲球管中部柱管21、径向内隔加劲矩板27、径向内隔加劲圆管28、环向内隔加劲环板29依次焊接组成加劲球管二的半结构；再与由第一加劲球管两端半球盖18、第一加劲球管中部柱管20、径向内隔加劲矩板27、径向内隔加劲圆管28焊接组成的另一半结构对接焊接成一体的加劲球管二结构。
如图1a-1c、图2-图4所示，所述主管相贯连接接头位于管桁架的径向，径向主弦管(1、2)与加劲焊接球管两端半球盖(18、19)对接相贯焊接连接；径向主弦管(1、2)可为直线或带有小弧度的弧形设置，以满足弧形空间管桁架的建筑效果。支弦管(3-4)、支腹管(5-14)直径为300～500mm，壁厚为20～40mm。
如图1a、1b、1c所示，所述支管相贯连接接头由正交支管部分(图1b)、斜交支管部分(图1c)所组成。正交支管(3、4、5、6)部分相对受力要大些，一般为中心交汇形式，包括环向支弦管(3、4)、竖向支腹管(5、6)。正交支管(3、4、5、6)部分与加劲球管中部柱管(20、21)焊接交界线呈现为圆形，正交支管之间为间隙节点形式。
如图1c、图2-图3所示，斜交支管(7-14)部分一般受力较小，在管桁架体系中表现为斜腹杆构件；为避免多杆件支管之间的搭接连接，斜交支管部分可采用非中心交汇形式(图2)。斜交支管部分包括YZ面的径向平面斜支腹管(7-10)、XZ面的环向平面斜支腹管(11-14)、XY面的斜交支管(本实施例中未绘出)。斜交支管(7-14)与加劲球管中部柱管(20、21)或两端半球盖(18、19)相贯焊接连接17，交界线呈现为非平面的相贯线形式，斜交支管之间优选为间隙节点形式。
作为优选方案，支弦管(3-4)、支腹管(5-14)的直径小于主弦管(1-2)的直径，为100～300mm，其壁厚为8～20mm，斜交支管(7-14)与主弦管(1-2)、斜交支管(7-14)之间的夹角为30～60°。
如图1a所示，本发明中多杆件是指支管(3-14)杆件数量大于等于10根的情况，多杆件的节点交汇构件多、焊缝多，节点复杂，构造要求较高。
如图7、图10、图11所示，本发明涉及加劲球管节点的具体各板件焊接拼装流程如下：
(1)加劲球管一：第二加劲球管两端半球盖19、第二加劲球管中部柱管21、径向正交内隔加劲环板22、竖向正交内隔加劲环板23、环向正交内隔加劲环板24依次焊接组成加劲球管一的半结构；再与由第一加劲球管两端半球盖18、第一加劲球管中部柱管20、径向正交内隔加劲环板22、竖向正交内隔加劲环板23焊接组成的另一半结构对接焊接成一体的加劲球管一结构；
(2)加劲球管二：第二加劲球管两端半球盖19、第二加劲球管中部柱管21、径向内隔加劲矩板27、径向内隔加劲圆管28、环向内隔加劲环板29依次焊接组成加劲球管二的半结构；再与由第一加劲球管两端半球盖18、第一加劲球管中部柱管20、径向内隔加劲矩板27、径向内隔加劲圆管28焊接组成的另一半结构对接焊接成一体的加劲球管二结构；
(3)将径向主弦管1、2分别对接相贯焊接至(1)或(2)生成的加劲球管的两端半球盖18、19上，焊接相贯线16为圆形；
(4)将正交支管3-6依次相贯正交焊接至(1)或(2)加劲球管的中部柱管20、21上，焊接相贯线17为圆形；
(5)将斜交支管7-14一次相贯斜交焊接至(1)或(2)加劲球管的两端半球盖18、19和中部柱管20、21上，焊接相贯线为非平面的相贯线，各支管3-6、7-14之间通过非中心交汇优选为间隙节点形式。
如图12所示，非中心交汇加劲球管节点的首阶线性摄动轴压失稳变形为主弦管的正弦波形，该波形作为加劲球管节点的初始几何缺陷施加，缺陷幅值为斜柱构件边长的1/150。
如图13所示，非中心交汇加劲球管节点的双重非线性轴压稳定荷载收敛曲线为极值点失稳破坏，失稳后不能持续承载，极限失稳荷载系数为1.94，具有较好的线弹性承载性能、抗震性能储备度较为充足。
本发明还提供一种上述的多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点在大跨度管桁架屋盖钢结构体系的多杆件空间交汇连接结构中的应用，所述大跨度为建筑跨度大于60米的民用建筑。
相比较现有技术的不足，本发明提供的一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，以加劲焊接球管外壁壳为中心支撑构架，将主弦管、正交支管、斜交支管分隔开并呈现为间隙节点形式进行非中心交汇，板件组成模块明确，传力清晰、节点承载力高；基于截面代换技术方案的外壁壳中心支撑构架、内隔板加劲支撑板件构造设计方法，保证了本发明加劲球管节点有效符合强核心、弱构件的合理受力状态；基于非线性失稳破坏的极限分析，进一步保障该节点的力学承载性能，使其基本处于弹性阶段承载为主，局部进入塑性阶段的高承载力受力状态，以避免脆性破坏的出现。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，其特征在于，包括加劲焊接球管外壁壳、内隔板加劲支撑组合体、主管相贯连接接头、多杆件支管相贯连接接头；
所述加劲焊接球管外壁壳为中心支撑构架，所述内隔板加劲支撑组合体位于加劲球管外壁壳的内部，作为其局部侧向支撑；所述主管相贯连接接头包括两根主管接头，两根主管接头分别与加劲焊接球管外壁壳两端对接焊接；所述多杆件支管相贯连接接头包括多根正交支管接头、斜交支管接头，正交支管接头包括环向支弦管、竖向支腹管，与加劲焊接球管外壁壳中心交汇相贯焊接；所述斜交支管接头位于加劲焊接球管外壁壳的外部空间各方位，并与其非中心交汇相贯焊接；所述主管接头直径大于支管接头；支管接头数量大于等于10；所述内隔板加劲支撑组合体为内隔管-环板支撑组合体，内隔管-环板支撑组合体由径向内隔加劲圆管、径向内隔加劲矩板、环向内隔加劲环板组成；径向内隔加劲圆管的直径与主管接头相同；径向内隔加劲矩板位于径向内隔加劲圆管内部，两端呈圆弧状，与半球盖焊接连接，中心开设圆孔；环向内隔加劲环板方向垂直于径向内隔加劲圆管，将径向内隔加劲圆管隔成两段并与径向内隔加劲圆管和径向内隔加劲矩板焊接；所述环向内隔加劲环板中心开设圆孔；径向内隔加劲矩板、径向内隔加劲圆管、环向内隔加劲环板的壁厚分别为主管接头的1.0 倍、1.5 倍、1.0 倍，圆孔直径200mm～300mm，环向内隔加劲环板外环还开设有透气孔；
所述加劲焊接球管外壁壳由第一加劲球管两端半球盖、第二加劲球管两端半球盖、第一加劲球管中部柱管、第二加劲球管中部柱管组成；
加劲球管节点的焊接拼装流程如下：
第二加劲球管两端半球盖、第二加劲球管中部柱管、径向内隔加劲矩板、径向内隔加劲圆管、环向内隔加劲环板依次焊接组成加劲球管的半结构；再与由第一加劲球管两端半球盖、第一加劲球管中部柱管、径向内隔加劲矩板、径向内隔加劲圆管焊接组成的另一半结构对接焊接成一体的加劲球管结构；
将两根主管接头分别对接相贯焊接至生成的加劲球管的两端半球盖上，焊接相贯线为圆形；
将正交支管接头依次相贯正交焊接至加劲球管的中部柱管上，正交支管之间为间隙节点形式，焊接相贯线为圆形；
将斜交支管依次相贯斜交焊接至加劲球管的两端半球盖和中部柱管上，焊接相贯线为非平面的相贯线，各斜交支管之间通过非中心交汇为间隙节点形式；加劲焊接球管外壁壳上开设有透气孔；主管接头为直线或带有小弧度的弧形设置，主管接头直径300～500 mm，壁厚20～40mm；支管接头直径为100mm～300mm，壁厚8～20mm；斜交支管与主管、斜交支管之间的夹角为30～60°。
2.根据权利要求1 所述的一种多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点，其特征在于，斜交支管为斜腹杆构件。
3.根据权利要求1-2 任一项所述的多杆件空间管桁架的非中心交汇加劲球管节点在大跨度管桁架屋盖钢结构体系的多杆件空间交汇连接结构中的应用。
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