CN113581398A - 一种可快速装配的多杆节点 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多杆节点领域，更具体的说是一种可快速装配的多杆节点。多杆节点包括杆件连接器，所述杆件连接器包括顶板和四个侧板相连组成的正四棱台状结构，每个侧板为等腰梯形，等腰梯形的两条腰边的夹角为53.13°，顶板与任意一个侧板的夹角均为60°；还包括与杆件连接器配合连接扩展模块，包括辅助支撑板，以及两个分别固接在辅助支撑板前后两端的辅助侧板；辅助支撑板为等腰梯形板，两条腰边的夹角为60度，辅助支撑板与顶板夹角为90°；通过顶板、侧板和辅助支撑板与对应的柱状件连接可以应用在多层空间网架结构中实现搭建具有封闭正六边形结构的漂浮平台。

Description

一种可快速装配的多杆节点
技术领域
本发明涉及多杆节点领域，更具体的说是一种可快速装配的多杆节点。
背景技术
网架结构应用非常广泛，通过将预先制作好的杆件和节点在现场直接对接，可以快速拼接装配出大型建筑的基本结构。网架结构的多杆交汇节点方式有很多种，包括螺栓球节点、焊接空心球节点、焊接钢管节点和铸钢节点等。
目前大部分多杆节点用于直径较小的钢管杆件，当钢管杆件直径较大时，汇交节点需要相应做出改变，螺栓球节点尺寸增大后，质量陡增，加工难度增大；焊接空心球节点的尺寸增大后，空心球的半球热冲压质量难以控制、加肋和焊接过程变得复杂；铸钢节点是整体浇铸而成的铸钢件，美观且受力合理，但是生产难度大且工程造价高，焊接钢管节点多用于现场作业，角度定位难度大，焊接工作量大。
目前用于大直径杆件的装配式多杆节点较少，虽然公开号CN112900646A提供了一种装配式组合结构节点连接系统，可以快速将杆单元和梁单元汇交，提高了施工效率，但是杆件限于4根。公开号CN111005445A提供了一种多边形钢管与钢构件之间的装配式连接节点，避免了构造复杂和制作安装困难等问题，但是杆件的方向性严重受限，基本围绕多边形的中心布置，分散布置的杆件并非汇交于一点，使得节点扩展受限。且上述常见的多杆节点在漂浮平台的应用并没有实现真正意义上的模块化，使得设计、建造和安装成本非常高。
发明内容
本发明提供一种可快速装配的多杆节点，目的是可以通过装配的方式连接杆件，简化现场作业量。
上述目的通过以下技术方案来实现：
一种可快速装配的多杆节点，包括杆件连接器，所述杆件连接器包括顶板和四个侧板相连组成的正四棱台状结构，每个侧板为等腰梯形，等腰梯形的两条腰边的夹角为53.13°，顶板与任意一个侧板的夹角均为60°；所述顶板为正方形板，顶板的边，以及侧板上与顶板相连的边的长度相同；其中所述顶板与侧板采用焊接实现固接；其中所述顶板和侧板上均设有通孔Ⅰ，位于同一平面上的通孔Ⅰ数量为偶数个且处于一个虚拟的圆上；还包括设置在杆件连接器内部的井柱，以及均匀分布在井柱外围用以支撑侧板的肋板，其中井柱与顶板连接；其中所述井柱为四块板材围成的四棱柱结构；所述侧板和井柱上分别设有通孔Ⅱ和通孔Ⅲ；还包括与杆件连接器配合连接扩展模块，所述扩展模块包括辅助支撑板，以及两个分别固接在辅助支撑板前后两端的辅助侧板；辅助支撑板为等腰梯形板，两条腰边的夹角为60度，辅助支撑板与顶板夹角为90°，辅助侧板为直角三角板，两个辅助侧板均固接在位于左侧的侧板上，所述两个辅助侧板分别与位于前后两侧的侧板共面。
一种漂浮平台，包括多层的网架结构，网架结构的每层包括若干相同的封闭正六边形多杆结构，每个封闭正六边形多杆结构包括六个杆件连接器和六个支撑杆，连接器和支撑杆依次连接，位于底层的连接器的下端配合连接扩展模块，位于顶层的连接器的配合连接扩展模块，辅助支撑板上固接纵向延伸的支撑杆；位于上方的支撑杆与甲板连接，甲板上布置若干风力发电机，波浪可以穿过漂浮平台，至少四根系泊绳索一端固定于甲板，另一端固定与海底，系泊绳索呈悬链线形态。
附图说明
图1显示了杆件连接器；
图2为杆件连接器爆炸图；
图3显示了杆件连接器内部的井柱和肋板；
图4显示了扩展模块；
图5显示了杆件连接器和扩展模块的配合；
图6显示了杆件连接器与支撑杆5的连接；
图7为图6的另一视角；
图8显示了杆件连接器和扩展模块配合后与支撑杆5的连接；
图9显示了漂浮平台实施例一；
图10显示了漂浮平台的局部a；
图11显示了漂浮平台的局部b；
图12显示了漂浮平台的局部c；
图13为漂浮平台实施例二的正视图；
图14为漂浮平台实施例二的俯视图。
具体实施方式
参考图1至5，一种可快速装配的多杆节点，包括杆件连接器1、井柱2、肋板3和扩展模块4；
其中杆件连接器1包括顶板101、侧板102、通孔Ⅰ103和加强筋104；顶板101和四个侧板102相连组成的正四棱台状结构，每个侧板102为等腰梯形，等腰梯形的两条腰边的夹角为53.13°，顶板101与任意一个侧板102的夹角均为60°，加强筋104设置在顶板101与侧板102之间，以及相邻的侧板102与侧板102之间；其中通孔Ⅰ103用于螺栓连接，可以在顶板101或侧板102上设置开口105，以降低结构重量，节约材质；其中顶板101和侧板102用于连接对应的且规格相同的柱状件，如支撑杆5。具体的，与顶板101法向连接的支撑杆5，其轴线与顶板101中心重合，同理的，与侧板102法向连接的支撑杆5，其轴线与侧板102中心重合，进而可以实现如图6、7和14中显示的多层封闭正六边形的多杆结构的网架。
进一步的，所述杆件连接器1在底部增设底板，可以将支撑杆5数量增加至六根；
其中井柱2和肋板3用于加强杆件连接器1的强度，所述井柱2由四块钢板围成四棱柱形状，所述肋板3均匀分布于井柱2外围，井柱2每侧钢板焊接两块肋板3，肋板3与对应的侧板102相抵。
参考图4，扩展模块4包括辅助支撑板401和辅助侧板402；辅助支撑板401为等腰梯形板结构，两条腰边的夹角为60度，辅助侧板402为直角三角板结构，辅助侧板402与辅助支撑板401通过焊接固接，辅助支撑板401的前后两端各固接一个辅助侧板402；辅助支撑板401用于与柱状件连接，如支撑杆5，进一步的，围绕辅助支撑板401的中心圆周阵列有偶数个通孔Ⅲ，以便于支撑杆5通过法兰和螺栓与辅助支撑板401固接，而螺栓则穿过相应的通孔Ⅲ；
参考图9，扩展模块4配合杆件连接器1使用形成三层空间网架结构，三层空间网架结构用作海上漂浮平台的顶层与底层，而单独的杆件连接器1位于中层；
一种漂浮平台，包括多层的网架结构，网架结构的水平面上，每层包括若干相同的封闭正六边形多杆结构，纵向面中，也包括若干相同的封闭正六边形多杆结构，每个封闭正六边形多杆结构包括六个杆件连接器1和六个支撑杆5，连接器1和支撑杆5依次连接，位于下端的连接器1的下端配合连接扩展模块4，位于上端的连接器1配合连接扩展模块4，辅助支撑板401上固接纵向延伸的支撑杆5；
位于上方的支撑杆5与甲板6连接，甲板6上布置若干风力发电机8，波浪9可以穿过漂浮平台，至少四根系泊绳索7一端固定于甲板6，另一端固定与海底，系泊绳索7呈悬链线形态；
也可不采用扩展模块4，形成如图14显示的多层的网架结构；
各支撑杆5尺寸结构相同，具有互换性，可以设置储存多个规格的支撑杆5，以增加杆件连接器1的整体高度，优选的，支撑杆5结构为空心圆管或空心多边形管，支撑杆5通过法兰和螺栓的连接方式便于组装，其中法兰可以一体连接在支撑杆5上，或焊接在支撑杆5上；
板材焊接的设计避免了常见节点的复杂工艺和减少了现场作业量，可有效降低成本和缩短施工周期。本发明可用于大直径杆件的连接，也可用于构建海上漂浮平台。

Claims (10)

1.一种可快速装配的多杆节点，包括杆件连接器(1)，所述杆件连接器(1)包括顶板(101)和四个侧板(102)相连组成的正四棱台状结构，每个侧板(102)为等腰梯形，等腰梯形的两条腰边的夹角为53.13°，顶板(101)与任意一个侧板(102)的夹角均为60°。
2.根据权利要求1所述的多杆节点，所述顶板(101)为正方形板，顶板(101)的边，以及侧板(102)上与顶板(101)相连的边的长度相同。
3.根据权利要求2或1所述的多杆节点，其中所述顶板(101)与侧板(102)采用焊接实现固接。
4.根据权利要求3所述的多杆节点，其中所述顶板(101)和侧板(102)上均设有通孔Ⅰ(103)，位于同一平面上的通孔Ⅰ(103)数量为偶数个且处于一个虚拟的圆上，所述圆的圆心位于对应的顶板(101)或侧板(102)的中心。
5.根据权利要求4所述的多杆节点，还包括设置在杆件连接器(1)内部的井柱(2)，以及均匀分布在井柱(2)外围用以支撑侧板(102)的肋板(3)，其中井柱(2)与顶板(101)连接。
6.根据权利要求5所述的多杆节点，还包括设置在顶板(101)与侧板(102)之间，以及相邻的侧板(102)与侧板(102)之间的加强筋(104)。
7.根据权利要求6或5所述的多杆节点，所述侧板(102)和井柱(2)上分别设有通孔Ⅱ(105)和通孔Ⅲ(201)。
8.根据权利要求7所述的多杆节点，还包括与杆件连接器(1)配合连接扩展模块(4)，所述扩展模块(4)包括辅助支撑板(401)，以及两个分别固接在辅助支撑板(401)前后两端的辅助侧板(402)；辅助支撑板(401)为等腰梯形板，两条腰边的夹角为60度，辅助支撑板(401)与顶板(101)夹角为90°，辅助侧板(402)为直角三角板，两个辅助侧板(402)均固接在位于左侧的侧板(102)上，所述两个辅助侧板(402)分别与位于前后两侧的侧板(102)共面。
9.根据权利要求1所述的多杆节点，所述顶板(101)和侧板(102)用于连接对应的柱状件。
10.根据权利要求8所述的多杆节点，所述辅助支撑板(401)用于连接对应的柱状件。
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