CN115492259A - 循环装配式钢管网架节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑领域的空间网格结构，提供了循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件、封堵件、高强螺栓、套筒和螺栓球，钢管杆件至少一端与封堵件通过螺纹可拆装连接，高强螺栓的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、套筒后与螺栓球螺纹连接。本发明循环装配式钢管网架节点，钢管杆件与封堵件之间通过螺纹方式的设计实现可拆装，改变了传统网架节点的封堵件无法更换，高强螺栓更换时需对钢管进行切割和焊接等破坏性操作的现状，使得网架构件全寿命周期内更换操作简捷、快速。本发明解决钢管网架循环利用的技术难题，对钢管网架全寿命周期内降低使用成本、减少资源消耗、达到节能减排目标，起到积极深远的推动作用。

Description

循环装配式钢管网架节点

技术领域

本发明涉及建筑领域的空间网格结构，具体涉及循环装配式钢管网架节点。

背景技术

现有的网架节点参照图16、17，包括钢管杆件、封板、锥头、高强螺栓、套筒和螺栓球，钢管杆件的两端与封板、锥头焊接固定。若网架于不同施工现场循环利用，即会涉及每个网架节点的拆卸安装，而节点处的高强螺栓由于使用后力学性能发生改变，螺纹也或多或少遭到破坏，不能重复使用，需要更换，具体操作是将钢管杆件切割后，取出并更换高强螺栓，然后将分段的钢管杆件重新焊接，整体操作复杂、缓慢、繁琐，更不用说更换范围涉及整体网架的每一个节点；同时，封板、锥头与钢管钢件采用焊接连接，组合成型后无法分离，封板、锥头为一次性使用，限制了钢管网架实际循环使用。

为此，我们提出循环装配式钢管网架节点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了循环装配式钢管网架节点，解决了传统网架节点的高强螺栓更换时需对钢管进行切割和焊接操作，现场操作繁琐、周期长；封板、锥头不能重重利用，钢管利用需切割、接长成本高，重复利用成本高于重新制作构件成本。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件、封堵件、高强螺栓、套筒和螺栓球，所述高强螺栓的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、套筒后与螺栓球螺纹连接，其特征在于：所述钢管杆件至少一端与封堵件通过螺纹可拆装连接。

进一步的，所述钢管杆件两端均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

进一步的，所述封堵件为封板或者锥头。

更进一步的，当钢管杆件的外径大于75mm时，所述封堵件为锥头；当钢管杆件的外径小于75mm时，所述封堵件为封板。

进一步的，所述钢管杆件的端部固定有接头，所述封堵件与接头螺纹连接。

更进一步的，所述接头设有外螺纹，所述封堵件设有内螺纹；

或者，所述接头设有内螺纹，所述封堵件设有外螺纹。

进一步的，所述封堵件与钢管杆件螺纹连接。

更进一步的，所述封堵件设有外螺纹，所述钢管杆件的端部设有内螺纹；

或者，所述封堵件设有内螺纹，所述钢管杆件的端部设有外螺纹。

进一步的，所述套筒为外六角套筒。

进一步的，所述高强螺栓的螺杆侧部设有长条槽，所述套筒上设有销钉，所述销钉穿过套筒后伸入长条槽内。

更进一步的，所述长条槽的底部沿径向向内凹设形成有定位槽。

(三)有益效果

本发明提供了循环装配式钢管网架节点，具备以下有益效果：

1、本发明循环装配式钢管网架节点，钢管杆件与封堵件之间通过螺纹结构的设计实现可拆装，改变了传统网架节点的高强螺栓更换时需对钢管进行切割和焊接等破坏性操作，封板、锥头与钢管钢件采用焊接连接，组合成型后无法分离，封板、锥头为一次性使用的现状，使得高强螺栓更换操作简单、快速、便捷，封板、锥头可循环利用；本发明解决钢管网架循环利用的技术难题，有效延长了钢管网架的生命周期，大幅提高了钢管网架经济价值；同时，对减少资源消耗，节能减排，碳中和、碳达峰等绿色环保起到积极深远的推动作用；

2、本发明循环装配式钢管网架节点，在钢管螺栓球网架加固、改造上提供了无损更换高强螺栓、封堵件、套筒的便捷方法，大大提高了加固、改造的可行性，获得较好的经济性；

3、本发明循环装配式钢管网架节点，其高强螺栓螺杆在长条槽的基础上增设了定位槽，长条槽与定位槽之间形成有段差，一方面，将销钉能够进一步伸入定位槽内作为高强螺栓终拧到位的判断依据，另一方面，通过销钉与定位槽的配合，对终拧到位的高强螺栓进行定位，进一步提高网架节点的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图；

图2为本发明实施例1的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例2的主视结构示意图；

图4为本发明实施例2的爆炸结构示意图；

图5为本发明实施例3的主视结构示意图；

图6为本发明实施例3的爆炸结构示意图；

图7为本发明实施例4的主视结构示意图；

图8为本发明实施例4的爆炸结构示意图；

图9为本发明实施例5的主视结构示意图；

图10为本发明实施例5的爆炸结构示意图；

图11为本发明实施例6的主视结构示意图；

图12为本发明实施例6的爆炸结构示意图；

图13为本发明中销钉和高强螺栓配合的结构示意图；

图14为本发明中扳手与封板配合的结构示意图；

图15为本发明实施例1-6安装于同一节点的示意图；

图16为现有网架节点的样品照片；

图17为现有网架节点的现场照片。

图中：螺栓球1，螺纹孔1a，封板2，平板状主体2a，第一套筒状连接部2b，锁止孔2c，锥头3，端板3a，锥形主体3b，第二套筒状连接部3c，套筒4，销钉孔4a，销钉5，高强螺栓6，长条槽6a，定位槽6b，钢管杆件7，接头8，径向凸缘8a，接头的另一端8b，焊缝9。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照附图1、2、15，循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件7、封堵件、高强螺栓6、外六角套筒4和螺栓球1，所述高强螺栓6的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、外六角套筒4后与螺栓球1螺纹连接，所述钢管杆件7的两端部均与封堵件通过螺纹可拆装连接，通过双头螺纹连接结构的设置，方便后期更换钢管杆件。

该实施例中，所述钢管杆件7的外径小于75mm，封堵件采用封板2，所述封板2包括平板状主体2a、第一套筒状连接部2b。

具体的，所述钢管杆件7的端部可于工厂内预焊固定有接头8，避免于施工现场进行焊接操作，所述接头8一端伸入至钢管杆件7内直至钢管杆件7抵靠其径向凸缘8b，接头8的径向凸缘8b与钢管杆件7之间形成有焊缝9，接头8的另一端8b设有外螺纹，所述封板2的第一套筒状连接部2b设有内螺纹，所述钢管杆件7在接头8的配合下与所述封板2实现螺纹连接。钢管杆件无论一端还是两端与封板可拆装均能够实现高强螺栓简单、快速、便捷的更换操作。

该实施例中，参照图13，所述高强螺栓6的螺杆侧部设有长条槽6a，所述长条槽6a的底部(具体为靠近高强螺栓6头部的一端)沿径向向内凹设形成有定位槽6b，所述长条槽6a和定位槽6b均为腰形状，所述外六角套筒4设有销钉孔6a，所述销钉5穿过套筒4的销钉孔后伸入长条槽内。一方面，将销钉5能够伸入定位槽内作为高强螺栓6终拧到位的判断依据，另一方面，通过销钉5与定位槽的配合，对终拧到位的高强螺栓6进行定位。

旋转外六角套筒4的扳手为常规外六角扳手，旋转封板2的扳手，参照图14，包括圆弧状的弯曲部10a、与弯曲部一端连接的握柄10b、与弯曲部另一端内侧连接的锁止销10c。操作时，扳手的锁止销10c插入封板2的侧面的锁止孔2c，弯曲部10a与封板2的侧面贴合，旋转握柄即可带动封板2旋转。

搭建网架时，钢管杆件7与螺栓球1的连接操作如下：首先，将高强螺栓6的头部置于封板2内，其螺杆穿过封板2、外六角套筒4，通过螺丝刀将销钉5旋入外六角套筒4直至伸入高强螺栓6的长条槽内，完成高强螺栓6、封板2和外六角套筒4的组装；其次，通过扳手将封板2拧在钢管杆件7端部的接头8上，完成封板2与钢管杆件7的连接；然后，通过扳手旋转外六角套筒4，外六角套筒4通过销钉5带动高强螺栓6同步转动，对高强螺栓6进行初拧和终拧操作，将高强螺栓6拧入螺栓球的螺纹孔1a内，完成高强螺栓6与螺栓球1的连接；最后，将销钉5旋转伸入高强螺栓6的定位槽内，完成高强螺栓6的定位。

拆卸网架时，钢管杆件7与螺栓球1的分离操作如下：首先，通过螺丝刀旋转销钉5伸出高强螺栓6的定位槽，解除对高强螺栓6的定位；然后，通过扳手旋转外六角套筒4，外六角套筒4通过销钉5带动高强螺栓6同步转动，完成高强螺栓6与螺栓球1的分离；再通过扳手旋转封板2，完成封板2与接头8分离；最后，旋出销钉5，完成高强螺栓6的更换。

实施例2

参照附图3、4、15，循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件7、封堵件、高强螺栓6、外六角套筒4和螺栓球1，所述高强螺栓6的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、外六角套筒4后与螺栓球1螺纹连接，所述钢管杆件7的两端部均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

该实施例中，所述钢管杆件7的外径大于75mm，封堵件为锥头3，锥头3包括锥形主体3b、连接于锥形主体3b小径端的端板3a、连接于锥形主体3b大径端的第二套筒状连接部3c。

具体的，所述钢管杆件7的端部可于工厂内预焊固定有接头8，避免于施工现场进行焊接操作，所述接头8一端伸入至钢管杆件7内直至钢管杆件7抵靠其径向凸缘8b，接头8的径向凸缘8b与钢管杆件7之间形成有焊缝9，接头8的另一端8b设有外螺纹，所述锥头3的第二套筒状连接部3c设有内螺纹，所述钢管杆件7在接头8的配合下与所述锥头3实现螺纹连接。

该实施例中，参照图13，所述高强螺栓6的螺杆侧部设有长条槽6a，所述长条槽6a的底部(具体为靠近高强螺栓6头部的一端)沿径向向内凹设形成有定位槽6b，所述长条槽6a和定位槽6b均为腰形状，所述外六角套筒4设有销钉孔6a，所述销钉5穿过套筒4的销钉孔后伸入长条槽内。

实施例2中，搭建网架时，钢管杆件7与螺栓球1的连接操作，以及拆卸网架时，钢管杆件7与螺栓球1的分离操作，与实施例1操作一致。实施例2中，封堵件采用锥头3替代封板2。

实施例3

参照图5、6、15，循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件7、封堵件、高强螺栓6、外六角套筒4和螺栓球1，所述高强螺栓6的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、外六角套筒4后与螺栓球1螺纹连接，所述钢管杆件7的两端部均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

该实施例中，所述钢管杆件7的外径小于75mm，封堵件为封板2所述封板2包括平板状主体2a、第一套筒状连接部2b。所述封板2的第一套筒状连接部2b设有外螺纹，所述钢管杆件7的端部设有内螺纹，所述封板2与钢管杆件7通过外、内螺纹配合实现螺纹连接。

该实施例中，参照图13，所述高强螺栓6的螺杆侧部设有长条槽6a，所述长条槽6a的底部(具体为靠近高强螺栓6头部的一端)沿径向向内凹设形成有定位槽6b，所述长条槽6a和定位槽6b均为腰形状，所述外六角套筒4设有销钉孔6a，所述销钉5穿过套筒4的销钉孔后伸入长条槽内。

实施例3中，搭建网架时，钢管杆件7与螺栓球1的连接操作，以及拆卸网架时，钢管杆件7与螺栓球1的分离操作，与实施例1中的操作基本一致，区别仅在于前者所述封板2直接与钢管杆件7螺纹连接。

实施例4

参照图7、8、15，循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件7、封堵件、高强螺栓6、外六角套筒4和螺栓球1，所述高强螺栓6的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、外六角套筒4后与螺栓球1螺纹连接，所述钢管杆件7的两端部均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

该实施例中，所述钢管杆件7的外径大于75mm，封堵件为锥头3，锥头3包括锥形主体3b、连接于锥形主体3b小径端的端板3a、连接于锥形主体3b大径端的第二套筒状连接部3c。所述锥头3的第二套筒状连接部3c设有外螺纹，所述钢管杆件7的端部设有内螺纹，所述锥头3与钢管杆件7通过外、内螺纹配合实现螺纹连接。

该实施例中，参照图13，所述高强螺栓6的螺杆侧部设有长条槽6a，所述长条槽6a的底部(具体为靠近高强螺栓6头部的一端)沿径向向内凹设形成有定位槽6b，所述长条槽6a和定位槽6b均为腰形状，所述外六角套筒4设有销钉孔6a，所述销钉5穿过套筒4的销钉孔后伸入长条槽内。

实施例4中，搭建网架时，钢管杆件7与螺栓球1的连接操作，以及拆卸网架时，钢管杆件7与螺栓球1的分离操作，与实施例2中的操作基本一致，区别仅在于前者所述锥头3直接与钢管杆件7螺纹连接。

实施例5

参照图9、10、15，循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件7、封堵件、高强螺栓6、外六角套筒4和螺栓球1，所述高强螺栓6的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、外六角套筒4后与螺栓球1螺纹连接，所述钢管杆件7的两端部均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

该实施例中，所述钢管杆件7的外径小于75mm，封堵件为封板2，所述封板2包括平板状主体2a、第一套筒状连接部2b。所述封板2的第一套筒状连接部2b设有内螺纹，所述钢管杆件7的端部形成有缩径部，缩径部设有外螺纹，所述封板2与钢管杆件7通过内、外螺纹配合实现螺纹连接。

该实施例中，参照图13，所述高强螺栓6的螺杆侧部设有长条槽6a，所述长条槽6a的底部(具体为靠近高强螺栓6头部的一端)沿径向向内凹设形成有定位槽6b，所述长条槽6a和定位槽6b均为腰形状，所述外六角套筒4设有销钉孔6a，所述销钉5穿过套筒4的销钉孔后伸入长条槽内。

实施例5中，搭建网架时，钢管杆件7与螺栓球1的连接操作，以及拆卸网架时，钢管杆件7与螺栓球1的分离操作，与实施例1中的操作基本一致，区别仅在于前者所述封板2直接与钢管杆件7螺纹连接。

实施例6

参照图11、12、15，循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件7、封堵件、高强螺栓6、外六角套筒4和螺栓球1，所述高强螺栓6的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、外六角套筒4后与螺栓球1螺纹连接，所述钢管杆件7的两端部均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

该实施例中，所述钢管杆件7的外径大于75mm，封堵件为锥头3，锥头3包括锥形主体3b、连接于锥形主体3b小径端的端板3a、连接于锥形主体3b大径端的第二套筒状连接部3c。所述锥头3的第二套筒状连接部3c设有内螺纹，所述钢管杆件7的端部形成有缩径部，缩径部设有外螺纹，所述锥头3与钢管杆件7通过内、外螺纹配合实现螺纹连接。

该实施例中，参照图13，所述高强螺栓6的螺杆侧部设有长条槽6a，所述长条槽6a的底部(具体为靠近高强螺栓6头部的一端)沿径向向内凹设形成有定位槽6b，所述长条槽6a和定位槽6b均为腰形状，所述外六角套筒4设有销钉孔6a，所述销钉5穿过套筒4的销钉孔后伸入长条槽内。

实施例6中，搭建网架时，钢管杆件7与螺栓球1的连接操作，以及拆卸网架时，钢管杆件7与螺栓球1的分离操作，与实施例2中的操作基本一致，区别仅在于前者所述锥头3直接与钢管杆件7螺纹连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.循环装配式钢管网架节点，包括钢管杆件、封堵件、高强螺栓、套筒和螺栓球，所述高强螺栓的头部置于钢管内部、其螺杆依次穿过封堵件、套筒后与螺栓球螺纹连接，其特征在于：所述钢管杆件至少一端与封堵件通过螺纹可拆装连接。

2.根据权利要求1所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述钢管杆件两端均与封堵件通过螺纹可拆装连接。

3.根据权利要求1所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述封堵件为封板或者锥头。

4.根据权利要求3所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：当钢管杆件的外径大于75mm时，所述封堵件为锥头；当钢管杆件的外径小于75mm时，所述封堵件为封板。

5.根据权利要求3所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述钢管杆件的端部固定有接头，所述封堵件与接头螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述接头设有外螺纹，所述封堵件设有内螺纹；或者，所述接头设有内螺纹，所述封堵件设有外螺纹。

7.根据权利要求3所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述封堵件与钢管杆件螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述封堵件设有外螺纹，所述钢管杆件的端部设有内螺纹；

或者，所述封堵件设有内螺纹，所述钢管杆件的端部设有外螺纹。

9.根据权利要求1所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述套筒为外六角套筒。

10.根据权利要求1所述的循环装配式钢管网架节点，其特征在于：所述高强螺栓的螺杆侧部设有长条槽，所述套筒上设有销钉，所述销钉穿过套筒后伸入长条槽内；

所述长条槽的底部沿径向向内凹设形成有定位槽。

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