CN115853115B - 一种管桁架的插板节点连接结构及管桁架系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑物构造技术领域，具体涉及一种管桁架的插板节点连接结构及管桁架系统，管桁架的插板节点连接结构包括：管桁架弦杆，管桁架弦杆为至少三根，且沿水平方向布置；腹杆，布置在竖直方向上并与管桁架弦杆固定相连；插板，设置在管桁架弦杆的径向方向上，且插板具有延伸出管桁架弦杆外周壁以外的延伸部；延伸部分分别与其相邻的插板和腹杆固定相连。上述结构可以克服现有技术中的管桁架的节点连接结构难以满足多连杆连接的复杂管桁架节点的抗拉承载能力和抗压承载能力不足的问题，并解决节点相交区域焊缝过于集中，焊接面积不足等问题。而且，所用还插板可起到约束钢管变形和提升节点安全性能，同时使得复杂节点的传力更直接、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及管桁架建筑结构技术领域，具体涉及一种管桁架的插板节点连接结构及管桁架系统。
背景技术
管桁架，是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构。圆管形杆件使桁架结构用料经济、结构自重轻，易于构成各种外形以适应不同的用途，譬如可以做成简支桁架、拱、框架及塔架等。管桁架是空间大跨建筑结构中最常用的一种结构形式，广泛应用于体育场馆、机场、车站、剧院、大跨度厂房和桥梁等对空间要求较高的建筑。桁架结构形式合理、传力路径明确、杆件多以受轴力为主，因此相较于其他结构形式，用钢量比较节省。
但是，现有的管桁架节点连接结构难以满足复杂节点的强度要求，尤其是3根管桁架加6根腹杆相贯节点的复杂连接结构。针对于此类复杂节点，现有的管桁架节点连接结构难以满足多连杆连接的复杂管桁架节点的抗拉承载能力。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的管桁架的节点连接结构难以满足多连杆连接的复杂管桁架节点的抗拉承载能力和抗压承载能力不足的问题，并解决节点相交区域焊缝过于集中，焊接面积不足等问题。而且，还可以解决现有结构无法起到约束钢管变形和提升节点安全性能的问题，以及现有复杂节点的传力不够直接、可靠的问题。为此，本发明提供一种管桁架的插板节点连接结构，包括：
管桁架弦杆，所述管桁架弦杆为至少三根，且沿水平方向布置；
腹杆，所述腹杆为至少三根，且布置在竖直方向上并与所述管桁架弦杆固定相连；
插板，设置在所述管桁架弦杆的径向方向上，且所述插板具有延伸出所述管桁架弦杆外周壁以外的延伸部；所述延伸部分分别与其相邻的所述插板和/或所述腹杆固定相连。
可选的，所述插板布置在所述腹杆所处的竖直方向上，并与所述腹杆对应设置。
可选的，至少三根所述管桁架弦杆包括：第一管桁架弦杆，以及与固定连接在所述第一管桁架弦杆上的第二管桁架弦杆；
所述插板具有设置在所述第一管桁架弦杆上的第一插板，以及设置在所述第二管桁架弦杆上的第二插板；
所述第一插板为贯穿所述第一管桁架弦杆的平板结构；
所述第二插板为与所述第二管桁架弦杆外轮廓形状相适配的中空平板结构。
可选的，所述第一管桁架弦杆的直径大于所述第二管桁架弦杆的直径。
可选的，所述管桁架弦杆上设置有与所述插板形状相适配的第一插接口，所述管桁架弦杆与所述插板配合插接并焊接相连。
可选的，所述腹杆端部位置设置有与所述插板形状相适配的第二插接口，所述腹杆与所述插板配合插接并焊接相连。
可选的，所述第一管桁架弦杆为一根；所述第二管桁架弦杆为两根，并交叉固定在所述第一管桁架弦杆上；所述第一管桁架弦杆和所述第二管桁架弦杆组成米字形结构；
所述腹杆为6根；每片所述插板长度方向的两侧分别设置有两根与其相适配的所述腹杆。
可选的，所述管桁架弦杆、所述腹杆和所述插板三者焊接相连，并在工厂预制加工，以构成节点连接结构；
所述管桁架弦杆的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的管桁架弦杆上；和/或，
所述腹杆的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的腹杆上。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的管桁架的插板节点连接结构，包括：
管桁架弦杆，所述管桁架弦杆为至少三根，且沿水平方向布置；
腹杆，所述腹杆为至少三根，且布置在竖直方向上并与所述管桁架弦杆固定相连；
插板，设置在所述管桁架弦杆的径向方向上，且所述插板具有延伸出所述管桁架弦杆外周壁以外的延伸部；所述延伸部分分别与其相邻的所述插板和/或所述腹杆固定相连。
现有技术中的管桁架节点连接结构无法保证连接节点具有足够的焊接面，难以保证节点的抗拉承载能力。为了解决上述问题，在本发明中通过管桁架弦杆和腹杆直接设置插板。插板可以使传力更直接，提高节点结构的连接强度。且，上述插板可以有效地提高管桁架弦杆和腹杆之间的焊接面积，以及相邻的管桁架弦杆之间的焊接面积，从而提高管桁架节点连接结构的抗拉承载能力。另外，在本发明中通过在管桁架弦杆的径向方向设置上述插板。插板可以有效地提高管桁架弦杆的抗压能力，从而提高复杂管桁架节点连接结构的抗拉和抗压能力。故，上述结构可以克服现有技术中的管桁架的节点连接结构难以满足多连杆连接的复杂管桁架节点的抗拉承载能力和抗压承载能力不足的问题，并解决节点相交区域焊缝过于集中，焊接面积不足等问题。而且，所用还插板可起到约束钢管变形和提升节点安全性能，同时使得复杂节点的传力更直接、可靠。
2.本发明提供的管桁架的插板节点连接结构，所述插板布置在所述腹杆所处的竖直方向上，并与所述腹杆对应设置。
插板布置在竖直方向上并与腹杆对应设置，可以有效地通过插板将腹杆加强固定在管桁架弦杆上。
3.本发明提供的管桁架的插板节点连接结构，至少三根所述管桁架弦杆包括：第一管桁架弦杆，以及与固定连接在所述第一管桁架弦杆上的第二管桁架弦杆；
所述插板具有设置在所述第一管桁架弦杆上的第一插板，以及设置在所述第二管桁架弦杆上的第二插板；所述第一插板为贯穿所述第一管桁架弦杆的平板结构；所述第二插板为与所述第二管桁架弦杆外轮廓形状相适配的中空平板结构。
在本发明中，通过将第一管桁架弦杆上的第一插板设置为实心的平板结构可以有效地提高主要用于承担压力的第一管桁架弦杆其承载能力。通过上述中空平板结构的第二管桁架弦杆，可以有效地保证管桁架弦杆和腹杆之间的焊接面积，以及相邻的管桁架弦杆之间的焊接面积，从而提高管桁架节点连接结构的抗拉承载能力。上述结构的复杂管桁架节点连接结构可以有效地保证节点连接结构安装简单方便且结构可靠。
4.本发明提供的管桁架的插板节点连接结构，所述管桁架弦杆上设置有与所述插板形状相适配的第一插接口，所述管桁架弦杆与所述插板配合插接并焊接相连。
在本发明中，通过在管桁架弦杆上设置有与所述插板形状相适配的第一插接口。从而在工厂安装制造管桁架节点连接结构的过程中，可以更加简单方便地将插板焊接固定在管桁架弦杆上，从而大大提升了复杂管桁架节点连接结构的生产加工效率。
5.本发明提供的管桁架的插板节点连接结构，所述腹杆端部位置设置有与所述插板形状相适配的第二插接口，所述腹杆与所述插板配合插接并焊接相连。
在本发明中，通过在在腹杆端部位置设置与插板形状相适配的第二插接口，可以方便将腹杆固定在管桁架弦杆上，从而进一步提高复杂管桁架节点连接结构的生产加工效率。
6.本发明提供的管桁架的插板节点连接结构，所述管桁架弦杆、所述腹杆和所述插板三者焊接相连，并在工厂预制加工，以构成节点连接结构；所述管桁架弦杆的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的管桁架弦杆上；和/或，所述腹杆的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的腹杆上。
在本发明中，通过将管桁架弦杆、腹杆和插板三者在工厂预制加工焊接相连，从而构成节点连接结构。上述预制的复杂节点结构，在施工现场再与管桁架弦杆的延长部分或者腹杆的延长部分焊接固定相连。上述连接方式可以极大程度地在满足多连杆连接的复杂管桁架节点的抗拉承载能力和抗压能力要求的同时，提高复杂管桁架节点的装配效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的管桁架插板节点连接结构立体结构示意图；
图2为本发明提供的包括第一插板和第二插板的插板结构示意图；
图3为本发明提供的管桁架插板节点连接结构底部立体结构示意图；
图4为本发明提供的管桁架插板节点连接结构顶部立体结构示意图。
附图标记说明：
1-管桁架弦杆；2-腹杆；3-插板；4-第一管桁架弦杆；5-第二管桁架弦杆；6-第一插板；7-第二插板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
本实施例中提供一种管桁架的插板节点连接结构，如图1所示，包括：
管桁架弦杆1，所述管桁架弦杆1为至少三根，且沿水平方向布置；所述管桁架弦杆1包括：第一管桁架弦杆4，以及与固定连接在所述第一管桁架弦杆4上的第二管桁架弦杆5。在本实施例中，所述第一管桁架弦杆4为一根；所述第二管桁架弦杆5为两根，并交叉固定在所述第一管桁架弦杆4上；所述第一管桁架弦杆4和所述第二管桁架弦杆5组成米字形结构；上述第一管桁架弦杆4的直径大于所述第二管桁架弦杆5的直径；
腹杆2，所述腹杆2为至少三根，且布置在竖直方向上并与所述管桁架弦杆1固定相连；所述腹杆2为6根；每片所述插板3长度方向的两侧分别设置有两根与其相适配的所述腹杆2。
插板3，如图1和图2所示，所示插板3设置在所述管桁架弦杆1的径向方向上，且所述插板3具有延伸出所述管桁架弦杆1外周壁以外的延伸部；如图1、图3和图4所示，所述延伸部分分别与其相邻的所述插板3和所述腹杆2固定相连。所述插板3布置在所述腹杆2所处的竖直方向上，并与所述腹杆2对应设置。所述插板3具有设置在所述第一管桁架弦杆4上的第一插板6，以及设置在所述第二管桁架弦杆5上的第二插板7；所述第一插板6为贯穿所述第一管桁架弦杆4的平板结构；所述第二插板7为与所述第二管桁架弦杆5外轮廓形状相适配的中空平板结构。
在本实施例中，为了提高复杂管桁架节点连接结构的装配效率。所述管桁架弦杆1上设置有与所述插板3形状相适配的第一插接口，所述管桁架弦杆1与所述插板3配合插接并焊接相连。所述腹杆2端部位置设置有与所述插板3形状相适配的第二插接口，所述腹杆2与所述插板3配合插接并焊接相连。
在工厂装配复杂管桁架节点连接结构的过程中，
所述管桁架弦杆1、所述腹杆2和所述插板3三者焊接相连，并在工厂预制加工，以构成节点连接结构；
所述管桁架弦杆1的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的管桁架弦杆1上；所述腹杆2的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的腹杆2上。
当然，本实施例对插板3的延伸部其连接对象不做具体限定，在其它实施例中，延伸部可以同时与所述插板3和所述腹杆2固定相连，上述延伸部还可以与所述插板3和所述腹杆2二者任意其一固定相连。
当然，本实施例对插板3的布置方向不做具体限定，在其它实施例中，所述插板3布置在所述腹杆2所处的水平或其它倾斜方向上，并与所述腹杆2对应设置。
当然，本实施例对第一管桁架弦杆4和第二管桁架弦杆5的直径大小不做具体限定，在其它实施例中，上述第一管桁架弦杆4的直径等于所述第二管桁架弦杆5的直径。
当然，本实施例对第一插板6和第二插板7的具体结构不做具体限定，在其它实施例中，所述第一插板6和所述第二插板7还可以为分别贯穿所述第一管桁架弦杆4与所述第二管桁架弦杆5的平板结构；从而提高所述第一管桁架弦杆4与所述第二管桁架弦杆5抗压能力。
实施例2
本实施例中提供一种管桁架系统，包括：桁架的插板节点连接结构；以及，所述管桁架弦杆1的延长部分、所述腹杆2的延长部分。所述管桁架弦杆1的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的管桁架弦杆1上；所述腹杆2的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的腹杆2上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种管桁架的插板节点连接结构，其特征在于，包括：
管桁架弦杆（1），所述管桁架弦杆（1）为至少三根，且沿水平方向布置；
腹杆（2），所述腹杆（2）为至少三根，且布置在竖直方向上并与所述管桁架弦杆（1）固定相连；
插板（3），设置在所述管桁架弦杆（1）的径向方向上，且所述插板（3）具有延伸出所述管桁架弦杆（1）外周壁以外的延伸部；所述延伸部分分别与其相邻的所述插板（3）和所述腹杆（2）固定相连；
所述插板（3）布置在所述腹杆（2）所处的竖直方向上，并与所述腹杆（2）对应设置；
至少三根所述管桁架弦杆（1）包括：第一管桁架弦杆（4），以及与固定连接在所述第一管桁架弦杆（4）上的第二管桁架弦杆（5）；
所述插板（3）具有设置在所述第一管桁架弦杆（4）上的第一插板（6），以及设置在所述第二管桁架弦杆（5）上的第二插板（7）；
所述第一插板（6）为贯穿所述第一管桁架弦杆（4）的平板结构；
所述第二插板（7）为与所述第二管桁架弦杆（5）外轮廓形状相适配的中空平板结构；
所述第一管桁架弦杆（4）为一根；所述第二管桁架弦杆（5）为两根，并交叉固定在所述第一管桁架弦杆（4）上；所述第一管桁架弦杆（4）和所述第二管桁架弦杆（5）组成米字形结构；所述腹杆（2）为6根；每片所述插板（3）长度方向的两侧分别设置有两根与其相适配的所述腹杆（2）。
2.根据权利要求1所述的管桁架的插板节点连接结构，其特征在于，所述管桁架弦杆（1）上设置有与所述插板（3）形状相适配的第一插接口，所述管桁架弦杆（1）与所述插板（3）配合插接并焊接相连。
3.根据权利要求1所述的管桁架的插板节点连接结构，其特征在于，所述腹杆（2）端部位置设置有与所述插板（3）形状相适配的第二插接口，所述腹杆（2）与所述插板（3）配合插接并焊接相连。
4.根据权利要求1所述的管桁架的插板节点连接结构，其特征在于，所述管桁架弦杆（1）、所述腹杆（2）和所述插板（3）三者焊接相连，并在工厂预制加工，以构成节点连接结构；
所述管桁架弦杆（1）的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的管桁架弦杆（1）上；和/或，
所述腹杆（2）的延长部分在施工现场焊接固定在所述节点连接结构的腹杆（2）上。
5.一种管桁架系统，其特征在于，包括：权利要求1至4中任一项所述的管桁架的插板节点连接结构。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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