单层空间网格结构装配式双环节点制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于单层空间网格结构的装配式双环节点，主要包括五个部分：一是中心上、下节点环，设有螺栓孔；一是工字型连接件，翼缘处设有螺栓孔；一是大封板和小封板，为矩形钢板，大封板与工字型连接件焊接，小封板设有螺栓孔，与次要杆件杆端焊接；一是高强螺栓，连接上、下节点环和工字型连接件，连接上节点环和小封板；一是主要杆件和次要杆件，为矩形钢管。节点环可仅连接主要杆件，也可既连接主要杆件，又连接次要杆件；节点环与杆件之间可成一定角度。本发明专利技术节点适用于单层空间网格结构，具有力学性能好、可装配性高、施工速度快、施工质量易于控制以及施工成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑业空间结构设计
，具体为一种适用于单层空间网络结构的装配式双环节点。
技术介绍
随着建筑设计理论和结构设计水平的不断提高，单层空间结构建筑造型的变化越来越灵活，被广泛运用在大型标志性钢结构建筑中。建筑造型的发展就意味着对建筑结构有了更高的要求。单层空间网格结构中，杆件和节点是其两个重要组成部分，而节点设计则是结构设计安全可靠的重要保证，包括节点形式及其刚度、强度等。焊接空心球节点和螺栓球节点是空间网格结构的主要节点形式。通过长期的工程经验，设计师们以这些节点为基础，衍生出了不同种类的节点形式。其中，装配式节点具有可工厂化批量生产、施工周期短等特点，受到广泛关注。现阶段，运用于单程空间网格结构的装配式节点主要有：螺栓球节点和板式节点。螺栓球节点各部件均可在工厂批量生产，现场装拆方便。但高度精细化的加工带来了成本的提高，且在应用中一般将其按铰接节点处理，不建议在单层空间网格结构中使用。板式节点的连接方案简单可行，但是节点本身的设计限制了结构的杆件只能采用工字型截面，且同一个节点的所有杆件连接在一个中心锭上，导致杆件部分主次，所有杆件的高度必须相同，造成了材料的浪费。本专利技术提出的一种单层空间网格结构装配式双环节点，装配性能好，加工精度要求低，既可连接主要杆件，也可连接次要杆件，在单层空间网格结构中具有良好的应用前景。
技术实现思路
技术问题：针对现有装配式节点存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种单层空间网格结构装配式双环节点，其能够通过普通机械加工实现，装配性高，成本较低。技术方案：本专利技术是一种单层空间网格结构装配式双环节点，该双环节点包括：上节点环、下节点环、主要杆件、封板连接件、高强螺栓；其中，上节点环、下节点环同轴设置，封板连接件固定在主要杆件的内端，在封板连接件上设有螺孔，高强螺栓通过该螺孔将主要杆件与上节点环和下节点环连接。所述的上节点环、下节点环的外周连接主要杆件，还可将两主要杆件替换为次要杆件，且次要杆件仅与上节点环连接。所述次要杆件杆端与小封板焊接，再通过高强螺栓与上节点环连接。所述封板连接件为矩形厚钢板，在上、下翼缘设有螺栓孔，且设有内螺纹，通过高强螺栓与上、下节点环连接，与主要杆件为焊接。所述的小封板为矩形钢板，设有螺栓孔，且带有螺纹，一面焊接在次要杆件杆端，一面通过高强螺栓与上节点环连接。所述主要杆件和次要杆件为矩形截面的钢管，每个杆件杆端与封板焊接；主要杆件的数量与封板连接件的数量相同；主要杆件与上、下节点环均相连，次要杆件仅与上节点环相连。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术中，结构对加工精度要求低，普通的机械加工即可实现，且加工原材料易获取；2)本专利技术属于装配式节点，其各部分构件均可在工厂批量生产，焊接作业也均在工厂完成，预制程度高；现场直接安装就位，最大程度的减少了施工过程对环境的影响，降低了现场工人的劳动强度以及施工的难度，具有施工速度快、施工质量易于控制以及施工成本低等特点；3)本专利技术运用在可区分主要受力杆件和次要受力杆件的单层空间网格结构中，可同时连接主要杆件和次要杆件，节约材料，使得结构造型轻盈；4)本专利技术中，节点环、高强螺栓以及封板连接件之间形成了有效的连接，保证了节点的强度和刚度，且上、下两个高强螺栓使得本专利技术具有良好的弯矩传递性能。附图说明图1为本专利技术实施例一的节点构造平面图；图2为本专利技术实施例一装配完成后结构示意图；图3为本专利技术实施例一装配方法示意图；图4为本专利技术实施例一装配完成节点1-1剖面图；图5为本专利技术实施例一上节点环平面图和正立面图；图6为本专利技术实施例一下节点环平面图和正立面图；图7为本专利技术实施例二的节点构造平面图；图8为本专利技术实施例二装配完成后结构示意图；图9为本专利技术实施例二装配方法示意图；图10为本专利技术实施例二装配完成节点2-2剖面图；图11为本专利技术实施例二上、下节点环平面图和正立面图。图中：1、上节点环，2、下节点环，3、主要杆件，4、次要杆件，5、封板连接件，6、高强螺栓，7、小封板。具体实施方式中心上节点环和下节点环，由实心圆环削切加工而成；节点环可既连接主要杆件，又连接次要杆件，也可仅连接主要杆件；节点环与杆件之间可以一定角度连接；根据连接的主要杆件和次要杆件数量来决定上节点环和下节点环的削切边数；在封板连接件和节点环上均设有螺栓孔，以实现两者的连接；封板连接件为矩形厚钢板，在上、下翼缘设有螺栓孔，且设有内螺纹，通过高强螺栓与上、下节点环连接，与主要杆件为焊接；小封板，为矩形钢板，设有螺栓孔，且带有螺纹，一面焊接在次要杆件杆端，一面通过高强螺栓与上节点环连接；高强螺栓，由螺母、螺杆和螺帽组成，通过高强螺栓，将节点环分别和封板连接件、小封板相连；主要杆件和次要杆件，为矩形钢管，每个杆件杆端与封板焊接；主要杆件的数量与封板连接件的数量相同；主要杆件与上、下节点环均相连，次要杆件仅与上节点环相连。本专利技术提供了两个实施例。实施例一适用于能明确区分主要受力杆件和次要受力杆件的单层空间网格结构，尤其是单层三角形空间网格结构；实施例二适用于杆件受力较均匀的单层空间网格结构。实施例一与实施例二的区别为连接的杆件不同，主要体现在：实施例一上、下节点环连接四根主要杆件，上节点环连接两根次要杆件；实施例二上、下节点环连接六根主要杆件。为使本专利技术的内容更加明显易懂，下面结合附图和具体实例对本专利技术的具体实施方式作详细说明。实施例一图1至图6为本专利技术实施例一的节点示意图，是区分主要受力杆件和次要受力杆件的单层空间网格结构中的节点。结合图1、图2和图3，本专利技术主要包括五个部分：一是中心节点环，分上节点环1和下节点环2，由实心圆环削切加工而成，环上设有螺栓孔，可与主要杆件3和次要杆件4相连；一是封板连接件5，在上、下翼缘设有螺栓孔；一是小封板7，为矩形钢板，设有螺栓孔，一面焊接在次要杆件4杆端，一面通过高强螺栓6与上节点环连接；一是高强螺栓6，连接上、下节点环和封板连接件，连接上节点环和小封板；一是主要杆件3和次要杆件4，为矩形或方形钢管，主要杆件的数量为四，次要杆件的数量为二。图3是本专利技术节点的装配方法示意图，在工厂预制中心上环节点1、下节点环2、主要杆件3、次要杆件4、封板连接件5、高强螺栓6和小封板7，高强螺栓与封板连接件、小封板的焊接，封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单层空间网格结构装配式双环节点，其特征在于，该双环节点包括：上节点环(1)、下节点环(2)、主要杆件(3)、封板连接件(5)、高强螺栓(6)；其中，上节点环(1)、下节点环(2)同轴设置，封板连接件(5)固定在主要杆件(3)的内端，在封板连接件(5)上设有螺孔，高强螺栓(6)通过该螺孔将主要杆件(3)与上节点环(1)和下节点环(2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种单层空间网格结构装配式双环节点，其特征在于，该双环节点包括：
上节点环(1)、下节点环(2)、主要杆件(3)、封板连接件(5)、高强螺栓(6)；
其中，上节点环(1)、下节点环(2)同轴设置，封板连接件(5)固定在主要杆
件(3)的内端，在封板连接件(5)上设有螺孔，高强螺栓(6)通过该螺孔将
主要杆件(3)与上节点环(1)和下节点环(2)连接。
2.根据权利要求1所述的单层空间网格结构装配式双环节点，其特征在于，
所述的上节点环(1)、下节点环(2)的外周连接主要杆件(3)，还设有次要杆
件(4)与上节点环(1)连接。
3.根据权利要求2所述的单层空间网格结构装配式双环节点，其特征在于，
所述次要杆件(4)杆端与小封板(7)焊接，再通过高强螺栓与上节...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯若强，陈瑶，李海建，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32