钢结构壳体杆件连接的四通节点制造技术

一种钢结构壳体杆件连接的四通节点，包括：一块外盖板，正面为外凸的“十”字状，四个侧面的形状与被连接的钢杆件的形状相匹配；一块内盖板，与外盖板的形状对称；四块侧帮板，“Ｌ”型状，宽度是与被连接的钢杆件的宽度相匹配，两个边的长度分别与外盖板与内盖板的“十”型的各边长匹配相同。一块外盖板、一块内盖板以及四块侧帮板经拼焊组成四通节点。由于本节点设计了圆弧形的侧帮板，有利于内力在节点内的光滑传递，传力均匀，能满足钢结构壳体杆件的受力要求，使用安全；外形小巧精致，节点处没有外形突变，实现了与钢杆件的等断面光滑连接，具有装饰性。本节点特别适用于新颖的大型异形玻璃幕墙结构的空间网壳钢结构建筑物。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种建筑结构(空间结构、钢结构)的连接节点，尤其是指一种钢结构壳体杆件连接的四通节点(2)
技术介绍
钢材与其它建筑材料相比，具有重量轻，建造速度快，可回收重复利用等一系列优势，在建筑领域内进一步发展钢结构的前程宽广。目前，世界各国在钢结构建筑的发展中，大跨度、异形、薄壳的空间网壳钢结构形式被广泛应用於大型展馆、大型体育场馆及城市的标志性景观公共建筑物(例参见图3，一个大型的球形玻璃幕墙结构的建筑物中，需要一个支托球形玻璃幕墙的大型的钢结构壳体)。这些建筑物的形状新颖，外观别致，已成为世界建筑领域内高新技术创新和发展的一个重要标志。上述的各种形状的钢结构壳体是由众多钢结构的杆件(称为钢杆件)通过节点连接而成的，作为连接钢杆件用的节点是承受和传递钢杆件给予的各种荷载和作用的关键部件，它的强度、刚度和稳定性必须超过钢杆件本身的强度、刚度和稳定性。此外，连接节点在这种新颖的空间钢结构建筑物中也是一个重要的装饰性构件。现在，越来越多的大型空间钢结构建筑物，往往采用透明的玻璃材料或半透明的薄膜材料作围护层(幕墙)，因此，裸露在人们直视范围内的连接节点，就应该具有精致、细小、美观和通透等装饰性能的特点。但是，目前通常使用在空间网壳钢结构中的连接节点不如人意，如焊接空心球节点、螺栓球节点、十字板节点、半球节点、鼓形节点，嵌入式毂式节点及相贯式节点等，都无法同时满足以上所述的空间网壳钢结构建筑物对节点的要求。它们中的大部分都只能满足结构的受力要求，而不能满足外观的装饰要求，外观存在很多缺陷，如连接部位外形突兀、体积突变、螺栓与板块外露等；它们中的相贯式节点，外观虽比较美观，但其传力方向有主、次之分，无法满足空间结构体建筑物纵横各向均等传递荷载的严格要求。因此，作为大型的空间网壳钢结构杆件连接用的节点的设计和研究，已成为钢结构建筑发展中的一个重要问题。(3)
技术实现思路
本技术的目的是要设计一种解决上述现有技术中出现的问题的钢结构壳体杆件连接的四通节点，该节点在结构上能够安全地承受和传递钢结构壳体杆件在各种工况下的组合内力，并在建筑上更具有通常节点形式所没有的实用性和美观性。本技术的目的是这样实现的一种钢结构壳体杆件连接的四通节点，包括一块外盖板外盖板的正面为外凸的“十”字状，外盖板的“十”字状的相邻两边之间的空间夹角值为R1，外盖板的四个侧面的形状与被连接的钢杆件的形状相匹配；一块内盖板与所述的外盖板的形状对称，内盖板的正面为内凹的“十”字状，内盖板的“十”字状的相邻两边之间的空间夹角值为R1，与所述的外盖板的空间夹角值R1为同一值；内盖板的四个侧面的形状与被连接的钢杆件的的形状相匹配；四块侧帮板侧帮板为夹角是所述的空间夹角值R1的“L”型状，侧帮板的宽度是与被连接的钢杆件的宽度相匹配，侧帮板“L”型的两个边的长度分别与所述的外盖板与内盖板的“十”型的各边长匹配相同；所述的一块外盖板、一块内盖板以及四块侧帮板经拼焊组成四通节点。本技术的效果1、由于本节点设计了圆弧形的侧帮板，有利於内力在节点内的光滑传递，使传力均匀，能满足钢结构壳体杆件的受力要求，使用安全。2、本节点的外形小巧精致，此外，由于本节点设计了圆弧形的侧帮板，在结构壳体的平面内外，均实现了与钢杆件的等断面光滑连接，节点处没有外形和体积的突变，具有装饰美感。3、由于本节点与钢杆件为等断面连接，钢杆件外的玻璃幕墙及次结构与之完全贴合，节省了次结构用材，增加了玻璃幕墙的通透性，从而提高了建筑物的观赏价值。4、本节点由于是四通节点，如果钢杆件使用的是管形杆件，节点与管形杆件内部为全部贯通，可以在杆件的腔体内部排管布线，使建筑的强、弱电布置更趋隐蔽；也可以在杆件腔体内导入自来水或其它冷、热媒液，代替消防喷淋系统，还可以起到改善建筑内部的空气调节性能，达到防止玻璃幕墙内表面结露水现象的效果。5、本节点与杆件的拼接焊缝，设置在经、纬向杆件的相贯轨迹之外，减少了焊接施工对节点域的应力影响。6、本节点用途广泛，特别适用于新颖的大型异形玻璃幕墙结构的空间网壳钢结构建筑物为进一步说明本技术的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本技术进行详细的描述。(4)附图说明图1为本技术节点的一个实施例的结构图；图2为图1中节点的零部件结构图；2(a)为外盖板的正立面图2(b)为外盖板的侧立面图2(c)为内盖板的正立面图2(d)为内盖板的侧立面图2(e)为侧帮板的正视图2(f)为图2e的A-A剖视图图3为本技术节点的使用状态示意图。(5)具体实施方式下面结合本技术实施例的附图，对本技术的钢结构壳体杆件连接的四通节点的实施方式作详细描述。参见图1，图1为本技术的四通节点10的一个实施例的结构图。在本实施例中，四通节点10是连接矩形断面钢管作为杆件的单层空间网壳钢结构体中用的，因此本实施例的四通节点10的结构是一个内孔为矩形的四通节点。参见图1、2，本技术的钢结构壳体杆件连接的四通节点包括一块外盖板1外盖板1的正立面图参见图2a，图示中，外盖板1的正面为外凸的“十”字状，该外凸的面与平面形成的折角值为α1，折线11为外凸线，外凸的结构是为了使四通节点10与被连接的钢杆件的圆弧外表面的一致性，外盖板1的“十”字状的相邻两边之间的空间夹角值为R1，在实际使用中，随不同的钢结构壳体的弧面、球面的不同，所述的空间夹角值R1与折角值α1也不同，以使四通节点10在不同的弧面作连接件时，都能保持与被连接的钢杆件的一致性；外盖板1的4个侧立面参见图2b，图示中，外盖板1的四个侧面形状与被连接的钢杆件的形状相匹配，本实施例中是与矩形钢杆件的长边匹配的带有内夹角R2的外凸的“]”型状，其中“]”型状的厚度为b，四通节点10的内夹角R2在各种弧面作连接件时都不变。一块内盖板2，与所述的外盖板1的形状对称，内盖板2的正立面图参见图2c，图示中，内盖板2的正面为内凹的“十”字状，该内凹的面与平面形成的折角值为α2，折线21为内凹线，内凹的结构是为了使四通节点10与被连接的钢杆件的圆弧内表面的一致性，内盖板2的“十”字状的相邻两边之间的空间夹角值R1与所述的外盖板1的空间夹角值R1为同一值，同样，随不同的钢结构壳体的弧面、球面的不同，所述的空间夹角值R1与折角值α2也不同；内盖板2的4个侧立面参见图2d，图示中，内盖板2的四个侧面形状与被连接的钢杆件的形状相匹配，本实施例中是与矩形钢杆件的长边匹配的带有内夹角R2的内凹的“[”型状，其中“[”型状的厚度为b，内盖板2的内夹角R2与外盖板1的内夹角R2相同。四块侧帮板3侧帮板3的正视图参见图2e，侧帮板3的宽度是与被连接的钢杆件的宽度相匹配，本实施例中是矩形钢杆件的宽边c减去外盖板1侧面厚度b和内盖板2侧面厚度b，即侧帮板3的宽度为c-2b；侧帮板3的厚度为t；图2f为图2e的A-A剖视图，图示中，侧帮板3为夹角是所述的R1值的“L”型状，其两个边的长度分别与外盖板1与内盖板2的“十”型的各边长匹配相同。所述的一块外盖板1、一块内盖板2以及四块侧帮板3是经加热冲压成型的。所述的一块外盖板1、一块内盖板2以及四块侧帮板3是经拼焊组成本专利技术的四通节点(本实施例中是一个内孔为矩形的四通节点)。本四通节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢结构壳体杆件连接的四通节点，其特征包括：　　　　一块外盖板：外盖板的正面为外凸的“十”字状，外盖板的“十”字状的相邻两边之间的空间夹角值为Ｒ１，外盖板的四个侧面的形状与被连接的钢杆件的形状相匹配；　　　　一块内盖板：与所述的外盖板的形状对称，内盖板的正面为内凹的“十”字状，内盖板的“十”字状的相邻两边之间的空间夹角值为Ｒ１，与所述的外盖板的空间夹角值Ｒ１为同一值；内盖板的四个侧面的形状与被连接的钢杆件的的形状相匹配；　　　　四块侧帮板：侧帮板为夹角是所述的空间夹角值Ｒ１的“Ｌ”型状，侧帮板的宽度是与被连接的钢杆件的宽度相匹配，侧帮板“Ｌ”型的两个边的长度分别与所述的外盖板与内盖板的“十”型的各边长匹配相同；　　　　所述的一块外盖板、一块内盖板以及四块侧帮板经拼焊组成四通节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志华，
申请(专利权)人：上海宝钢建设有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]