一种单层网壳节点的加固构造和安装方法技术

本发明专利技术公开了一种单层网壳节点的加固和安装定位方法，该加固节点在单层网壳螺栓球的位置增加一个加固钢环板，钢环板中间的孔洞不遮挡螺栓球的基准孔。该加固环板与弦杆采用焊接或其他连接方式以加强弦杆的面外受力性能。通过该方法制造的网壳节点，其节点刚性得以增大，施工速度得以加快。环板与弦杆通过焊接相连，可以有效地传递弯矩。该加固节点可以广泛应用到单层网壳结构(特别是球面网壳结构)中。

【技术实现步骤摘要】
一种单层网壳节点的加固构造和安装方法
本专利技术属于建筑工程
，涉及单层网壳节点的加固，尤其适用于通过螺栓球节点连接的单层网壳的加固。
技术介绍
现代建筑除了结构安全外，对美观的要求也越来越高。单层网壳可以实现飘逸的、弧面的建筑表面。单层网壳一般由杆件和节点组成。由于单层网壳由众多不同角度的杆件汇交至节点，该节点除了力学上需要承受弯矩、轴力和剪力外，构造上往往非常复杂，其节点加工难度高。且一般情况下杆件与节点均采用现场焊接的方式连接，施工工艺复杂，施工工期长。而现有的双层网架结构虽然可以采用螺栓球连接，免于焊接，但节点仅能承受轴力而不能承受弯矩，使得这种节点不适合直接用在单层网壳上。此外，螺栓球的基准孔在施工过程中一般朝向整体结构的中心点或者中轴线，这种通过基准孔定位的方式可以加快施工速度，避免安装错误。焊接球节点虽然可以保证节点刚度，但是焊接球表面无基准孔，无法提供定位功能。因此，如何在单层网壳的生产施工过程中，既要做到让节点得以加固来承受弯矩，又要做到保留螺栓球的定位基准孔是一个技术重点和难点。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术专利的目的是提供一种单层网壳节点的加固和安装定位方法，以解决现有技术中的不足。为了实现上述目的，本专利技术的解决方案是：一种加固的单层网壳节点，所述单层网壳节点包括螺栓球、弦杆、弦杆端头与螺栓球连接的锥头或者封板、加固环板。所述螺栓球与弦杆通过锥头或者封板相连，所述加固环板中心、螺栓球中心与螺栓球基准孔中心三点在同一条直线上，所述加固环板焊接到弦杆上，所述弦杆两端都通过锥头或者封板连接到螺栓球上，所述环板中心有开孔，所述螺栓球基准孔指向该节点所在的曲面网壳的法线方向；所述弦杆为矩形管、方管、三角形管或圆管截面。优选的，所述弦杆与加固环板焊接的焊缝尺寸需小于环板的厚度，同时需小于弦杆的厚度。优选的，所述环板的开孔直径宜大于100mm。优选的，所述螺栓孔的基准孔需朝向环板所在一侧并指向该节点所在的曲面网壳的法线方向。进一步的，所述弦杆和加固环板在焊接完成后，需要补充防锈漆。优选的，加固环板需与所有弦杆接触并焊接。当弦杆截面尺寸不同或者现场施工误差造成加固环板与弦杆无法接触时，可以补充6mm～12mm厚矩形小钢片来分别焊接到加固环板和弦杆上，以确保弦杆和加固环板连接可靠。小钢片需立在加固环板上，并且贴焊到弦杆两侧。优选的，加固环板厚度需要根据计算来定，一般不宜小于8mm。由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术所示一种加固的单层网壳节点，该加固节点在单层网壳螺栓球的位置增加一个钢环板，钢环板中间的孔洞不遮挡螺栓球的基准孔。该环板与弦杆采用焊接方式连接以加强弦杆的面外受力性能。通过该方法制造的网壳节点，其节点刚性得以增大。环板与弦杆相连，可以有效地传递弯矩，从而实现了在单层网壳上应用螺栓球节点同时保证节点刚度。此外，由于螺栓球基准孔的定位作用，施工技术人员可以很快根据图纸上节点的三维坐标和弦杆角度定位出螺栓球在现场的位置和角度，从而可以加快施工工期，避免了焊接球节点虽然可以保证节点刚度，但是无法定位的弊端。此外，本专利技术所示一种加固的单层网壳节点，该加固节点的基准孔可以作为灯孔，各个部件具有走线孔，景观灯不需要再从网壳外侧安装裸露的电线，既不美观，也影响电线寿命。电线可以直接从杆件内部，经过各个部件的走线孔，进入节点内部，走线隐蔽，提高建筑整体美观度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的单层网壳的结构示意图；图2是图1所示实施例提供的单层单层网壳加固节点的局部放大结构俯视图(封板节点)；图3是图1所示实施例提供的单层单层网壳加固节点的局部放大结构侧视图；图4是图1所示实施例的单层单层网壳加固节点的局部放大结构俯视图(封板和锥头共存节点)；图5是图1所示实施例的螺栓球下部加强环板平面图；图6是图1所示实施例的螺栓球开孔示意图；图7是图1所示实施例的弦杆端部封板连接示意图；图8是图1所示实施例的弦杆端部锥头连接示意图；图9是图1所示实施例的单层网壳施工分段；图10是图1所示实施例的单层网壳分段施工过程演示。其中：1、单层网壳加固节点；2-1、网壳弦杆(端部为封板)；2-2、网壳弦杆(端部为锥头)；3、螺栓球；4-1、封板；4-2、锥头；5、弦杆与加固环板连接钢片10、加固环板；11、加强环板开孔；31、螺栓球与弦杆连接孔；32、螺栓球基准孔边缘削平处理；33、螺栓球基准孔；34、螺栓球基准孔朝向曲面单层网壳中心的示意方向箭头；35、曲面单层网壳中心；61～68、依次为三维单层网壳从下往上施工的分段编号。具体实施方式以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术克服现有技术的不足，并考虑到曲面单层网壳对节点刚度，安装基准点的需求，将螺栓球保留，并引入加固环板，形成一种既能在三维上实现曲面网壳节点的精准定位，又能提高节点刚性的加固方法。如图1至图4所示，一种加固的单层网壳节点，所述单层网壳节1点包括螺栓球3、弦杆2-1和2-2、弦杆端头与螺栓球连接的锥头4-2或者封板4-1、加固环板10。所述螺栓球3与弦杆2-1和2-2通过锥头4-2或者封板4-1相连，所述加固环板10的中心、螺栓球3的中心与螺栓球基准孔33的中心三点在同一条直线上，所述加固环板10焊接到弦杆2-1和2-2上，所述弦杆2-1和2-2两端分别通过封板4-1或锥头4-2连接到螺栓球3上，所述环板10的中心有开孔11，所述螺栓球3的基准孔33指向该节点1所在的曲面网壳的法线方向34；如图2、图3、图5和图6所示，加固环板10设置在螺栓球基准孔33和弦杆2-1的下方，加固环板10通过焊接与弦杆2-1相连，焊缝尺寸不应大于弦杆2-1的壁厚，同时不应大于加固环板10的厚度。螺栓球基准孔33沿着曲面网壳的法线方向34朝向曲面网壳的中心35。这种定位方式可以保证施工过程中快速准确找到弦杆2-1和与之相对应的螺栓孔31。如图4、图7和图8所示，当锥头4-2和封板4-1共存与该加固节点时，与封板4-1相连的弦杆2-1由于截面相对较小，可能无法触及加固环板10。这时候可以借助连接钢片5(一般为6mm～12mm厚)将弦杆2-1与环板10通过焊缝相连。此处钢片的焊缝尺寸不应大于弦杆2-1的壁厚，同时不应大于加固环板10的厚度。如图9和图10所示，本实施例中，加固环板10的施工顺序应遵循“螺栓球安装在先，环板加固在后；先下后上，先局部后整体”的原则。当曲面网壳完成第61段螺栓球节点的拧紧工作后，此时不应立刻焊接加固环板10。因为加固环板10一旦焊接完成，此时弦杆2-1和2-2的位置就已经定死，结构没有微调的空间。正确的做法是，结构应当在内部满堂脚手架的支托下，继续完成62至68段的施工。当网壳已经安装完成，此时结构体系还比较弱，但是三维网壳的找形和定位复核已经完成。这时候可以依次从61至68段完成加固环板的焊接工作。上述焊缝完成后需要进行防腐处理。本实施例中，待所有的工作完成之后，再自上而下拆除脚手架。本实施例中，该加固节点的基准孔33可以作为灯孔，各个部件具有走线孔，景观灯不需要再从网壳外侧安装裸露的电线，既不美观，也影响电线寿命。电线可以直接从弦杆2-1和2-2内部，经过各个部件的走线孔，进入节点内部，走线隐蔽，提高了建筑整体的美观本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单层网壳加固节点，其特征在于：包括螺栓球、弦杆、弦杆端头与螺栓球连接的锥头或者封板、加固环板；所述加固环板中心、螺栓球中心与螺栓球基准孔中心三点在同一条直线上。

【技术特征摘要】
1.一种单层网壳加固节点，其特征在于：包括螺栓球、弦杆、弦杆端头与螺栓球连接的锥头或者封板、加固环板；所述加固环板中心、螺栓球中心与螺栓球基准孔中心三点在同一条直线上。2.根据权利要求1所述的单层网壳加固节点，其特征在于：所述加固环板需焊接到弦杆上。3.根据权利要求1所述的单层网壳加固节点，其特征在于：所述弦杆为矩形管、方管、三角形管或圆管截面。4.根据权利要求2所述的单层网壳加固节点，其特征在于：所述环板中心有开孔，开孔直径一般宜大于100mm，且小于加固环...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵红亮，梁政姬，刘年，
申请(专利权)人：上海同派建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31