用于大网格结构的格构式杆件单元制造技术

本发明专利技术公开了一种用于大网格结构的格构式杆件单元，其涉及建筑业空间结构技术领域，包括：多根相平行设置的柱肢，焊接在每一根柱肢的两端的连接节点球，连接在相邻所述柱肢之间的腹杆，分别焊接在每一个所述连接节点球上的端管，端连接件，与所述端连接件通过焊接方式或通过法兰连接方式相连接的球体；所述腹杆与所述柱肢之间采用相贯焊接；所述端连接件为两个，每一个所述端连接件与所述柱肢一端的所有所述端管相焊接连接；所述端连接件具有与所述柱肢数量相等的连接部，每一个连接部由所述端连接件的中心向外延伸，相邻所述连接部之间的夹角相同。本申请能够提高杆件的受力性能，且具有更好的经济性。

Lattice Bar Elements for Large Mesh Structures

The invention discloses a lattice bar element for large grid structure, which relates to the technical field of space structure in the construction industry. It includes: multiple parallel column limbs, joining nodal balls at both ends of each column limb, connecting webs between adjacent column limbs, respectively welding end tubes, end connectors on each connection nodal ball, and connecting ends with each other. Spherical joints are connected by welding or flange connection; the web rod and the column limb are joined by intersecting welding; the end connectors are two, each of which is welded to all the end tubes at one end of the column limb; the end connectors have joints equal to the number of the column limbs, and each of which is joined by the end connectors. The center extends outward, and the angle between the adjacent connecting parts is the same. The application can improve the mechanical performance of the member and has better economy.

【技术实现步骤摘要】
用于大网格结构的格构式杆件单元
本专利技术涉及建筑业空间结构
，特别涉及一种用于大网格结构的格构式杆件单元。
技术介绍
在体育场馆、会展中心、影剧院、大型商场、工厂车库等建筑中，都采用的是一种上部为大跨度空间钢结构，下部为钢筋混凝土结构的建筑工程。随着社会的发展，大跨空间要向超大跨度发展，而目前的网格结构随着跨度的进一步增大会出现一些不可避免的问题。对于超大跨度，尤其是针对200m跨度以上的空间结构，一般都必须采用大网格结构，即网格的尺寸比常规的不超过5m的网格大很多，该类网格结构中网格的尺寸可达10m、甚至20m以上。由于网格尺寸过大，常规的圆钢管截面的杆件单元已经无法适用，主要原因是由于其较为细长且质量较大，圆钢管截面远不能被充分利用，导致其承载力降低较大，钢材利用率低，用钢量高。例如，在公开号为CN105133732A的中国专利申请中提出了一种用于大跨度网格的格构组装单元，图1为现有技术中一种用于大跨度网格的格构组装单元的结构图，如图1所示，格构杆件的腹杆(图1中杆件上交叉的杆件)采用节点板6与杆件3连接，因此需要在杆件3上预先焊接节点板6，并对节点板6进行开孔；同时在交叉点处，腹杆还需要进行开孔，进而采用焊接或螺栓连接，可见，在该格构组装单元的安装过程中工序多而复杂，且制作费用高。其次，分支杆2连接在转换杆4上，转换杆4需采用钢管截面，分支杆2需要开设较长的相贯线，然后再进行相贯焊接。由于规范缺乏相关相贯节点承载力验算公式，需要专门进行有限元分析验算其相贯节点承载力，因此设计相对繁琐，加工制作也较为复杂。最后，转换杆4采用法兰5连接焊接球体1时，需要再额外设置端板，这样会再增加材料使用量。因此，亟需一种新的格构式杆件单元以至少解决上述问题中的一种。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于大网格结构的格构式杆件单元，其能够提高杆件的受力性能，且具有更好的经济性。本专利技术实施例的具体技术方案是：一种用于大网格结构的格构式杆件单元，所述格构式杆件单元包括：多根相平行设置的柱肢，焊接在每一根柱肢的两端的连接节点球，连接在相邻所述柱肢之间的腹杆，分别焊接在每一个所述连接节点球上的端管，端连接件，与所述端连接件通过焊接方式或通过法兰连接方式相连接的球体；所述腹杆与所述柱肢之间采用相贯焊接；所述端连接件为两个，每一个所述端连接件与所述柱肢一端的所有所述端管相焊接连接；所述端连接件具有与所述柱肢数量相等的连接部，每一个连接部由所述端连接件的中心向外延伸，相邻所述连接部之间的夹角相同。优选地，所述柱肢至少采用圆钢管、截面为矩形的钢管和截面为正方形的钢管中的一种。优选地，所述腹杆至少采用圆钢管、截面为矩形的钢管和截面为正方形的钢管中的一种。优选地，相邻的两个所述柱肢之间的位于两端之间的所述腹杆呈曲折状分布，且与所述柱肢之间的夹角大于0度，小于90度；相邻的两个所述柱肢之间的位于两端的所述腹杆垂直于所述柱肢。优选地，所述柱肢的数量为3或4。优选地，当所述柱肢的数量为三根时，所述端连接件包括热弯钢板和第一钢板，所述第一钢板的一端焊接在所述热弯钢板的弯折处，所述第一钢板形成一个连接部，所述热弯钢板的一端形成一个连接部，所述热弯钢板的另一端形成一个连接部。优选地，两根所述端管焊接在所述热弯钢板朝向所述第一钢板的一侧，分别位于所述第一钢板的左右两侧；一根所述端管焊接在所述热弯钢板背向所述第一钢板的一侧。优选地，当所述柱肢的数量为四根时，所述端连接件包括第二钢板和两个第一钢板，一个所述第一钢板的一端焊接在所述第二钢板一侧的中部，另一个所述第一钢板的一端焊接在所述第二钢板的另一侧的中部，两个所述第一钢板分别形成一个连接部，所述第二钢板的一端形成一个连接部，所述第二钢板的另一端形成一个连接部。优选地，两根所述端管焊接在所述第二钢板的一侧，分别位于一个所述第一钢板的左右两侧；两根所述端管焊接在所述第二钢板的另一侧，分别位于另一个所述第一钢板的左右两侧。优选地，所述端连接件背向所述柱肢的一端焊接有第一端板，所述球体上连接有第二端板，所述第一端板与所述第二端板之间通过螺栓实现固定连接。本专利技术的技术方案具有以下显著有益效果：本申请中的格构式杆件单元优选于用于大网格结构，尤其针对200m跨度以上的空间结构。该格构式杆件单元中柱肢与腹杆之间采用相贯线焊接，其连接简单方便、耗材少且制作费用低，可以节约费用达10％左右，具有更好的经济性。其次，该格构式杆件单元中端管与球体之间设置有端连接件，彼此之间通过焊接的方式连接，通过该端连接件及相应的焊接方式可以有效保证端管与球体之间强度以及承载性能。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。图1为现有技术中一种用于大跨度网格的格构组装单元的结构图。图2为本申请中用于大网格结构的格构式杆件单元的结构图。图3为柱肢的数量为三个时图2中A-A处的剖面示意图。图4为柱肢的数量为四个时图2中A-A处的剖面示意图。图5为本申请中柱肢与腹杆连接处的示意图。图6为本申请中端连接件与球体通过法兰连接方式相连接的示意图。图7为图6中B-B处的剖面图。图8为本申请中端连接件与球体通过焊接方式相连接的示意图。图9为图8中B-B处的剖面图。以上附图的附图标记：10、柱肢；20、腹杆；30、端管；40、端连接件；401、热弯钢板；402、第一钢板；403、第二钢板；404、连接部；50、球体；60、连接节点球；70、法兰；701、第一端板；702、第二端板。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，所述格构式杆件单元包括：多根相平行设置的柱肢，焊接在每一根柱肢的两端的连接节点球，连接在相邻所述柱肢之间的腹杆，分别焊接在每一个所述连接节点球上的端管，端连接件，与所述端连接件通过焊接方式或通过法兰连接方式相连接的球体；所述腹杆与所述柱肢之间采用相贯焊接；所述端连接件为两个，每一个所述端连接件与所述柱肢一端的所有所述端管相焊接连接；所述端连接件具有与所述柱肢数量相等的连接部，每一个连接部由所述端连接件的中心向外延伸，相邻所述连接部之间的夹角相同。

【技术特征摘要】
1.一种用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，所述格构式杆件单元包括：多根相平行设置的柱肢，焊接在每一根柱肢的两端的连接节点球，连接在相邻所述柱肢之间的腹杆，分别焊接在每一个所述连接节点球上的端管，端连接件，与所述端连接件通过焊接方式或通过法兰连接方式相连接的球体；所述腹杆与所述柱肢之间采用相贯焊接；所述端连接件为两个，每一个所述端连接件与所述柱肢一端的所有所述端管相焊接连接；所述端连接件具有与所述柱肢数量相等的连接部，每一个连接部由所述端连接件的中心向外延伸，相邻所述连接部之间的夹角相同。2.根据权利要求1所述的用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，所述柱肢至少采用圆钢管、截面为矩形的钢管和截面为正方形的钢管中的一种。3.根据权利要求1所述的用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，所述腹杆至少采用圆钢管、截面为矩形的钢管和截面为正方形的钢管中的一种。4.根据权利要求1所述的用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，相邻的两个所述柱肢之间的位于两端之间的所述腹杆呈曲折状分布，且与所述柱肢之间的夹角大于0度，小于90度；相邻的两个所述柱肢之间的位于两端的所述腹杆垂直于所述柱肢。5.根据权利要求1所述的用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，所述柱肢的数量为3或4。6.根据权利要求5所述的用于大网格结构的格构式杆件单元，其特征在于，当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董超，成维根，江世哲，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11