一种空间网格结构用防松螺栓球节点制造技术

本专利公开了一种空间网格结构用防松螺栓球节点，包括螺栓球、多段式高强螺栓、螺母、防松垫圈和锥头或封板。所述螺栓球开有若干螺栓孔；所述锥头或封板开有一个圆孔；所述多段式高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端依次分为光圆段、大螺纹段、多边形段和小螺纹段。所述防松垫圈由两片相同的两面带有不同锯齿的垫圈组成。杆件的拉、压力均由多段式高强螺栓传递至螺栓球。本节点不含销钉和套筒，安装方便，螺母和防松垫圈的组合可以有效抵抗风或地震等引起振动时节点的松动，保证了节点的可靠性。螺栓球无需切削，因此所需螺栓球直径较小，从而有效降低了节点加工成本和结构造价。有效降低了节点加工成本和结构造价。有效降低了节点加工成本和结构造价。

【技术实现步骤摘要】
一种空间网格结构用防松螺栓球节点


[0001]本专利涉及空间网格结构的连接节点，属于建筑钢结构领域。

技术介绍

[0002]螺栓球节点是空间网格结构的主要节点形式之一，在安装使用过程中有如下缺点：其高强螺栓藏于套筒内，不能直观判断高强螺栓是否拧紧；其安装是通过销钉带动高强螺栓拧入螺栓球，在某些情况下销钉易剪断，从而导致高强螺栓不能拧紧，即通常所说的“假拧”；另外，由于高强螺栓的深槽沿着高强螺栓轴向具有一定长度，即使在安装完成时销钉拧入深槽，高强螺栓也未必拧紧，也属于高强螺栓“假拧”的范畴。

技术实现思路

[0003]本专利的目的是为克服现有技术的不足，提出一种空间网格结构用防松螺栓球节点。
[0004]本专利的技术方案如下：
[0005]一种空间网格结构用防松螺栓球节点，包括螺栓球、多段式高强螺栓、螺母、防松垫圈和锥头或封板。所述螺栓球开有若干螺栓孔；所述锥头或封板开有一个圆孔；所述多段式高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端头依次分为光圆段、大螺纹段、多边形段和小螺纹段；所述多段式高强螺栓的光圆段直径与大螺纹段的外径一致；所述螺母和多段式高强螺栓大螺纹段相配合，所述螺栓球的螺栓孔和相应多段式高强螺栓的小螺纹段相配合；所述防松垫圈由两片相同的垫圈组成一套，中间开圆孔，每片的上、下面带有不同锯齿，一面为凸轮状大齿，其斜坡角度大于螺栓螺纹角，另一面为较密小齿；所述锥头或封板和螺栓球通过多段式高强螺栓及螺母连接，所述锥头或封板和圆管杆件焊接。
[0006]所述多段式高强螺栓螺杆的大螺纹段和小螺纹段的螺纹方向相反。
[0007]所述锥头或封板和防松垫圈的上圆孔直径比相应多段式高强螺栓光圆段直径大0.5
‑
2mm。
[0008]其传力机理为：当杆件受拉时，通过螺帽和锥头或封板的挤压将杆件拉力传给螺杆，螺杆通过螺纹再传给螺栓球；当杆件受压时，通过螺母和锥头或封板的挤压将杆件压力传给螺杆，螺杆再通过螺纹传给螺栓球。节点传力直接，传力路径明显。
[0009]施工安装步骤：
[0010]（1）首先在工厂加工制作节点各部件和圆管杆件；
[0011]（2）将多段式高强螺栓从锥头或封板的焊接侧穿入，从相应圆孔穿出，然后穿过防松垫圈的圆孔，其中两片垫圈的大齿面相对。然后将螺母拧入多段式高强螺栓的大螺纹段，将锥头或封板和相应的钢管焊接；
[0012]（3）现场安装时，首先转动多段式高强螺栓的多边形段将高强螺栓的小螺纹段拧入螺栓球相应的螺栓孔中，直至多边形段和螺栓球顶紧，然后向螺帽方向转动螺母，直至螺母、防松垫圈和锥头或封板顶紧。
[0013]本专利的有益效果：
[0014]由于本节点采用的多段式高强螺栓具有多边形段，安装时无需销钉来带动螺栓，只需用扳手拧多段式高强螺栓的多边形段和螺母即可实现零部件的紧固,因此无需螺丝刀，只需扳手，节省安装时间；本节点不含套筒，高强螺栓外露，只需通过观察高强螺栓的多边形段是否和螺栓球接触即可直观判断高强螺栓是否拧紧，易于保证施工质量，便于工程监理；螺母和防松垫圈的组合能有效抵抗风或地震等引起振动时节点的松动，保证了节点连接的可靠性；本节点不含套筒，通过多段式高强螺栓而非套筒传递杆件压力，因此无需传统螺栓球节点中的螺栓球球体切削，节约加工成本和时间；更为重要的是，由于螺栓球不需切削，相对较小直径的螺栓球即可满足螺栓在球体内不相碰的构造要求，这样便降低了螺栓球重量，从而提高整体结构的经济性。
附图说明
[0015]图1是本节点的装配示意图；
[0016]图2是本节点装配完成后的结构示意图；
[0017]图3是本节点和多个圆管装配完成后的示意图；
[0018]其中1为螺栓球、2为多段式高强螺栓、3为螺母、4为防松垫圈、5为锥头、6为圆管杆件。
具体实施方式
[0019]实施方式：
[0020]如图1所示，螺栓连接节点包括螺栓球1、多段式高强螺栓2、螺母3、防松垫圈4、锥头5。本例中螺栓球1，所开螺栓孔根据与节点相连杆件的空间角度确定；锥头5上开有一个圆孔；多段式高强螺栓2的螺杆从螺帽至另一端头依次分为光圆段、大螺纹段、多边形段和小螺纹段；所述多段式高强螺栓的光圆段直径与大螺纹段的外径一致；螺母3和多段式高强螺栓2大螺纹段相配合，螺栓球1的螺栓孔和相应多段式高强螺栓2的小螺纹段相配合；防松垫圈4由两片相同的垫圈组成一套，中间开圆孔，每片的上、下面带有不同锯齿，一面为凸轮状大齿，其斜坡角度大于螺栓螺纹角，另一面为较密小齿；锥头5和螺栓球1通过多段式高强螺栓2和螺母3连接，锥头5和圆管杆件6焊接。
[0021]施工安装步骤：
[0022]（1）首先在工厂加工制作节点各部件和圆管杆件；
[0023]（2）将多段式高强螺栓2从锥头或封板的焊接侧穿入，从相应圆孔穿出，然后穿过防松垫圈4的圆孔，其中两片垫圈的大齿面相对。然后将螺母3拧入多段式高强螺栓2的大螺纹段，将锥头5或封板和相应的钢管焊接；
[0024]（3）现场安装时，首先转动多段式高强螺栓2的多边形段将多段式高强螺栓2的小螺纹段拧入螺栓球相应的螺栓孔中，直至多边形段和螺栓球1顶紧，然后向螺帽方向转动螺母3，直至螺母3、防松垫圈4和锥头5或封板顶紧。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间网格结构用防松螺栓球节点，包括螺栓球、多段式高强螺栓、螺母、防松垫圈和锥头或封板，其特征在于，所述螺栓球开有螺杆螺栓孔；所述锥头或封板开有一个圆孔；所述多段式高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端头依次分为光圆段、大螺纹段、多边形段和小螺纹段；所述多段式高强螺栓的光圆段直径与大螺纹段的外径一致；所述螺母和多段式高强螺栓大螺纹段相配合，所述螺栓球的螺栓孔和相应多段式高强螺栓的小螺纹段相配合；所述防松垫圈由两片相同的垫圈组成一套，中间开圆孔，每片的上、下面带有不同锯齿，一面为凸轮状大齿，其斜坡角度大于高强螺栓螺纹角，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大彬，孙祥义，吴金志，李明锦，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：新型
国别省市：