一种跨节长杆编织型网壳结构制造技术

一种跨节长杆编织型网壳结构，涉及一种编织型节点连接结构的网壳建造技术。本实用新型专利技术由两个相交的杆件连接节点由双向节点夹具构成，每两个双向节点夹具之间设置至少一个同向杆件夹具。本实用新型专利技术采用以上结构可以在网壳杆件弹性曲弯成形前后通过螺栓的拧紧与否获得不同的杆件组合刚度和节点连接刚度，刚度的变化幅度可以通过调整复合夹具的芯杆和套管上的销孔对位位置而得到不同的网壳腹杆高度来改变，即可根据设计需要的网壳层高确定组合夹具的销孔对位位置，利用夹具的松与紧来允许或者禁止组合构件相互之间以及它们在节点之间的滑移，从而完成建造阶段和承载阶段构件的刚度转换，构造简单。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种编织型节点连接结构的网壳建造技术。技术背景网壳结构在建筑工程中被大量应用，它是一种相当成熟的空间结构体系， 它的建造方式通常是短直杆通过焊接节点或螺栓球节点连接，这种以标准化 构件作业的特点在面临空间形态复杂程度较高的网壳类型时其优势就会丧 失。在当前大量生态建筑的空间设计都强调具有自由有机体建筑形态的前提 下，能够用标准形式网壳如凯威特型等实现的概率在降低，而大多数情况下 非标准球节点或焊接节点的设计和施工难度都很大，某些复杂形态的网壳， 普通网架施工企业甚至根本无能力完成空间定位并建造安装；而编织型节点 的网壳则可以克服上述缺点，它是在基地平面内将铺于地面的多条通长杆件 组成纵横交错平面网格，杆件在相交处不中断即采用编织型节点而非传统网 壳的焊接或螺栓球节点，其建造过程为利用施工设备将平面网格顶升曲弯成 空间网壳形态后再将结构周边边界点约束住即可获得预设形态的承重网壳， 普通网壳结构常见的复杂节点施工作业可以避免，因此编织型节点网壳尤其 适合非标准的网壳空间形态，但编织型网壳结构在实际施工的过程中，其顶 升成形阶段和承载阶段对结构刚度的要求近乎矛盾，在其顶升成形阶段即建 造阶段，希望杆件和节点的刚度相对较柔以利于弹性曲弯变形，而顶升成形 后进入承载阶段则期望网壳的杆件刚度尽可能大，但目前已有的编织型网壳 建造技术中，杆件刚度在两阶段是固定不变的，不能很好解决上述矛盾，由 于杆件的刚度在不同阶段并不可调，限制了跨节长杆编织型网壳的适应能力，无法满足实际的建筑空间对不同跨度和高跨比的灵活需要。
技术实现思路
为了克服现有跨节长杆编织型网壳应用于实际工程中时的刚度适应能力 不足的缺点，本技术提供一种跨节长杆编织型网壳结构，可以很方便的 调节弹性曲弯网壳的杆件和节点刚度，提高结构在建造阶段的刚度值，从而 使结构在建造和承载两阶段具有不同刚度。本技术采用如下技术方案两个相交的杆件连接节点由双向节点夹具构成，每两个双向节点夹具之 间设置至少一个同向杆件夹具。上述双向节点夹具包括上弦层节点夹具、下弦层节点夹具，所述上弦层 节点夹具包括第一上弦层活动夹板、第二上弦层活动夹板、上弦层固定夹板；第二上弦层活动夹板设置在上弦层固定夹板与第一上弦层活动夹板之间，第 一上弦层活动夹板与第二上弦层活动夹板之间夹持上弦纵杆，第二上弦层活动夹板与上弦层固定夹板之间夹持上弦横杆；第一上弦层活动夹板、第二上 弦层活动夹板上分别设置若干个相互匹配的上弦通孔，所述每个上弦通孔上 穿置上弦螺杆，上弦螺杆的上端螺纹连接上弦螺母，下端与上弦层固定夹板 刚性连接；所述下弦层节点夹具包括第一下弦层活动夹板、第二下弦层活动 夹板、下弦层固定夹板；第二下弦层活动夹板设置在第一下弦层活动夹板与 下弦层固定夹板之间，第一下弦层活动夹板与第二下弦层活动夹板之间夹持 下弦横杆，第二下弦层活动夹板与下弦层固定夹板之间夹持下弦纵杆；第一 下弦层活动夹板、第二下弦层活动夹板上分别设置若干个相互匹配的下弦通 孔，所述每个下弦通孔上穿置下弦螺杆，下弦螺杆的下端螺纹连接下弦螺母， 上端与下弦层固定夹板刚性连接；上述上弦层节点夹具的下端设置若干个上 弦层销孔芯杆，销孔芯杆与上弦层固定夹板刚性连接，上述下弦层节点夹具 的上端设置与上弦层销孔芯杆数目相对应的下弦层销孔套管，销孔套管与下弦层固定夹板刚性连接，所述下弦层销孔套管的内径与上述上弦层销孔芯杆 的外径相等，上述上弦层节点夹具与下弦层节点夹具通过上弦层销孔芯杆与 下弦层销孔套管配合连接。上述每根上弦层销孔芯杆和下弦层销孔套管上分别设有多个不同位置的 双向节点夹具销孔，双向节点夹具销孔上穿置与其直径相匹配的双向节点夹 具销栓。上述上弦纵杆与第一上弦层活动夹板、第二上弦层活动夹板之间分 别设置第一上弦橡胶垫层，上弦横杆与第二上弦层活动夹板、上弦层固定夹 板之间分别设置第二上弦橡胶垫层；上述下弦横杆与第一下弦层活动夹板、 第二下弦层活动夹板之间分别设置第一下弦橡胶垫层，下弦纵杆与第二下弦 层活动夹板、下弦层固定夹板之间分别设置第二下弦橡胶垫层。上述同向杆件夹具包括上肢杆件夹具、下肢杆件夹具，所述上肢杆件夹 具包括上肢活动夹板、上肢固定夹板；上肢活动夹板与上肢固定夹板之间夹 持上弦纵杆或上弦横杆；上肢活动夹板上设置若干个的上肢通孔，所述每个 上肢通孔上穿置上肢螺杆，上肢螺杆的上端螺纹连接上肢螺母，下端与上肢 固定夹板刚性连接；所述下肢杆件夹具包括下肢活动夹板、下肢固定夹板； 下肢活动夹板与下肢固定夹板之间夹持下弦纵杆或下弦横杆；下肢活动夹板 上设置若干个的下肢通孔，所述每个下肢通孔上穿置下肢螺杆，下肢螺杆的 下端螺纹连接下肢螺母，上端与下肢固定夹板刚性连接；上述上肢杆件夹具 靠近下肢杆件夹具的一端设置若干个上肢销孔芯杆，销孔芯杆与上肢固定夹 板刚性连接，上述下肢杆件夹具靠近上肢杆件夹具的一端设置与上肢销孔芯 杆数目相对应的下肢销孔套管，销孔套管与下肢固定夹板刚性连接，所述下 肢销孔套管的内径与上述上肢销孔芯杆的外径相等，上述上肢杆件夹具与下 肢杆件夹具通过上肢销孔芯杆与下肢销孔套管配合连接。上述每根上肢销孔芯杆和下肢销孔套管上分别设有多个不同位置的同向 杆件夹具销孔，同向杆件夹具销孔上穿置与其直径相匹配的同向杆件夹具销 栓。上述上弦纵杆或上弦横杆与上肢活动夹板、上肢固定夹板之间分别设置上肢橡胶垫层；上述下弦纵杆或下弦横杆与下肢活动夹板、下肢固定夹板之 间分别设置下肢橡胶垫层。本技术采用上述结构，运用上下弦组合杆作为跨节长杆编织型网壳 的纵横两向长杆，各方向组合杆件的组合方式以类似组合梁构件以抗剪连结 实现构件组合的原理来实现，但组合杆件中组合上下弦杆件所采用的剪力连 结件是上述同向杆件夹具的形式，而不是组合梁中的抗剪栓钉，其中上下肢 杆件夹具均由附有橡胶垫的活动夹板和固定夹板构成，活动夹板开孔被刚接 在固定夹板上的螺杆穿过，通过拧紧螺母可以使上下弦的横杆或纵杆被夹板 夹持，同时上下弦杆件通过各自的固定夹板底面的销孔芯杆和销孔套管以销 孔插销方式相连从而形成复合夹具。在结构建造阶段的弹性曲弯过程中，各 夹具的螺母并未拧紧，也即夹具保持未夹紧状态，杆件在夹具中可以自由滑 移，此时上下弦杆件处于抗剪连结生效前的组合状态，两杆虽同时弯曲，但 属于各自独立抗弯而非组合抗弯，因此等效于双杆未组合构件；当结构弹性 曲弯到位后处于承载阶段时，将上下肢夹具的螺母全部拧紧，杆件与夹具间 不再允许滑移，则复合夹具作为剪力连接件其抗剪连结生效，上下肢杆件形 成有效组合构件共同抗弯，其抗弯刚度比螺母拧紧前可大幅度提高，当上下 肢夹具通过芯杆与套管的销孔相互对位组合时，可根据承载阶段相比建造阶 段所需要提高的刚度倍数来选择合适的对位销孔构成组合构件。当组合构件 按较小的上下杆件间距完成销孔对位组合时，螺母拧紧后相比拧紧前的刚度 提高倍数也较小；而当组合构件的上下杆件间距较大时，则螺母拧紧后相比 拧紧前的刚度提高倍数也迅速放大。上下肢夹具中夹板所附的橡胶垫除了起 到适应多种杆件截面形状、加大夹持的摩擦力作用外，也能起到一定的螺栓 弹簧垫圈作用。组合杆件在纵横两向相交处将构成网壳编织型节点，原上下肢组合杆件 的剪本文档来自技高网...

【技术保护点】
跨节长杆编织型网壳结构，其特征在于两个相交的杆件连接节点由双向节点夹具构成，每两个双向节点夹具之间设置至少一个同向杆件夹具。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方立新，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]