一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点制造技术

一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，属于空间结构技术领域。本发明专利技术解决了现有技术中对于大截面杆件节点连接结构易造成连接刚度差，进而影响空间结构整体的承载力的问题。若干所述节点支杆均焊接在节点主体的外表面且分别与节点主体贯通设置，所述节点主体为球型结构或管型结构，节点主体的内壁加工有支承肋，节点支杆为管型结构；当节点主体为球型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上，且桁架杆与节点支杆之间通过若干螺栓连接；当节点主体为管型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上以及节点主体的两端，且桁架杆与节点支杆之间以及桁架杆与节点主体的两端之间均通过若干螺栓连接。干螺栓连接。干螺栓连接。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点


[0001]本专利技术涉及一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，属于空间结构


技术介绍

[0002]超大跨度城市穹顶的概念提出于2014年，其拟在部分区域上空覆盖巨型穹顶，隔绝 外部环境，以应对环境变化对城市造成的威胁、节能减排的需要，以及极地科考、太空城 市建设的设想。在众多城市穹顶结构方案中，巨型网格结构被认为是一种较为理想的空间 结构体系。其由立体桁架主结构及众多平板网架或单层网壳子结构组成，其传力路径明确， 材料利用率高，是一种较为高效的结构体系。相较于传统采用钢材的巨型网格结构，铝合 金具有和钢相当的比刚度和更高的比强度，用于巨型网格结构可以在保证结构强度和刚度 的同时，有效降低结构自重和结构初始造价。此外，铝合金具有耐腐蚀、低温性能好、无 磁等特点，可以更适用于沿海、极地以及有无磁要求的环境中，同时可以节省结构服役期 间的维护费用。
[0003]节点连接空间结构中各部分杆件，是结构的一个重要组成部分。节点形式决定了施工 方式，而节点性能影响着结构整体受力性能。由于铝合金结构焊接后的强度折减，一般不 采用焊接连接的方式，如公开号为CN212271245U和CN212271208U所公开的适用于钢 桁架下弦转角处的一种球节点与一种管节点。目前铝合金空间结构中，通常采用四类节点， 分别是：板式(盘式)节点、螺栓球节点、毂式节点，以及铸铝节点。对于铝合金巨型网 格结构的主结构部分(如图9所示)，通常采用铝合金圆管或方管作为杆件。由于结构跨 度超过常规空间结构，导致杆件截面也超出常规尺寸。且巨型网格结构杆件的空间方向性 较为多样，目前没有适用于此类结构的节点形式，采用常规的连接节点结构易造成节点连 接刚度差，进而影响空间结构整体的承载力。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决现有技术中对于大截面杆件节点连接结构易造成连接刚度差，进而 影响空间结构整体的承载力的问题，进而提供了一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接 节点。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，它包括节点主体及若干节点支杆，若 干所述节点支杆均焊接在节点主体的外表面且分别与节点主体贯通设置，所述节点主体为 球型结构或管型结构，节点主体的内壁加工有支承肋，节点支杆为管型结构；
[0007]当节点主体为球型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上，且 桁架杆与节点支杆之间通过若干螺栓连接；
[0008]当节点主体为管型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上以及 节点主体的两端，且桁架杆与节点支杆之间以及桁架杆与节点主体的两端之间均通
过若干 螺栓连接。
[0009]进一步地，桁架杆与节点支杆之间的嵌套位置外部和/或桁架杆与节点主体的两端之 间的嵌套位置外部还套装有补强板。
[0010]进一步地，每个桁架杆上用于连接节点支杆的若干螺栓以及每个桁架杆上用于连接节 点主体端部的若干螺栓均至少为双排布置，且每排螺栓均沿桁架杆周向均布。
[0011]进一步地，当节点主体为管型结构时，支承肋的数量至少为两个且沿管型节点主体的 长度方向并排布置。
[0012]进一步地，支承肋为环形结构且一体同轴固设在管型节点主体的内壁。
[0013]进一步地，当节点主体为球型结构时，其内部呈空心结构。
[0014]进一步地，支承肋的数量至少为两个且呈交叉布置在球型节点主体的内壁。
[0015]进一步地，支承肋为环型结构且其圆心与球型节点主体的球心重合布置。
[0016]进一步地，所述螺栓为单向螺栓。
[0017]进一步地，当节点主体为球形结构时，每个节点支杆上与桁架杆连接的一端部沿其周 向开设有若干长孔，若干螺栓对应穿过若干长孔；当节点主体为管型结构时，节点主体的 两端部以及每个节点支杆上与桁架杆连接的一端部均沿周向开设有若干长孔，若干螺栓对 应穿过若干长孔。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0019]本申请适用于立体桁架结构，每一个连接节点连接的桁架杆的数量和方位均相对灵 活。
[0020]采用不锈钢材质的节点域，可避免与铝合金杆件连接处的电化学腐蚀，保证连接处的 可靠性。同时，采用不锈钢可以在节点主体与节点支杆交汇处使用焊接连接，使得节点构 造简单，施工方便。
[0021]通过在节点主体内部设置支承肋，以防止节点主体局部失稳。支承肋的数量可根据实 际基本桁架连接结构选择，以防止节点主体先于连接处发生局部屈曲而退出工作，同时确 保连接处的可靠性。
[0022]本申请的连接节点结构，可应用于铝合金巨型网格结构及其它大直径铝合金结构杆件 的连接，填补了此类节点连接空间结构形式的空白。
附图说明
[0023]图1为当节点主体为球型结构时的局部剖视主视示意图；
[0024]图2为当节点主体为球型结构时的立体结构示意图；
[0025]图3为当节点主体为管型结构时的局部剖视主视示意图；
[0026]图4为当节点主体为管型结构时的立体结构示意图；
[0027]图5为当节点主体为管型结构且支承肋数量为一个时的半剖视示意图；
[0028]图6为当节点主体为管型结构且支承肋数量为两个时的半剖视示意图；
[0029]图7为当节点主体为球型结构且支承肋数量为四个时的半剖视示意图；
[0030]图8为带有补强板的连接节点示意图(节点主体为管型结构时)；
[0031]图9为巨型网格结构主结构的示意图；
[0032]图10为图9中的A处放大示意图；
[0033]图11为图10中的C处局部放大示意图；
[0034]图12为节点安装爆炸示意图。
具体实施方式
[0035]具体实施方式一：结合图1～12说明本实施方式，一种适用于大截面杆件的嵌套式螺 栓连接节点，它包括节点主体3及若干节点支杆4，若干所述节点支杆4均焊接在节点主 体3的外表面且分别与节点主体3贯通设置，所述节点主体3为球型结构或管型结构，节 点主体3的内壁加工有支承肋5，节点支杆4为管型结构；
[0036]当节点主体3为球型结构时，若干待连接的桁架杆1对应嵌套安装在若干节点支杆4 上，且桁架杆1与节点支杆4之间通过若干螺栓2连接；
[0037]当节点主体3为管型结构时，若干待连接的桁架杆1对应嵌套安装在若干节点支杆4 上以及节点主体3的两端，且桁架杆1与节点支杆4之间以及桁架杆1与节点主体3的两 端之间均通过若干螺栓2连接。
[0038]采用不锈钢材质的节点域，可避免与铝合金杆件连接处的电化学腐蚀，保证连接处的 可靠性。同时，采用不锈钢可以在节点主体3与节点支杆4交汇处使用焊接连接，使得节 点构造简单，施工方便。
[0039]通过在节点主体3内部设置支承肋5，以防止节点主体3局部失稳。支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，其特征在于：它包括节点主体(3)及若干节点支杆(4)，若干所述节点支杆(4)均焊接在节点主体(3)的外表面且分别与节点主体(3)贯通设置，所述节点主体(3)为球型结构或管型结构，节点主体(3)的内壁加工有支承肋(5)，节点支杆(4)为管型结构；当节点主体(3)为球型结构时，若干待连接的桁架杆(1)对应嵌套安装在若干节点支杆(4)上，且桁架杆(1)与节点支杆(4)之间通过若干螺栓(2)连接；当节点主体(3)为管型结构时，若干待连接的桁架杆(1)对应嵌套安装在若干节点支杆(4)上以及节点主体(3)的两端，且桁架杆(1)与节点支杆(4)之间以及桁架杆(1)与节点主体(3)的两端之间均通过若干螺栓(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，其特征在于：桁架杆(1)与节点支杆(4)之间的嵌套位置外部和/或桁架杆(1)与节点主体(3)的两端之间的嵌套位置外部还套装有补强板(7)。3.根据权利要求1或2所述的一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，其特征在于：每个桁架杆(1)上用于连接节点支杆(4)的若干螺栓(2)以及每个桁架杆(1)上用于连接节点主体(3)端部的若干螺栓(2)均至少为双排布置，且每排螺栓(2)均沿桁架杆(1)周向均布。4.根据权利要求1所述的一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭艺霖柯，赵子斌，林彬添，孙铭，张瑀，张清文，范峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：