專利名稱：一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，具體地，涉及一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其制作 方法。
背景技術(shù)：
空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)自重輕、跨越空間能力強等優(yōu)勢，在工業(yè)建筑和民用建筑 中得到了極大的推廣和應用。目前常用的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)一般采用螺栓球節(jié)點或焊接球節(jié) 點，上下弦桿及腹桿一般選用圓鋼管，通過螺栓球節(jié)點，桿件之間通過球節(jié)點連接，形成空 間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系，然后網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上面搭設檁條，最后鋪設屋面板。隨著在工程中的應用，這 種結(jié)構(gòu)體系暴露出一些自身的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面1、這種結(jié)構(gòu)體系的節(jié)點和構(gòu)件是分別在工廠制作，然后在現(xiàn)場進行拼裝，因此現(xiàn) 場工作量大，構(gòu)件種類多，有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)構(gòu)件、檁條和節(jié)點，現(xiàn)場安裝施工周期較長，施工成本 較高。2、采用檁條構(gòu)造進行屋面板的搭設，增加了構(gòu)件的種類及數(shù)量，浪費鋼材。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)方面的不足，本發(fā)明提供一種無檁條螺栓球節(jié) 點空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及其制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括上弦桿、腹桿、下弦桿和螺栓球節(jié)點，螺栓球節(jié)點 由高強螺栓、套筒、實心球體和銷釘組成；上弦桿、腹桿和下弦桿軸線通過實心球體球心； 上弦桿、腹桿和下弦桿在端部均有錐頭和封板構(gòu)造，封板預留高強螺栓孔洞，高強螺栓螺桿 穿過封板的預留孔洞，通過擰套筒的方法將高強螺栓擰進預留螺紋孔的實心球體，螺帽部 分被封板擋在桿件內(nèi)部；上弦桿采用方鋼管或者矩形鋼管，上弦桿呈兩條邊水平、兩條邊豎 直設置，連接上弦桿的螺栓球節(jié)點直徑不大于上弦桿的豎直邊長；優(yōu)選地，腹桿為方鋼管、矩形鋼管或圓鋼管；優(yōu)選地，下弦桿件為方鋼管、矩形鋼管或圓鋼管；優(yōu)選地，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上設置有屋面板，屋面板與上弦桿通過鉚釘連接固定；優(yōu)選地，屋面板上部打入鉚釘與上弦桿鉚接在一起或者在上弦桿一側(cè)預先焊接角 鋼，屋面板與上弦桿側(cè)部的角鋼鉚接在一起；優(yōu)選地，屋面板之間的連接處避開螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中上弦桿的位置，并采用 油膏嵌縫；優(yōu)選地，油膏采用一種以石油浙青為基料，加入改性材料、稀釋劑、填料配制而成 的黑色膏狀嵌縫材料；無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作方法，采用散裝法、分塊安裝法或整體裝配頂升 法，通過螺栓球?qū)⑸舷覘U、腹桿和下弦桿連接成螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，然后鋪設屋面板，再通過鉚釘將屋面板和螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連接成一體，屋面板之間的連接處避開螺栓球節(jié) 點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中上弦桿的位置，并采用油膏嵌縫，形成一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是通過在螺栓球節(jié)點網(wǎng)架中上弦桿的上表面直接鋪設屋面板， 省去了檁條構(gòu)造措施，節(jié)省了鋼材，同時因此減小了現(xiàn)場施工程序，降低了施工周期，節(jié)約 了施工成本。特別適合在空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中應用。


圖1為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的局部示意圖；圖3為本發(fā)明的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋面板與上弦桿直接鉚 釘連接成一體的示意圖；圖5為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋面板與上弦桿直接鉚 釘連接形成鉚釘孔的示意圖；圖6為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上弦桿預先焊接角鋼的 示意圖；圖7為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋面板與上弦桿預先焊 接角鋼鉚釘連接成一體的示意圖；圖8為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面板與上弦桿預先 焊接角鋼鉚釘連接形成鉚釘孔的示意圖；圖9為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面板與上弦桿連接 后的局部效果圖；圖10為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屋面板連接之間的細 部處理示意圖；圖11為本發(fā)明的帶有屋面板的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的螺栓球節(jié)點和桿件端 部的細部構(gòu)造示意圖。圖中，1、上弦桿；2、屋面板；3、螺栓球節(jié)點；4、錐頭；5、封板；6、鉚釘孔；7、鉚釘 孔；8、鉚釘；9、角鋼；10、鉚釘孔；11、腹桿；12、下弦桿；13、油膏；14、螺栓球節(jié)點網(wǎng)架；15、 套筒；16、實心球體；17、高強螺栓；18、銷釘。
具體實施例方式如圖1-11所示，螺栓球節(jié)點網(wǎng)架14由上弦桿1、腹桿11和下弦桿12通過螺栓球 節(jié)點3連接而成，螺栓球節(jié)點3由套筒15、實心球體16、高強螺栓17和銷釘18組成；上弦 桿、腹桿和下弦桿軸線通過實心球體球心；上弦桿、腹桿和下弦桿在端部均有錐頭4和封板 5，封板預留高強螺栓孔洞，高強螺栓螺桿穿過封板的預留孔洞，通過擰套筒的方法將高強 螺栓擰進預留螺紋孔的實心球體，螺帽部分被封板擋在桿件內(nèi)部；上弦桿采用方鋼管或者 矩形鋼管，上弦桿呈兩條邊水平、兩條邊豎直設置，連接上弦桿的螺栓球節(jié)點直徑不大于上 弦桿的豎直邊長；腹桿為方鋼管、矩形鋼管或圓鋼管；下弦桿件為方鋼管、矩形鋼管或圓鋼 管；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上設置有屋面板2，屋面板2與螺栓球節(jié)點網(wǎng)架14連接有兩種實施方案(1)、
4在螺栓球節(jié)點網(wǎng)架14中的上弦桿1上面直接鋪設屋面板2，然后采用鉚釘8直接將屋面板 2與上弦桿1連接，進而形成一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(如圖4所示)，在此過程中螺 栓球節(jié)點網(wǎng)架14中的上弦桿1形成鉚釘孔6和屋面板2上成鉚釘孔7 (如圖5所示)；(2)、 在螺栓球節(jié)點網(wǎng)架14中的上弦桿1上預先焊接角鋼9 (如圖6所示)，然后在螺栓球節(jié)點 網(wǎng)架14中的上弦桿1上面鋪設屋面板2，采用鉚釘8將屋面板2與預先焊接在螺栓球節(jié)點 網(wǎng)架14中的上弦桿1上的角鋼9連接，進而形成一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(如圖7所 示)，在此過程中角鋼9形成鉚釘孔10和屋面板2上成鉚釘孔7 (如圖8所示)；屋面板之 間的連接處避開螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中上弦桿的位置，并采用油膏13嵌縫；油膏采用一種 以石油浙青為基料，加入改性材料、稀釋劑、填料配制而成的黑色膏狀嵌縫材料。
制作時，上弦桿1、腹桿11、下弦桿12和螺栓球節(jié)點3按照設計圖紙在工廠預制， 其中，上弦桿1、腹桿11、下弦桿12端部帶有錐頭4和封板5，然后運至現(xiàn)場，現(xiàn)場安裝時， 可根據(jù)現(xiàn)場安裝設備和空間條件，采用散裝法，采用分塊安裝法、或采用整體裝配頂升法， 通過螺栓球節(jié)點3將上弦桿1、腹桿11、下弦桿12連接(如圖2所示)，形成螺栓球節(jié)點網(wǎng) 架14，如圖3所示。屋面板2也于工廠預制。根據(jù)設計中網(wǎng)格尺寸的大小，調(diào)整屋面板2的 布置，使得屋面板2之間的連接處避開螺栓球節(jié)點網(wǎng)架14中的上弦桿1的位置(如圖9所 示)，并采用油膏嵌縫(如圖10所示)，形成一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括上弦桿、腹桿、下弦桿和螺栓球節(jié)點，螺栓球節(jié) 點由高強螺栓、套筒、實心球體和銷釘組成；上弦桿、腹桿和下弦桿軸線通過實心球體球心； 上弦桿、腹桿和下弦桿在端部均有錐頭和封板構(gòu)造，封板預留高強螺栓孔洞，高強螺栓螺桿 穿過封板的預留孔洞，通過擰套筒的方法將高強螺栓擰進預留螺紋孔的實心球體，螺帽部 分被封板擋在桿件內(nèi)部；其特征在于上弦桿采用方鋼管或者矩形鋼管，上弦桿呈兩條邊 水平、兩條邊豎直設置，連接上弦桿的螺栓球節(jié)點直徑不大于上弦桿的豎直邊長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于腹桿為方鋼管、矩形 鋼管或圓鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于下弦桿件為方鋼管、 矩形鋼管或圓鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上設置有 屋面板，屋面板與上弦桿通過鉚釘連接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于屋面板上部打入鉚 釘與上弦桿鉚接在一起或者在上弦桿一側(cè)預先焊接角鋼，屋面板與上弦桿側(cè)部的角鋼鉚接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于屋面板之間的連接 處避開螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中上弦桿的位置，并采用油膏嵌縫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于油膏采用一種以石 油浙青為基料，加入改性材料、稀釋劑、填料配制而成的黑色膏狀嵌縫材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于采用 散裝法、分塊安裝法或整體裝配頂升法，通過螺栓球?qū)⑸舷覘U、腹桿和下弦桿連接成螺栓球 節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，然后鋪設屋面板，再通過鉚釘將屋面板和螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連接成一體， 屋面板之間的連接處避開螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中上弦桿的位置，并采用油膏嵌縫，形成一 種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其制作方法。無檁螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包括上弦桿、腹桿、下弦桿和螺栓球節(jié)點，螺栓球節(jié)點由高強螺栓、套筒、實心球體和銷釘組成；上弦桿、腹桿和下弦桿軸線通過實心球體球心；上弦桿采用方鋼管或者矩形鋼管，上弦桿呈兩條邊水平、兩條邊豎直設置，連接上弦桿的螺栓球節(jié)點直徑不大于上弦桿的豎直邊長。本發(fā)明的所有構(gòu)件實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)場全部采用螺栓連接，避免現(xiàn)場焊接，縮短施工周期和施工成本，同時不設置檁條，節(jié)省了鋼材，降低了工程造價。
文檔編號E04B7/00GK102003028SQ20101051213
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者孫國軍, 曲秀姝, 王小盾, 白樹楊, 閆翔宇, 陳志華 申請人:天津大學