本發(fā)明涉及建筑鋼結(jié)構(gòu)，特別涉及一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)及安裝方法。

背景技術(shù)：

1、空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)是空間節(jié)點(diǎn)，匯集的桿件數(shù)量較多且來自不同方向，構(gòu)造比較復(fù)雜。因此，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計的合理與否直接影響整個結(jié)構(gòu)的受力性能、制作安裝、用鋼量及工程造價等，是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)之一。圓鋼管桿件是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)桿件的主要形式，通過節(jié)點(diǎn)將圓鋼管桿件連接在一起形成空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。良好的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式應(yīng)具備重量輕、構(gòu)造簡單、傳力可靠，且加工及拼裝方便等特征。

2、大跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)主要分為螺栓球節(jié)點(diǎn)和焊接空心球節(jié)點(diǎn)。螺栓球節(jié)點(diǎn)是通過高強(qiáng)螺栓將桿件與球體連接，安裝過程簡單快捷，不需要進(jìn)行現(xiàn)場焊接，可以大大縮短施工周期，且螺栓連接不受天氣、場地等因素的影響，施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以在工廠進(jìn)行預(yù)制，現(xiàn)場進(jìn)行組裝，施工效率高，但是螺栓球為實(shí)心球，當(dāng)球體直徑較大時，螺栓球的重量很大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的總用鋼量和重量過大；焊接球為空心球，適合于較大直徑的球節(jié)點(diǎn)，在承受較大荷載和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，焊接球節(jié)點(diǎn)的可靠性較高，但焊接球節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量受焊接工藝和焊工的技術(shù)水平影響因素大，如果焊接質(zhì)量不好，容易出現(xiàn)焊接缺陷，如氣孔、夾渣、裂紋等，影響節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和耐久性，且焊接工作需要在現(xiàn)場進(jìn)行，施工環(huán)境復(fù)雜，受天氣、場地等因素的影響較大。

3、為此，本申請?zhí)岢隽艘环N空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)及安裝方法，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種重量輕、成本低、施工效率高的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)及安裝方法。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其包括空心球、螺紋套筒、錐頭和管狀桿件，所述螺紋套筒焊接在空心球的外表面，所述錐頭與管狀桿件的一端焊接，所述錐頭通過高強(qiáng)螺栓與螺紋套筒固定連接，所述螺紋套筒上圓周分布有曲桿，所述曲桿的中部與螺紋套筒轉(zhuǎn)動連接，所述曲桿的一端與錐頭卡接，曲桿的另一端伸入到螺紋套筒內(nèi)部且與高強(qiáng)螺栓抵接，所述錐頭與管狀桿件焊接。

3、優(yōu)選的，所述空心球的表面螺紋連接有定位螺栓，所述定位螺栓位于螺紋套筒內(nèi)部，且所述定位螺栓的螺帽外側(cè)壁制有與螺紋套筒內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。

4、優(yōu)選的，所述螺紋套筒內(nèi)設(shè)有墊塊，所述墊塊與定位螺栓抵接，所述曲桿的一端與錐頭卡接后，曲桿的另一端背離高強(qiáng)螺栓的一表面與墊塊抵接。

5、優(yōu)選的，所述螺紋套筒靠近空心球的一端端面設(shè)有坡口，坡口角度為45-60°。

6、優(yōu)選的，所述螺紋套筒的側(cè)面設(shè)有若干個線槽，所述線槽沿著螺紋套筒的軸向設(shè)置，所述螺紋套筒的外側(cè)位于線槽的兩側(cè)設(shè)有凸耳，所述曲桿的中部與凸耳軸連接，所述曲桿的一端從線槽伸入到螺紋套筒內(nèi)部。

7、優(yōu)選的，所述曲桿的一端設(shè)有卡頭，所述錐頭的側(cè)壁設(shè)有插孔，所述卡頭與插孔卡接。

8、優(yōu)選的，所述曲桿的另一端設(shè)有壓頭，所述壓頭與高強(qiáng)螺栓的端部抵接，所述高強(qiáng)螺栓旋進(jìn)螺紋套筒內(nèi)后抵接壓頭，帶動曲桿旋轉(zhuǎn)，曲桿端部的卡頭卡接到插孔內(nèi)。

9、優(yōu)選的，所述螺紋套筒與錐頭之間設(shè)有六角旋轉(zhuǎn)套筒，所述高強(qiáng)螺栓穿過六角旋轉(zhuǎn)套筒與螺紋套筒螺紋連接，所述六角旋轉(zhuǎn)套筒與高強(qiáng)螺栓的徑向設(shè)有銷釘，高強(qiáng)螺栓上設(shè)有軸向的長槽，所述長槽遠(yuǎn)離螺紋套筒的一端設(shè)有下沉孔，所述銷釘穿過六角旋轉(zhuǎn)套筒插入到高強(qiáng)螺栓的長槽內(nèi)，且所述高強(qiáng)螺栓旋轉(zhuǎn)至螺紋套筒與六角旋轉(zhuǎn)套筒緊密貼合后，銷釘插入到下沉孔內(nèi)。

10、優(yōu)選的，所述螺紋套筒的一表面設(shè)有第一鋸齒面，所述六角旋轉(zhuǎn)套筒的一表面設(shè)有第二鋸齒面，所述第一鋸齒面與第二鋸齒面嚙合。

11、一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)安裝方法，包括如下步驟：

12、s1、在工廠內(nèi)按照設(shè)計圖紙生產(chǎn)制備空心球、螺紋套筒、錐頭和管狀桿件，在螺紋套筒上切割線槽，并在線槽的兩側(cè)焊接凸耳，將曲桿與凸耳軸連接，空心球上加工若干螺紋孔，將定位螺栓擰入螺紋孔中直至擰緊，將螺紋套筒與定位螺栓螺紋連接直至螺紋套筒與空心球貼緊，然后將螺紋套筒的坡口與空心球焊接，在錐頭的設(shè)計尺寸上開設(shè)插孔；

13、s2、將空件網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的配件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在施工現(xiàn)場，將高強(qiáng)螺栓穿過錐頭、六角旋轉(zhuǎn)套筒后與螺紋套筒螺紋連接，銷釘穿過六角旋轉(zhuǎn)套筒插入到高強(qiáng)螺栓的長槽內(nèi)，擰動六角旋轉(zhuǎn)套筒，帶動高強(qiáng)螺栓旋轉(zhuǎn)，使得高強(qiáng)螺栓與螺紋套筒螺紋連接，進(jìn)而使得螺紋套筒、六角旋轉(zhuǎn)套筒和錐頭的端面緊貼，高強(qiáng)螺栓的端部擠壓曲桿，使得曲桿的一端插入到錐頭的插孔內(nèi)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)六角旋轉(zhuǎn)套筒，直至銷釘移動到下沉孔處，將銷釘插入到下沉孔內(nèi)，完成單節(jié)點(diǎn)的安裝；

14、s3、重復(fù)步驟s2，直至將空心球上所有管狀桿件的節(jié)點(diǎn)完成安裝。

15、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用的焊接空心球節(jié)點(diǎn)相比于螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼量少、重量輕，且節(jié)點(diǎn)的大部分焊接作業(yè)均是工廠完成，不受施工現(xiàn)場的外界環(huán)境影響，焊接作業(yè)難度小，易于保證焊接質(zhì)量，施工現(xiàn)場螺栓裝配，焊接作業(yè)少，焊接難度低，降低了施工難度，有效提高施工質(zhì)量和速度，降低了施工成本，滿足了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的裝配化需求；在螺紋套筒上設(shè)置的曲桿與高強(qiáng)螺栓配合，使得曲桿與錐頭卡接，提高了節(jié)點(diǎn)裝配強(qiáng)度。

16、在空心球上設(shè)置定位螺栓，提高了螺紋套筒的定位精度，方便螺紋套筒與空心球焊接，提高了焊接定位的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其包括空心球、螺紋套筒、錐頭和管狀桿件，其特征在于，所述螺紋套筒焊接在空心球的外表面，所述錐頭與管狀桿件的一端焊接，所述錐頭通過高強(qiáng)螺栓與螺紋套筒固定連接，所述螺紋套筒上圓周分布有曲桿，所述曲桿的中部與螺紋套筒轉(zhuǎn)動連接，所述曲桿的一端與錐頭卡接，曲桿的另一端伸入到螺紋套筒內(nèi)部且與高強(qiáng)螺栓抵接，所述錐頭與管狀桿件焊接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述空心球的表面螺紋連接有定位螺栓，所述定位螺栓位于螺紋套筒內(nèi)部，且所述定位螺栓的螺帽外側(cè)壁制有與螺紋套筒內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述螺紋套筒內(nèi)設(shè)有墊塊，所述墊塊與定位螺栓抵接，所述曲桿的一端與錐頭卡接后，曲桿的另一端背離高強(qiáng)螺栓的一表面與墊塊抵接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述螺紋套筒靠近空心球的一端端面設(shè)有坡口，坡口角度為45-60°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述螺紋套筒的側(cè)面設(shè)有若干個線槽，所述線槽沿著螺紋套筒的軸向設(shè)置，所述螺紋套筒的外側(cè)位于線槽的兩側(cè)設(shè)有凸耳，所述曲桿的中部與凸耳軸連接，所述曲桿的一端從線槽伸入到螺紋套筒內(nèi)部。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述曲桿的一端設(shè)有卡頭，所述錐頭的側(cè)壁設(shè)有插孔，所述卡頭與插孔卡接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述曲桿的另一端設(shè)有壓頭，所述壓頭與高強(qiáng)螺栓的端部抵接，所述高強(qiáng)螺栓旋進(jìn)螺紋套筒內(nèi)后抵接壓頭，帶動曲桿旋轉(zhuǎn)，曲桿端部的卡頭卡接到插孔內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述螺紋套筒與錐頭之間設(shè)有六角旋轉(zhuǎn)套筒，所述高強(qiáng)螺栓穿過六角旋轉(zhuǎn)套筒與螺紋套筒螺紋連接，所述六角旋轉(zhuǎn)套筒與高強(qiáng)螺栓的徑向設(shè)有銷釘，高強(qiáng)螺栓上設(shè)有軸向的長槽，所述長槽遠(yuǎn)離螺紋套筒的一端設(shè)有下沉孔，所述銷釘穿過六角旋轉(zhuǎn)套筒插入到高強(qiáng)螺栓的長槽內(nèi)，且所述高強(qiáng)螺栓旋轉(zhuǎn)至螺紋套筒與六角旋轉(zhuǎn)套筒緊密貼合后，銷釘插入到下沉孔內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述螺紋套筒的一表面設(shè)有第一鋸齒面，所述六角旋轉(zhuǎn)套筒的一表面設(shè)有第二鋸齒面，所述第一鋸齒面與第二鋸齒面嚙合。

10.一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)安裝方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的空心球節(jié)點(diǎn)及安裝方法，空心球節(jié)點(diǎn)包括空心球、螺紋套筒、錐頭和管狀桿件，螺紋套筒焊接在空心球的外表面，錐頭與管狀桿件的一端焊接，錐頭通過高強(qiáng)螺栓與螺紋套筒固定連接，螺紋套筒上圓周分布有曲桿，曲桿的中部與螺紋套筒轉(zhuǎn)動連接，曲桿的一端與錐頭卡接，曲桿的另一端伸入到螺紋套筒內(nèi)部且與高強(qiáng)螺栓抵接，錐頭與管狀桿件焊接；本發(fā)明采用的焊接空心球節(jié)點(diǎn)相比于螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼量少、重量輕，焊接作業(yè)難度小，易于保證焊接質(zhì)量，降低了施工難度，有效提高施工質(zhì)量和速度，降低了施工成本，滿足了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的裝配化需求，提高了節(jié)點(diǎn)裝配強(qiáng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：楊大彬,喬志,王昊,朱寶琛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東建筑大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2