一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，屬于土木工程的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有適應(yīng)跨度大、結(jié)構(gòu)自重輕、充分利用高強(qiáng)材料、節(jié)約材料、裝配化程度高、施工速度快和施工環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，十分廣泛地應(yīng)用于大跨空間結(jié)構(gòu)中?，F(xiàn)有的網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)種類較多，而裸露的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多選用外觀視覺較好的螺栓球節(jié)點(diǎn)與焊接空心球節(jié)點(diǎn)，這兩種節(jié)點(diǎn)是目前國內(nèi)空間結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛的結(jié)點(diǎn)。但是螺栓球節(jié)點(diǎn)加工構(gòu)件較為復(fù)雜，造價(jià)較為昂貴，并極易出現(xiàn)螺栓假擰超擰現(xiàn)象。而焊接空心球節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)焊接難度較大，有些需要高空焊接，危險(xiǎn)系數(shù)較大，施工難度大，工期較長(zhǎng)。并且在網(wǎng)架設(shè)計(jì)中，由于可選節(jié)點(diǎn)種類極少，對(duì)于網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的剛度設(shè)計(jì)比較浪費(fèi)，螺栓球節(jié)點(diǎn)彎曲剛度和抗扭能力比較弱。因此，如何將兩種節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，又能有效減少施工難度，有利于實(shí)際應(yīng)用是亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決【背景技術(shù)】中現(xiàn)有的兩種網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)的一些不足，提出了一種新型鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明既具有傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了螺栓球節(jié)點(diǎn)和焊接空心球節(jié)點(diǎn)構(gòu)件加工和節(jié)點(diǎn)施工的不足。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，包括空心鋼球、墊塊、螺栓、桿端連接件和圓管桿件；
[0005]所述空心鋼球由兩成品半球焊接而成，所述墊塊根據(jù)球面尺寸和桿件安裝位置，在一側(cè)銑出與空心鋼球表面吻合的球面，并將該側(cè)與空心鋼球焊接牢固緊密，墊塊另一側(cè)與桿端連接件的端面通過螺栓連接，所述桿端連接件的另一端面與圓管桿件的端面通過焊接連接緊密；
[0006]所述墊塊的的端面、桿端連接件的兩個(gè)端面和圓管桿件的端面尺寸相同，并且它們的中軸線在一條直線上。
[0007]作為優(yōu)選，所述螺栓采用10.9s級(jí)高強(qiáng)螺栓，尺寸型號(hào)由需要確定。
[0008]作為優(yōu)選，所述桿端連接件中的主體部分為兩兩成120度的合適高度的鋼板組成的連接腹板，鋼板間通過焊接可靠連接。
[0009]本發(fā)明將傳統(tǒng)螺栓實(shí)心球節(jié)點(diǎn)替換為空心球節(jié)點(diǎn)，并且空心球可以利用現(xiàn)有成品焊接球節(jié)點(diǎn)所用鋼球?？招匿撉蛴蓛沙善钒肭蚝附佣伞|塊根據(jù)球面尺寸和桿件安裝位置，在一側(cè)銑出與球體表面吻合的球面，并將該側(cè)與球體焊接牢固緊密。墊塊另一側(cè)與桿端連接件的端面通過螺栓連接，所述桿端連接件的另一端面與圓管桿件的端面通過焊接連接緊密。其中，圓管桿件與連接件在工廠化預(yù)制過程中完成焊接，制成桿件-連接件組合體，桿端連接件的下端板根據(jù)需要設(shè)有螺栓孔；墊塊亦根據(jù)尺寸在工廠中加工完成并與球體預(yù)先焊接牢固，制成球體-墊塊組合件。安裝時(shí)桿件-連接件組合體通過桿端連接件下端板的螺孔，由螺栓與球體-墊塊組合件緊固在一起。球體上-墊塊組合件上端面、連接短柱的下端板、圓管桿件共用一條中心線。
[0010]本發(fā)明的有益效果:(1)全部構(gòu)件可以在工廠中預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)施工工藝簡(jiǎn)單，方便，現(xiàn)場(chǎng)無焊接，復(fù)合綠色施工的理念。
[0011](2)螺栓擰緊過程易于觀察，監(jiān)測(cè)，有效避免了螺栓節(jié)點(diǎn)中因?yàn)樘淄泊嬖趯?dǎo)致的施工中的假擰、超擰。在節(jié)點(diǎn)量較大的中、大跨度空間網(wǎng)架領(lǐng)域更能顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。
[0012](3)本節(jié)點(diǎn)由于采用120度分布的高強(qiáng)螺栓，各向抗彎抗扭強(qiáng)度相比于螺栓球節(jié)點(diǎn)大大提高。并且由于采用空心球節(jié)點(diǎn)，無需對(duì)球體進(jìn)行單獨(dú)加工，實(shí)用簡(jiǎn)單，在采用尺寸較大的節(jié)點(diǎn)是用鋼量較小，合理控制了成本，具有較大的推廣潛力。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明三維示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明剖面示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明中墊塊平面一側(cè)三維構(gòu)造示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明中墊塊曲面一側(cè)三維構(gòu)造示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明中桿端連接件三維構(gòu)造示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明中腹部鋼板成120度夾角布置的桿端連接件剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1-6所示，一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，包括空心鋼球5、螺栓3、桿端連接件2、墊塊4和圓管桿件1 ;所述空心鋼球5由兩成品半球焊接而成。墊塊4根據(jù)空心鋼球球面尺寸和桿件安裝位置，在一側(cè)銑出與空心鋼球5表面吻合的球面，并將該側(cè)與空心鋼球5焊接牢固緊密。墊塊4另一側(cè)與桿端連接件2的端面通過螺栓3連接，所述桿端連接件2的另一端面與圓管桿件1的端面通過焊接連接緊密；所述墊塊4的的端面、桿端連接件2的兩個(gè)端面和圓管桿件1的端面尺寸相同，并且它們的中軸線在一條直線上。
[0021]實(shí)施本發(fā)明設(shè)計(jì)和施工的基本步驟:
[0022]1)桿端連接件的設(shè)計(jì)
[0023](1)首先確定圓管桿件的截面尺寸，以確定桿端連接件上下端部板的尺寸；
[0024](2)基于桿端連接件下部端板尺寸，以中心線為軸，當(dāng)尺寸較小時(shí)，采用兩兩之間夾角為120度的鋼板的布置，并結(jié)合所需強(qiáng)度確定鋼板厚度；
[0025](3)在下部端板空隙處，對(duì)稱合理的布置螺栓孔；
[0026]2)墊塊的設(shè)計(jì)
[0027](1)首先確定圓管桿件的截面尺寸，墊塊端面尺寸與其相同
[0028](2)在墊塊與空心球體接觸的一側(cè)斷面銑出與球體曲面完全吻合的曲面
[0029](3)在墊塊上與桿端連接件端板處螺栓孔位置對(duì)應(yīng)的地方設(shè)置螺栓孔，并配螺紋
[0030]3)鋼網(wǎng)架復(fù)式節(jié)點(diǎn)的安裝施工
[0031]使用空心球節(jié)點(diǎn)成品，在工廠預(yù)制墊塊，并在該墊塊端面上設(shè)置合理位置并與桿端連接件下端板上螺栓孔一一對(duì)應(yīng)的螺栓孔，可將桿端連接件一端和墊塊通過螺栓，于端面處緊固在一起，墊塊與球體焊接緊密，制成墊塊-球體組合體。桿端連接件另一端與圓管桿件，通過焊接連接緊密。其中，圓管桿件與桿端連接件在工廠化預(yù)制過程中完成焊接，制成一桿件-連接柱組合體，連接件的下端板根據(jù)需要，設(shè)有三個(gè)螺孔，它們兩兩之間大致呈正三角形布置?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)只需將桿件-連接柱組合體通過桿端連接件下端板的螺孔，用螺栓與墊塊-球體組合件緊固在一起。其中圓管桿件，桿端連接件、墊塊和球體中心線需要保持重合。
[0032]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括空心鋼球、墊塊、螺栓、桿端連接件和圓管桿件； 所述空心鋼球由兩成品半球焊接而成，所述墊塊在一側(cè)銑出與空心鋼球表面吻合的球面，并將該側(cè)與空心鋼球焊接牢固緊密，墊塊另一側(cè)與桿端連接件的端面通過螺栓連接，所述桿端連接件的另一端面與圓管桿件的端面通過焊接連接緊密； 所述墊塊的的端面、桿端連接件的兩個(gè)端面和圓管桿件的端面尺寸相同，并且它們的中軸線在一條直線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述螺栓采用10.9s級(jí)高強(qiáng)螺栓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述桿端連接件中的主體部分為兩兩成120度的鋼板組成的連接腹板，鋼板間通過焊接連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼網(wǎng)架螺栓連接空心球節(jié)點(diǎn)，包括空心球，墊塊，螺栓，桿端連接件和圓管桿件，該空心球由兩成品空心半球焊接而成，墊塊根據(jù)桿件位置焊接在球體上，并在與桿端連接件端板螺栓位置對(duì)應(yīng)處開設(shè)螺栓孔，將桿端連接件一端和塊體通過螺栓，于端面處緊固在一起，桿端連接件另一端與桿件圓管通過焊接連接緊密連接。該節(jié)點(diǎn)的所有制作均可在工廠中進(jìn)行，避免了現(xiàn)場(chǎng)焊接，施工簡(jiǎn)便。同時(shí)降低了用鋼量，可以避免常在螺栓球節(jié)點(diǎn)中出現(xiàn)的假擰、超擰現(xiàn)象。在結(jié)構(gòu)剛度和抗扭功能上為設(shè)計(jì)工作提供了一種全新選擇，既降低了成本，又提高了設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量和工作效率，在中、大跨度的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工領(lǐng)域更能顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類】E04B1/58
【公開號(hào)】CN105386524
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510875373
【發(fā)明人】劉家彬, 郭正興, 尹晨光, 管東芝, 尹航
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日