一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括上下兩塊圓盤蓋板和工字型鋁合金桿件，該節(jié)點(diǎn)還包括中心圓管，所述中心圓管設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板之間，所述工字型鋁合金桿件在靠近所述中心圓管的端部設(shè)有腹板凸出部，所述腹板凸出部與所述中心圓管通過(guò)焊縫連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板與所述圓盤蓋板采用高強(qiáng)螺栓連接。本發(fā)明能夠增強(qiáng)現(xiàn)有圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度，提升其抗剪性能，以保證其滿足工程設(shè)計(jì)關(guān)于“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。
【專利說(shuō)明】
一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種鋁合金空間結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，特別是一種連接桿件翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金材料屬于一種新型建筑材料，具有自重輕、比強(qiáng)度高、美觀、耐腐蝕性能好、可以擠壓成型等優(yōu)點(diǎn)，最初在航空航天領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，隨后該種材料被引入到了土木工程領(lǐng)域，亦被廣泛推廣。鋁合金與鋼材相比，密度僅為鋼材的1/3，輕盈的結(jié)構(gòu)體系有利于抗震設(shè)計(jì)，同時(shí)自重的降低減小了下部支座的負(fù)擔(dān)，這一優(yōu)勢(shì)在大跨度空間結(jié)構(gòu)中更為明顯，尤其是在大跨度空間結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的今天，鋁合金正體現(xiàn)出它的優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前景。
[0003]國(guó)內(nèi)對(duì)于鋁合金的研究起步較晚，國(guó)外的研究始于50年代，目前的研究成果相對(duì)成熟。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)鋁合金的研究步伐正在加快，研究?jī)?nèi)容也越來(lái)越深入廣泛，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成了 10余座大型鋁合金空間結(jié)構(gòu)。如今，鋁合金結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為僅次于鋼結(jié)構(gòu)的重要金屬建筑結(jié)構(gòu)形式。
[0004]對(duì)于空間結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、施工安裝是否方便、造價(jià)高低是否符合要求都與節(jié)點(diǎn)存在密切聯(lián)系。目前，在鋁合金空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的節(jié)點(diǎn)為鋁合金圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)(又稱TEMCOR節(jié)點(diǎn))，這種節(jié)點(diǎn)在上下翼緣處分別放置一個(gè)蓋板，相連桿件在上下翼緣處各通過(guò)8顆不銹鋼緊固螺栓與蓋板連接，大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)上連接六根不銹鋼工字型截面桿件，從而形成空間結(jié)構(gòu)。
[0005]但圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)存在不足之處，由于螺檢孔的存在，無(wú)論是桿件還是蓋板都在在螺栓孔的邊緣存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，并從蓋板外邊緣往節(jié)點(diǎn)中心逐步減輕，因此在節(jié)點(diǎn)使用過(guò)程中結(jié)構(gòu)的破壞往往發(fā)生在應(yīng)力集中最大的位置，即蓋板外邊緣處發(fā)生，削弱了桿件的抗拉承載力，而且由于蓋板僅通過(guò)螺栓與桿件翼緣連接，因此節(jié)點(diǎn)的抗剪性能很差，且由于應(yīng)力集中的影響，在地震作用下，首先節(jié)點(diǎn)的蓋板外邊緣處會(huì)發(fā)生破壞，從而出現(xiàn)了 “強(qiáng)構(gòu)件，弱節(jié)點(diǎn)”的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象則違背了工程設(shè)計(jì)的“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，因此需要對(duì)圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，保證工程結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的穩(wěn)定和安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)能夠加強(qiáng)現(xiàn)有圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度，提升其抗剪性能，以保證其滿足工程設(shè)計(jì)的“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。
[0007]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括上下兩塊圓盤蓋板和工字型鋁合金桿件，該節(jié)點(diǎn)還包括中心圓管，所述中心圓管設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板之間，所述工字型鋁合金桿件在靠近所述中心圓管的端部設(shè)有腹板凸出部，所述腹板凸出部與所述中心圓管通過(guò)焊縫連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板與所述圓盤蓋板采用高強(qiáng)螺栓連接。
[0008]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:通過(guò)采用增添中心圓管并將其與工字型鋁合金桿件的腹板焊接的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了現(xiàn)有圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度，提升了其抗剪性能，以保證其滿足工程設(shè)計(jì)關(guān)于“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的三維示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明的三維拆分示意圖之一；
[0011]圖3為本發(fā)明的三維拆分示意圖之二；
[0012]圖4為本發(fā)明的工字型鋁合金桿件和中心圓管焊接的立體示意圖；
[0013]圖5為本發(fā)明的工字型鋁合金桿件和中心圓管焊接的俯視示意圖；
[0014]圖6為本發(fā)明的圓盤蓋板示意圖。
[0015]圖中:1、圓盤蓋板，2、高強(qiáng)螺栓，3、工字型鋁合金桿件，4、中心圓管，5、焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0017]請(qǐng)參閱圖1?圖6，一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括上下兩塊圓盤蓋板I和工字型鋁合金桿件3，該節(jié)點(diǎn)還包括中心圓管4，所述中心圓管4設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板I之間，所述工字型鋁合金桿件3在靠近所述中心圓管4的端部設(shè)有腹板凸出部，所述腹板凸出部與所述中心圓管4通過(guò)焊縫5連接，所述工字型鋁合金桿件3的翼緣板與所述圓盤蓋板I采用高強(qiáng)螺栓連接。
[0018]為更好地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，現(xiàn)舉一應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明:
[0019]上述翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)在某工程中應(yīng)用，該工程為單層鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，使用圓盤蓋板節(jié)點(diǎn)連接鋁合金工字型桿件3，工字型桿件3的尺寸為400*280*15*10，在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，圓盤蓋板I的半徑、起拱量、高強(qiáng)螺栓2的規(guī)格與數(shù)量及圓盤蓋板I厚度為關(guān)鍵參數(shù)，其中圓盤蓋板I半徑需滿足交匯桿件互不干涉的要求，圓盤蓋板I起拱量取決于相應(yīng)桿件與節(jié)點(diǎn)切平面的夾角。根據(jù)節(jié)點(diǎn)受力大小確定焊腳尺寸和上下圓盤蓋板I的半徑和厚度以及使用的高強(qiáng)螺栓2的個(gè)數(shù)和種類。節(jié)點(diǎn)中其他構(gòu)件尺寸按照相關(guān)構(gòu)造要求確定。
[0020]工字型鋁合金桿件3采用工廠加工施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方案，每一單元調(diào)整到位后，使用氣動(dòng)鉚釘槍將高強(qiáng)螺栓固緊，將工字型鋁合金桿件3與圓盤蓋板I進(jìn)行固定，同時(shí)將工字型鋁合金桿件3的腹板和中心圓管4焊接在一起，直至單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)合攏完成為止。該節(jié)點(diǎn)在施工過(guò)程中應(yīng)注意，工字型鋁合金桿件3、圓盤蓋板I的表面應(yīng)清潔，不允許有裂紋、起皮、腐蝕和氣泡存在。材料應(yīng)采取單獨(dú)存放，與其他不同材質(zhì)的材料應(yīng)有隔離措施。工字型鋁合金桿件3和圓盤蓋板I在加工制作時(shí)，在保證外形幾何尺寸及外觀質(zhì)量不被破壞的前提下，可采取有效措施予以冷矯正，冷矯正后構(gòu)件表面不應(yīng)有明顯凹陷及劃痕損傷。
[0021]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種翼緣栓接腹板焊接型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括上下兩塊圓盤蓋板和工字型鋁合金桿件，其特征在于，該節(jié)點(diǎn)還包括中心圓管，所述中心圓管設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板之間，所述工字型鋁合金桿件在靠近所述中心圓管的端部設(shè)有腹板凸出部，所述腹板凸出部與所述中心圓管通過(guò)焊縫連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板與所述圓盤蓋板采用高強(qiáng)螺栓連接。
【文檔編號(hào)】E04B1/24GK106013439SQ201610519759
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】劉紅波, 孟祎, 陳志華, 王霄翔
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)