專利名稱：體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是房屋建筑、橋梁建筑及塔形結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。
二背景技術(shù)：
平板型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由很多桿件從兩個(gè)或多個(gè)方向有規(guī)律地組成高次超靜定的空間結(jié)構(gòu)，能承受來自各方面的荷載。網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)重量輕，剛度大，整體性能好，抗震能力強(qiáng)，廣泛用于大、中、小跨度體育建筑、公共建筑、廠房工程、飛機(jī)庫(kù)、橋梁建筑、 塔形工程等領(lǐng)域中。螺栓球結(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架、焊接球結(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架是工程上應(yīng)用廣泛的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。它們是以焊接手段為主要加工制造工藝。對(duì)于鋁合金結(jié)構(gòu)來說，焊接存在下列問題(1)鋁合金的焊接技術(shù)要求高，難度大。(2)焊接鋁合金存在熱影響區(qū)材料強(qiáng)度降低的缺陷。(3)不便于工廠化加工生產(chǎn)，不便于現(xiàn)場(chǎng)施工。結(jié)點(diǎn)與桿件的設(shè)計(jì)是鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，公開號(hào)為(CN101529027A)，發(fā)明人G · A ·雷諾、D · R ·哈克斯、G · N ·克提斯，發(fā)明名稱“空間框架連接節(jié)點(diǎn)裝置”公開了在雙層?xùn)鸥耦愋偷目臻g框架中節(jié)點(diǎn)連接器若干方案，供用于電磁發(fā)射的曲面反射器的可動(dòng)支承電樞及曲面太陽(yáng)反射器可動(dòng)電樞。這些“節(jié)點(diǎn)連接器”方案都不能滿足土木工程承重結(jié)構(gòu)的要求，而且聯(lián)結(jié)桿件的功能也存在缺陷，結(jié)構(gòu)安裝也不方便。經(jīng)過科技情報(bào)部門檢索查新，目前尚未發(fā)現(xiàn)有體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。鋁合金材料質(zhì)輕(是鋼材的三分之一)，高強(qiáng)(六系列鋁材的物理力學(xué)性能已接近建筑用鋼的Q235)，防腐力高(是鋼材的4 6倍)，成型性好(是其他金屬不可比)，是可以再生的環(huán)保建筑金屬，目前已廣泛應(yīng)用于門、窗、幕墻及其他的裝修建筑工程領(lǐng)域，本發(fā)明植板式、植桿式與混合式網(wǎng)架結(jié)點(diǎn)體，解決了鋁合金網(wǎng)架的技術(shù)關(guān)鍵，成功創(chuàng)造出體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系。
三、發(fā)明內(nèi)容(一)本發(fā)明的目的結(jié)點(diǎn)及桿件設(shè)計(jì)是鋁合金網(wǎng)架設(shè)計(jì)、制作、施工及推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。本發(fā)明的目的就是根據(jù)鋁合金的材料物理力學(xué)性能的特點(diǎn)及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，創(chuàng)造出一種充分發(fā)揮這兩個(gè)特點(diǎn)的鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出受力合理，結(jié)構(gòu)可靠，便于設(shè)計(jì)、制作與施工的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架體系，為土木工程領(lǐng)域推廣應(yīng)用鋁合金結(jié)構(gòu)創(chuàng)造更好條件。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明人對(duì)鋁合金材料的物理力學(xué)性能進(jìn)行了深入的分析，又對(duì)網(wǎng)架的桿件與結(jié)點(diǎn)的構(gòu)成，受力特點(diǎn)進(jìn)行了深入的研究，并與傳統(tǒng)的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析，創(chuàng)造了植板式、植桿式與混合式體結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并對(duì)某建筑工程屋蓋中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)，其結(jié)果是本發(fā)明結(jié)構(gòu)可靠、受力合理清晰、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制作與施工方便。(二)本發(fā)明的技術(shù)方案體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括鋁合金材料制造的體狀的所有網(wǎng)架結(jié)點(diǎn)體，及匯交于各結(jié)點(diǎn)并與結(jié)點(diǎn)體聯(lián)結(jié)的鋁合金材料制造的網(wǎng)架所有弦桿及腹桿，其特點(diǎn)是每個(gè)體狀的結(jié)點(diǎn)體上根據(jù)聯(lián)結(jié)桿件的需要，在網(wǎng)架的XY所在平面內(nèi)的X正、負(fù)方向分別設(shè)置聯(lián)結(jié)X 軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體肢板B1、B2，或開設(shè)聯(lián)結(jié)X軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體槽C1、C2，在 XY所在平面內(nèi)的Y正、負(fù)方向分別設(shè)置聯(lián)結(jié)Y軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體肢板B3、B4或開設(shè)聯(lián)結(jié)Y軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體槽C3、C4，在YZ —側(cè)G5G6腹桿平面內(nèi)設(shè)置聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿 G5、G6的結(jié)點(diǎn)體肢板B5，或開設(shè)聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G5、G6的結(jié)點(diǎn)體槽C5，在(_Y) Z 一側(cè)G7G8腹桿平面內(nèi)設(shè)置聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G7、G8的結(jié)點(diǎn)體板B6，或開設(shè)聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G7、G8的結(jié)點(diǎn)體槽 C6，匯交于該結(jié)點(diǎn)A(JA)的網(wǎng)架桿件，與結(jié)點(diǎn)體肢板對(duì)應(yīng)的網(wǎng)架桿端均開有一個(gè)口，供結(jié)點(diǎn)體肢板植入并用螺栓或鉚栓緊固，與結(jié)點(diǎn)體槽對(duì)應(yīng)的桿端部直接植入相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)體槽內(nèi)， 并用螺栓或鉚栓緊固，就得到高次超靜定的安全可靠，結(jié)構(gòu)重量輕，剛度大，整體性能好，抗震能力強(qiáng)，便于設(shè)計(jì)、制作與安裝的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。以上所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可以是平面桁架系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，也可以是四角錐體系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，也可以是三角錐體系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。以上所述的結(jié)點(diǎn)體均用鋁合金材料制造，結(jié)點(diǎn)體厚度等有關(guān)尺寸，根據(jù)實(shí)際工程由設(shè)計(jì)確定。結(jié)點(diǎn)體所設(shè)置的肢板厚度及有關(guān)尺寸根據(jù)實(shí)際工程由設(shè)計(jì)確定，可以同厚度， 也可以不同厚度，肢板可以是實(shí)體板，也可以是空腹板，結(jié)點(diǎn)體肢板植入與之聯(lián)結(jié)的桿件的桿端口內(nèi)，同一個(gè)結(jié)點(diǎn)體可以全部設(shè)置結(jié)點(diǎn)體肢板，構(gòu)成植板式體結(jié)點(diǎn)，見圖3、圖4、圖5。以上所述的結(jié)點(diǎn)體所開設(shè)的結(jié)點(diǎn)槽，其槽深、槽壁厚度等相關(guān)尺寸，根據(jù)實(shí)際工程由設(shè)計(jì)確定。槽壁可以是同厚度，也可以是不同厚度，槽壁可以是實(shí)體板，也可以是空腹板， 結(jié)點(diǎn)槽供與之聯(lián)結(jié)的桿件的桿端植入，同一結(jié)點(diǎn)體可以全部開設(shè)結(jié)點(diǎn)槽，構(gòu)成植桿式體結(jié)點(diǎn)，見圖6、圖7、圖8。以上所述的結(jié)點(diǎn)體，在同一個(gè)結(jié)點(diǎn)體上可以部分設(shè)置結(jié)點(diǎn)肢板，另一部分開設(shè)結(jié)點(diǎn)槽，構(gòu)成植板式與植桿式混合體結(jié)點(diǎn)，見圖9。以上所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在同一網(wǎng)架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中，可以全部用植板式體結(jié)點(diǎn)，也可以全部用植桿式體結(jié)點(diǎn)，也可以全部用混合式體結(jié)點(diǎn)，也可以上述三種體結(jié)點(diǎn)在一項(xiàng)目中同時(shí)使用。以上所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的弦桿(如G1、G2、G3、G4)及腹桿(如G5、G6、 G7、G8)均用鋁合金材料制造，桿件長(zhǎng)度及截面厚度等相關(guān)尺寸，根據(jù)實(shí)際工程由設(shè)計(jì)確定。 其斷面形式可以是單孔方管，也可以是多孔方管，方管壁上可以設(shè)肋，方管橫斷面各管壁可以等壁厚，也可以不等壁厚，開螺孔而受剪的管壁可以加厚。以上所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，與結(jié)點(diǎn)體肢板對(duì)應(yīng)聯(lián)結(jié)的桿端開一個(gè)桿端口，供結(jié)點(diǎn)體肢板植入，開口深度及桿端口兩壁厚等相關(guān)尺寸，根據(jù)實(shí)際工程由設(shè)計(jì)確定， 桿端口壁可以是實(shí)體板，也可以是空腹板。以上所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，所有桿件與結(jié)點(diǎn)體的肢板或結(jié)點(diǎn)槽的聯(lián)結(jié)都用螺栓或鉚栓緊固連接，螺栓或鉚栓用鋁合金材料或不銹鋼材料制造，每處聯(lián)結(jié)用多少根螺栓或鉚栓及直徑大小，均由設(shè)計(jì)確定。
5[0022]以上所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)點(diǎn)體XY平面的形心處開設(shè)備用螺孔，對(duì)于上弦結(jié)點(diǎn)體備用螺孔供支承檁條的支托連結(jié)固定，對(duì)于下弦結(jié)點(diǎn)體的備用螺孔供裝修吊頂或照明設(shè)備等吊掛使用。以上所述體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，若是多層網(wǎng)架(如網(wǎng)架塔)時(shí)，結(jié)點(diǎn)體上在 Y(-z) 一側(cè)的腹桿平面內(nèi)及(-Υ) (-Ζ) 一側(cè)的腹桿平面內(nèi)設(shè)置相應(yīng)結(jié)點(diǎn)肢板或開設(shè)結(jié)點(diǎn)體槽，供與相應(yīng)腹桿聯(lián)結(jié)。(三)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步1、是“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”，又優(yōu)于“鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”螺栓球結(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與焊接球結(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以其剛度大，受力清晰，結(jié)構(gòu)合理，整體性能好，抗震能力強(qiáng)，方便設(shè)計(jì)、制作、安裝等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于體育建筑，公共建筑、廠房工程、飛機(jī)庫(kù)、橋梁及塔型工程等各領(lǐng)域，體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是環(huán)保的鋁合金材料應(yīng)用于建筑工程的一種理想載體結(jié)構(gòu)體系，它是“網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”，又優(yōu)越過鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)， 不但保持了鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上述的特點(diǎn)，而且其重量輕(在同項(xiàng)目工程中僅是鋼網(wǎng)架重量的三分之一)，不但減輕了下部結(jié)構(gòu)承受的荷載，還提高了抗震性能；其防腐能力高(是鋼材的 4 6倍)，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)幾乎終身不用維護(hù)，工程壽命造價(jià)較低；鋁合金材料成型性好，鋁合金網(wǎng)架的結(jié)點(diǎn)體及桿件比鋼網(wǎng)架的螺栓球結(jié)點(diǎn)與焊接球結(jié)點(diǎn)，更方便加工制造與施工安裝。2、是“結(jié)點(diǎn)體”又優(yōu)于“連接器”結(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，本發(fā)明鋁合金網(wǎng)架的結(jié)點(diǎn)體避免了鋁合金焊接難度大技術(shù)要求高，焊接鋁合金存在熱影響區(qū)材料強(qiáng)度降低及不便于工廠生產(chǎn)與現(xiàn)場(chǎng)施工困難的缺陷，是鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的一個(gè)突破與創(chuàng)新。本發(fā)明人認(rèn)真對(duì)照了發(fā)明名稱為“空間框架連接節(jié)點(diǎn)裝置”(發(fā)明人G ·Α ·雷諾、 D-R-哈克斯、G · N ·克提斯，公開號(hào)為CN101529027A)所公開的“連接器”若干方案，認(rèn)為我們所發(fā)明的“結(jié)點(diǎn)體”與“連接器”有明顯的區(qū)別，更優(yōu)于“連接器”。(1) “連接器”的發(fā)明是供用于電磁發(fā)射的曲面反射器的可動(dòng)支承電樞及用于曲面太陽(yáng)反射器的可動(dòng)電樞。這些“電樞”與“土木工程”不但領(lǐng)域不同，其承受的荷載量級(jí)，其結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度及可靠度、安全度都是無法比擬的。就是說“連接器”的發(fā)明可能有些地方與土木工程類似，但從實(shí)質(zhì)來說是不能搬用的。本發(fā)明鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)體是完全按照土木工程領(lǐng)域承重網(wǎng)架結(jié)構(gòu)而構(gòu)思、 設(shè)計(jì)的，是要滿足構(gòu)造、強(qiáng)度、剛度及變形等要求的。(2)連接器就是要牢固而又方便地連接匯交于結(jié)點(diǎn)的桿件，而公開號(hào) (CN101529027A)發(fā)明的“連接器”的連接功能存在明顯缺陷。其說明書附圖的圖3與圖4 代表了該發(fā)明的基本“連接器”的構(gòu)造與形體，當(dāng)35與36之間的中心平面相互夾角是某些角度，而27桿件比37、38桿件斷面較大時(shí)(在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中弦桿斷面往往大許多過腹桿斷面)，“連接器”就會(huì)出現(xiàn)如本說明附圖10所示的情況為了保證匯交于同一結(jié)點(diǎn)的三桿件的截面形心軸線匯交于一點(diǎn)，形成匯交力系，則用于27桿件與其所在槽相連接的剪切銷就可能無法安裝，桿27與“連接器”可能無法連接?！斑B接器”是存在缺陷的，是受到“夾角” 大小及所聯(lián)結(jié)桿件的斷面尺寸約束的。公開號(hào)(CN101529027A)的說明書附圖的圖6、圖8及圖10又表達(dá)了 “連接器”另外幾個(gè)方案，也都有一個(gè)共同的問題，就是穿過孔72的剪切銷的一個(gè)端頭或兩個(gè)端頭進(jìn)入了另外的槽內(nèi)，這就造成了施工安裝的不便，桿件安裝相互打架干擾，若要調(diào)整安裝就更不方便了。本發(fā)明體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的“結(jié)點(diǎn)體”，不管是植板式或植桿式，或者混合式結(jié)點(diǎn)體都能滿足X、Y、Z三個(gè)方向(包括正、負(fù)方向)匯交于同一個(gè)結(jié)點(diǎn)的桿件靈活地各就各位，并且都有足夠的位置用螺栓或鉚栓分別加入緊固，沒有受到“夾角，，與匯交于結(jié)點(diǎn)桿件的斷面尺寸的影響，都可以保證匯交于結(jié)點(diǎn)的各桿截面形心軸線匯交于一點(diǎn)，形成匯交力系，且保證了每根桿件與結(jié)點(diǎn)體的連接各自獨(dú)立緊固，互不干擾。(3)讀了 “連接器”說明書的全文，研究了其中全部“連接器”方案，對(duì)于土木工程承重結(jié)構(gòu)來說(尤其對(duì)于大跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來說)，這些“連接器”槽底間的實(shí)體厚度太薄， 連接器的77、79槽壁的剪切銷孔由于連接要求的限制孔位較高，在土木工程結(jié)構(gòu)壓力桿作用下，存在局部屈曲隱患。圖29、圖30與圖31的“連接器”的結(jié)點(diǎn)構(gòu)造造成了“管狀弦構(gòu)件” 131偏心受力，并且用螺釘連接，對(duì)土木工程承重結(jié)構(gòu)來說是不可靠的。為了安裝方便的需要“連接器”不得不用剪切銷及夾持保持件作為緊固件，而這種緊固件在土木工程承重結(jié)構(gòu)同樣是不安全可靠的?？梢姟斑B接器”承受土木工程承重結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)內(nèi)力的功能是明顯不足的。本發(fā)明體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的“結(jié)點(diǎn)體”，其構(gòu)造保證了桿件、螺栓及結(jié)點(diǎn)體的力傳遞路徑清晰，網(wǎng)架各個(gè)受力元件工作內(nèi)力性質(zhì)(受拉、受壓或受剪)都一目了然，為結(jié)構(gòu)分析提供了規(guī)范的力學(xué)模型，專業(yè)人員按土木工程相關(guān)規(guī)范進(jìn)行桿件與結(jié)點(diǎn)體和螺栓的設(shè)計(jì)，就可以保證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)各個(gè)受力元件構(gòu)造要求、強(qiáng)度要求及剛度要求，保證結(jié)點(diǎn)與桿件共同工作，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的可靠與安全。(4) “連接器”的發(fā)明，要求一些桿件是通長(zhǎng)的，不便于結(jié)構(gòu)的建筑造型設(shè)計(jì)。其說明書附圖13至附圖23講述了 DLG構(gòu)造安裝過程與步驟，由此可見其安裝既不規(guī)范也不方便。本發(fā)明體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不要求通長(zhǎng)桿件，便于建筑造型與排水找坡?！绑w結(jié)點(diǎn)”的構(gòu)造保證了網(wǎng)架安裝的規(guī)范與方便，完全可以根據(jù)形成幾何不變空間體系的機(jī)動(dòng)分析，“不共面的三鏈桿固定空間一個(gè)點(diǎn)”的數(shù)學(xué)規(guī)律與原理進(jìn)行安裝施工。3、體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其所有桿件及結(jié)點(diǎn)體都是充分利用了鋁合金材料成型性好，加工方便的特性，擠壓或沖壓制作的，桿件、結(jié)點(diǎn)體都可以規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，可以實(shí)現(xiàn)工廠大批量生產(chǎn)，然后現(xiàn)場(chǎng)拼裝、安裝，質(zhì)量更有保證。
四
圖1是體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖2是圖1體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的局部放大。圖3是植板式體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)X方向大樣圖。圖4是植板式體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)Z方向大樣圖。圖5是植板式體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)Y方向大樣圖。圖6是植桿式體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)X方向大樣圖。圖7是植桿式體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)Z方向大樣圖。[0047]圖8是植桿式體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)Y方向大樣圖。圖9是植板、植桿式混合式體結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A(JA)X方向大樣圖。圖10是公開號(hào)(CN101529027A)圖4中的“聯(lián)接器”方案出現(xiàn)剪切銷無法安裝的情況。圖中名稱編碼如下JA、是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)A的編碼。M、是緊固螺栓或鉚栓的編碼。K、是備用螺孔。網(wǎng)架桿件的名稱編碼如下G1、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)X軸正向弦桿；G2、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)X軸負(fù)向弦桿；G3、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)Y軸正向弦桿；G4、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)Y軸負(fù)向弦桿；G5、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XYZ方向腹桿；G6、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(-X) YZ方向腹桿；G7、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(-X) (-Y)Z方向腹桿；G8、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)Χ(_Υ)Ζ方向腹桿。結(jié)點(diǎn)體肢板名稱編碼如下Bi、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)X正向結(jié)點(diǎn)體肢板；Β2、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)X負(fù)向結(jié)點(diǎn)體肢板；Β3、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)Y正向結(jié)點(diǎn)體肢板；Β4、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)Y負(fù)向結(jié)點(diǎn)體肢板；Β5、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)YZ —側(cè)G5G6平面內(nèi)結(jié)點(diǎn)體肢板；Β6、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(-Υ)Ζ—側(cè)G7G8平面內(nèi)結(jié)點(diǎn)體肢板。結(jié)點(diǎn)體槽名稱編碼如下Cl、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)X正向結(jié)點(diǎn)體槽；C2、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)X負(fù)向結(jié)點(diǎn)體槽；C3、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)Y正向結(jié)點(diǎn)體槽；C4、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)XY所在平面內(nèi)Y負(fù)向結(jié)點(diǎn)體槽；C5、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)YZ —側(cè)G5G6平面內(nèi)結(jié)點(diǎn)體槽；C6、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(-Υ)Ζ—側(cè)G7G8平面內(nèi)結(jié)點(diǎn)體槽。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步講述。按網(wǎng)格單元組成方式劃分，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一般分為平面桁架系網(wǎng)架、四角錐體系網(wǎng)架、三角錐體系網(wǎng)架。圖1是體結(jié)點(diǎn)鋁合金正交正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)例，圖2是該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的局部放大。網(wǎng)架所有弦桿、腹桿及所有結(jié)點(diǎn)體，均用鋁合金材料制成。該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)構(gòu)造可以全部用植板式體結(jié)點(diǎn)，也可以全部用植桿式體結(jié)點(diǎn)，也可以全部用植板、植桿混合式體結(jié)點(diǎn)，也可以是上述三種體結(jié)點(diǎn)配合使用。網(wǎng)架所有桿件與結(jié)點(diǎn)體聯(lián)結(jié)都用不銹鋼或鋁合金螺栓或鉚栓緊固。桿件、結(jié)點(diǎn)體及螺栓都要按照相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)安全可靠、受力合理、節(jié)省材料。從圖3、圖4與圖5中看到結(jié)點(diǎn)體A(JA)上，在匯交于該結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)架桿件Gl、G2、 G3、G4、G5、G6、G7及G8相應(yīng)方向設(shè)置了結(jié)點(diǎn)體肢板B1、B2、B3、B4、B5&B6，而相應(yīng)上述桿件的桿端均開了桿端口，結(jié)點(diǎn)體肢板植入相應(yīng)的桿端口內(nèi)，并用螺栓或鉚栓M緊固，構(gòu)成了植板式體結(jié)點(diǎn)。從圖6、圖7及圖8中看到結(jié)點(diǎn)體A(JA)在匯交于該結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)架桿件Gl、G2、G3、 G4、G5、G6、G7及G8相應(yīng)方向開設(shè)了結(jié)點(diǎn)體槽Cl、C2、C3、C4、C5及C6，供上述桿件的桿端植入，并用螺栓或鉚栓(M)緊固，構(gòu)成了植桿式體結(jié)點(diǎn)。若是多層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在結(jié)點(diǎn)體A(JA)上網(wǎng)架(-Z)方向一側(cè)相應(yīng)再設(shè)置兩塊肢板或開設(shè)兩道結(jié)點(diǎn)體槽，供與G5、G6、G7、G8反向的腹桿G9、G10、G11、G12聯(lián)結(jié)，即可構(gòu)成所需的
結(jié)點(diǎn)體。網(wǎng)架桿件斷面形式及斷面有關(guān)尺寸，結(jié)點(diǎn)體厚度及結(jié)點(diǎn)體肢板、結(jié)點(diǎn)體槽有關(guān)尺寸，不銹鋼緊固螺栓或鉚栓M直徑大小及所需數(shù)量均按相應(yīng)規(guī)范由設(shè)計(jì)確定。用鋁合金材料建筑土木工程，可以減輕建筑物荷載，提高抗震能力和耐腐能力，幾乎終身不用維護(hù)，成為長(zhǎng)命百歲工程，鋁合金結(jié)構(gòu)的壽命造價(jià)很低，其建筑美觀亮麗，綜合經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力清晰，結(jié)構(gòu)合理，整體性能好，抗震能力強(qiáng)，節(jié)省材料，跨度可大可小，廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、公共建筑、工業(yè)廠房、橋梁工程及塔形工程等建筑工程領(lǐng)域。研究分析證明，桁架結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是鋁合金材料應(yīng)用于建筑工程的一種理想的載體結(jié)構(gòu)體系。植板式與植桿式網(wǎng)架體結(jié)點(diǎn)，避免了焊接鋁合金的缺陷，是鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的一個(gè)創(chuàng)新與突破，為鋁合金結(jié)構(gòu)的使用與推廣創(chuàng)造了更好的條件。
權(quán)利要求1.體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括鋁合金材料制造的體狀的所有網(wǎng)架結(jié)點(diǎn)體，及匯交于各結(jié)點(diǎn)并與結(jié)點(diǎn)體聯(lián)結(jié)的鋁合金材料制造的網(wǎng)架所有弦桿及腹桿，其特點(diǎn)是每個(gè)體狀的結(jié)點(diǎn)體上根據(jù)聯(lián)結(jié)桿件的需要，在網(wǎng)架的XY所在平面內(nèi)的X正、負(fù)方向分別設(shè)置聯(lián)結(jié)X軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體肢板(B1、B2)，或開設(shè)聯(lián)結(jié)X軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體槽(C1、C2)， 在XY所在平面內(nèi)的Y正、負(fù)方向分別設(shè)置聯(lián)結(jié)Y軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體肢板(B3、B4)， 或開設(shè)聯(lián)結(jié)Y軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體槽(C3、C4)，在YZ —側(cè)腹桿(G5、G6)平面內(nèi)設(shè)置聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿(G5、G6)的結(jié)點(diǎn)體肢板(B5)，或開設(shè)聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿(G5、G6)的結(jié)點(diǎn)體槽(C5)， 在-YZ —側(cè)腹桿(G7、G8)平面內(nèi)設(shè)置聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿(G7、G8)的結(jié)點(diǎn)體肢板(B6)，或開設(shè)聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿(G7、G8)的結(jié)點(diǎn)體槽(C6)，匯交于該結(jié)點(diǎn)A(JA)的網(wǎng)架桿件，與結(jié)點(diǎn)體肢板對(duì)應(yīng)的網(wǎng)架桿端均開有一個(gè)口，供結(jié)點(diǎn)體肢板植入，并用螺栓或鉚栓(M)緊固，與結(jié)點(diǎn)體槽對(duì)應(yīng)的網(wǎng)架桿端部直接植入相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)體槽內(nèi)，并用螺栓或鉚栓(M)緊固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以是平面桁架系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，也可以是四角錐體系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，也可以是三角錐體系網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于若是多層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在結(jié)點(diǎn)體上，網(wǎng)架-Z方向一側(cè)相應(yīng)設(shè)置兩塊肢板或開設(shè)兩道結(jié)點(diǎn)體槽，供與(G5、G6、G7、G8) 反向腹桿聯(lián)結(jié)，即可構(gòu)成所需結(jié)點(diǎn)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的結(jié)點(diǎn)體均用鋁合金材料制造，結(jié)點(diǎn)體所設(shè)置的肢板可以同厚度，也可以不同厚度，肢板可以是實(shí)體板也可以是空腹板，結(jié)點(diǎn)體肢板植入與之聯(lián)結(jié)的桿件的桿端口內(nèi)，同一個(gè)結(jié)點(diǎn)體可以全部設(shè)置結(jié)點(diǎn)體肢板，構(gòu)成植板式體結(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的結(jié)點(diǎn)體開設(shè)的結(jié)點(diǎn)槽的槽壁可以同厚度，也可以不同厚度，槽壁可以是實(shí)體板，也可以是空腹板，所開設(shè)的結(jié)點(diǎn)體槽供與之聯(lián)結(jié)的桿件的網(wǎng)架桿端植入，同一個(gè)結(jié)點(diǎn)體可全部開設(shè)結(jié)點(diǎn)體槽，構(gòu)成植桿式體結(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于；所述的結(jié)點(diǎn)體，在同一個(gè)結(jié)點(diǎn)體上可以部份設(shè)置結(jié)點(diǎn)體肢板，另一部份開設(shè)結(jié)點(diǎn)體槽，構(gòu)成植板與植桿混合式體結(jié)點(diǎn)ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于在同一網(wǎng)架結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中，可以全部用植板式體結(jié)點(diǎn)，也可以全部用植桿式體結(jié)點(diǎn)，也可以全部用混合式體結(jié)點(diǎn)， 也可以上述三種體結(jié)點(diǎn)同時(shí)使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的網(wǎng)架弦桿及腹桿都用鋁合金材料制造，桿件斷面形式可以是單孔方管，也可以是多孔方管，方管壁上可以設(shè)肋，方管橫斷面各管壁可以等壁厚，也可以在開螺孔而受剪的管壁上加厚。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的網(wǎng)架桿件，與結(jié)點(diǎn)體肢板對(duì)應(yīng)聯(lián)結(jié)的桿端開有一個(gè)桿端口，供結(jié)點(diǎn)體肢板植入，桿端口壁可以是實(shí)體板，也可以是空腹板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所有桿件與結(jié)點(diǎn)體的肢板或結(jié)點(diǎn)槽的聯(lián)結(jié)都用螺栓或鉚栓緊固聯(lián)接，螺栓或鉚栓是鋁合金材料或不銹鋼材料制造的，每根桿件用若干根螺栓或鉚栓與結(jié)點(diǎn)體緊固。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的結(jié)點(diǎn)體XY平面的形心處開設(shè)備用螺孔，對(duì)于上弦結(jié)點(diǎn)體備用螺孔供支承檁條的支托聯(lián)結(jié)固定，對(duì)于下弦結(jié)點(diǎn)體的備用螺孔供裝修吊頂或照明設(shè)備吊掛使用。
專利摘要體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括鋁合金材料制造的體狀的所有網(wǎng)架結(jié)點(diǎn)體，及與結(jié)點(diǎn)體聯(lián)結(jié)的鋁合金材料制造的網(wǎng)架所有弦桿及腹桿，其特點(diǎn)是每個(gè)體狀的結(jié)點(diǎn)體上根據(jù)聯(lián)結(jié)桿件的需要，在網(wǎng)架XY軸所在平面內(nèi)的X正、負(fù)方向，分別設(shè)置聯(lián)結(jié)X軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體肢板B1、B2，或開設(shè)連結(jié)X方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體槽C1、C2，在XY軸所在平面內(nèi)的Y正、負(fù)方向，分別設(shè)置聯(lián)結(jié)Y軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體肢板B3、B4，或開設(shè)聯(lián)結(jié)Y軸方向網(wǎng)架弦桿的結(jié)點(diǎn)體槽C3、C4，在YZ一側(cè)G5G6腹桿平面內(nèi)設(shè)置聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G5、G6的結(jié)點(diǎn)體肢板B5，或開設(shè)聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G5、G6的結(jié)點(diǎn)體槽C5，在-YZ一側(cè)G7、G8腹桿平面內(nèi)設(shè)置聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G7、G8的結(jié)點(diǎn)體肢板B6，或開設(shè)聯(lián)結(jié)網(wǎng)架腹桿G7、G8的結(jié)點(diǎn)體槽C6。匯交于該結(jié)點(diǎn)A(JA)的網(wǎng)架桿件，與結(jié)點(diǎn)體肢板對(duì)應(yīng)的網(wǎng)架桿端均開有一個(gè)口，供結(jié)點(diǎn)體肢板植入，與結(jié)點(diǎn)槽對(duì)應(yīng)的網(wǎng)架桿端部直接植入相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)槽內(nèi)。桿件與結(jié)點(diǎn)體之間聯(lián)結(jié)都用螺栓或鉚栓M緊固，就得到安全可靠，便于設(shè)計(jì)、制作與安裝的體結(jié)點(diǎn)鋁合金網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E04B1/19GK202248250SQ201120206468
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者林娟, 梁琨 申請(qǐng)人:林娟