一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，包括中心立柱，中心立柱設(shè)置在上下兩塊圓盤蓋板之間，上下兩塊圓盤蓋板和中心立柱通過對拉螺栓連接在一起；工字型鋁合金桿件在靠近中心立柱的端部設(shè)有腹板凸出部，在腹板凸出部靠近中心立柱的一端設(shè)有桿端嵌入榫；在中心立柱上沿其徑向設(shè)有與腹板凸出部吻合的嵌入槽，嵌入槽的底部是與桿端嵌入榫吻合的嵌入卯；工字型鋁合金桿件的翼緣板與圓盤蓋板采用高強螺栓連接，工字型鋁合金桿件的翼緣板在螺栓連接區(qū)域是加寬部，在翼緣板加寬部與未變寬度的翼緣板之間設(shè)有過渡段。本發(fā)明能夠增強現(xiàn)有圓盤蓋板節(jié)點的抗拉強度，提升其抗拉性能。
【專利說明】
一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，特別是一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點。
【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、比強度高、美觀、耐腐蝕性能好、可以擠壓成型等優(yōu)點，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，同時自重的降低減小了下部支座的負(fù)擔(dān)，這一優(yōu)勢在大跨度空間結(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]國內(nèi)對于鋁合金的研究起步較晚，國外的研究始于50年代，目前的研究成果相對成熟。近年來，我國對鋁合金的研究步伐正在加快，研究內(nèi)容也越來越深入廣泛，國內(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)的重要建筑結(jié)構(gòu)。
[0004]對于一個空間結(jié)構(gòu)來說，空間結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、施工安裝是否方便、造價高低是否符合要求都與節(jié)點存在密切聯(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)點為鋁合金圓盤蓋板節(jié)點(又稱TEMCOR節(jié)點)，這種節(jié)點在上下翼緣處分別放置一個蓋板，相連桿件在上下翼緣處各通過8顆不銹鋼緊固螺栓與蓋板連接，大多數(shù)的節(jié)點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]但是圓盤蓋板節(jié)點仍存在不足之處，由于蓋板僅通過螺栓與桿件翼緣連接，因此節(jié)點的抗剪性能很差。由于螺栓孔的存在，無論是桿件還是蓋板都在螺栓孔的邊緣存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，并從圓盤蓋板外邊緣往節(jié)點中心逐步減輕，因此在節(jié)點使用過程中結(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，從而出現(xiàn)了 “強構(gòu)件，弱節(jié)點”的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象違背了工程設(shè)計的“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的要求，因此需要對圓盤蓋板節(jié)點進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，以保證工程結(jié)構(gòu)在使用過程中的穩(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)問題而提供一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，該節(jié)點能夠加強現(xiàn)有圓盤蓋板節(jié)點的抗拉強度，提升其抗拉性能，以保證其滿足工程設(shè)計關(guān)于“強節(jié)點，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)問題所采取的技術(shù)方案是:一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，包括上下兩塊圓盤蓋板和工字型鋁合金桿件，該節(jié)點還包括中心立柱，所述中心立柱設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板之間，上下兩塊所述圓盤蓋板和所述中心立柱通過對拉螺栓連接在一起;所述工字型鋁合金桿件在靠近所述中心立柱的端部設(shè)有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱的一端設(shè)有桿端嵌入榫;在所述中心立柱上沿其徑向設(shè)有與所述腹板凸出部吻合的嵌入槽，所述嵌入槽的底部是與所述桿端嵌入榫吻合的嵌入卯;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螺栓連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板在螺栓連接區(qū)域是加寬部，在翼緣板加寬部與未變寬度的翼緣板之間設(shè)有過渡段。
[0008]所述過渡段與所述未變寬度的翼緣板之間的夾角α= 120°?150°。
[0009]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:通過采用加寬工字型鋁合金桿件的翼緣板螺栓連接區(qū)以及使工字型鋁合金桿件與中心立柱采用榫卯嵌合連接的結(jié)構(gòu)，增強了現(xiàn)有圓盤蓋板節(jié)點的抗拉強度，提升了其抗拉性能，以保證其滿足工程設(shè)計關(guān)于“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的要求，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的三維示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的三維拆分示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的工字型鋁合金桿件翼緣加寬示意圖；
[0013]圖4為本發(fā)明的工字型鋁合金桿件和中心立柱嵌入連接的立體示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明的工字型鋁合金桿件和中心立柱嵌入連接的俯視示意圖；
[0015]圖6為本發(fā)明的圓盤蓋板示意圖。
[0016]圖中:1、對拉螺栓，2、高強螺栓，3、圓盤蓋板，4、工字型鋁合金桿件，5、中心立柱；
6、桿端嵌入榫;7、嵌入槽;8、嵌入卯;9、翼緣板加寬部;10、過渡段。
【具體實施方式】
[0017]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0018]請參閱圖1?圖6，一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，包括上下兩塊圓盤蓋板3和工字型鋁合金桿件4，該節(jié)點還包括中心立柱5，所述中心立柱5設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板3之間，上下兩塊所述圓盤蓋板3和所述中心立柱5通過對拉螺栓I連接在一起。
[0019]所述工字型鋁合金桿件4在靠近所述中心立柱5的端部設(shè)有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱5的一端設(shè)有桿端嵌入榫6;在所述中心立柱5上沿其徑向設(shè)有與所述腹板凸出部吻合的嵌入槽7，所述嵌入槽7的底部是與所述桿端嵌入榫6吻合的嵌入卯8。
[0020]所述工字型鋁合金桿件4的翼緣板與所述圓盤蓋板3采用高強螺栓2連接，所述工字型鋁合金桿件4的翼緣板在螺栓連接區(qū)域是加寬部，在翼緣板加寬部9與未變寬度的翼緣板之間設(shè)有過渡段10。
[0021]在本實施例中，為了保證過渡段10在起始位置和終止位置的應(yīng)力集中系數(shù)不變，應(yīng)使所述過渡段10與所述未變寬度的翼緣板之間的夾角α = 120°?150°為宜。
[0022]為了更好地說明本發(fā)明的實施方式，現(xiàn)舉一應(yīng)用實例進(jìn)行說明:
[0023]上述連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點在某工程中應(yīng)用，工字型鋁合金桿件4的尺寸為400*280*15*10，則Ii = 280mm，根據(jù)受力分析和相關(guān)計算，確定12 = 338mm，倒角α取 150°，則過渡區(qū)域的長度d= (h-lD/taW 180° -a) = (338_280)/tan(180° -150° )=100mm。之后根據(jù)節(jié)點受力大小確定上下圓盤蓋板3的半徑和厚度以及使用的高強螺栓2的個數(shù)和種類，并根據(jù)構(gòu)造要求確定其他的尺寸。
[0024]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，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】
1.一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，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)點還包括中心立柱，所述中心立柱設(shè)置在上下兩塊所述圓盤蓋板之間，上下兩塊所述圓盤蓋板和所述中心立柱通過對拉螺栓連接在一起;所述工字型鋁合金桿件在靠近所述中心立柱的端部設(shè)有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱的一端設(shè)有桿端嵌入榫;在所述中心立柱上沿其徑向設(shè)有與所述腹板凸出部吻合的嵌入槽，所述嵌入槽的底部是與所述桿端嵌入榫吻合的嵌入卯；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螺栓連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板在螺栓連接區(qū)域是加寬部，在翼緣板加寬部與未變寬度的翼緣板之間設(shè)有過渡段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點，其特征在于，所述過渡段與所述未變寬度的翼緣板之間的夾角α = 120°?150°。
【文檔編號】E04B1/24GK106013438SQ201610511899
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】劉紅波, 孟祎, 陳志華, 王霄翔
【申請人】天津大學(xué)