一種空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)裝配式節(jié)點(diǎn)及其裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑業(yè)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種適用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的裝配式節(jié)點(diǎn)及其裝配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的不斷提高，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以其靈活多變的表現(xiàn)力被越來越廣泛的應(yīng)用在了標(biāo)志性鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計中。遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計中“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的原則，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計安全可靠的重要保證。只有通過可靠的連接節(jié)點(diǎn)，才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計意圖，獲得足夠安全的結(jié)構(gòu)。焊接和螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)連接的主要方式，空間鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)也以此作為出發(fā)點(diǎn)，衍生出了不同種類的節(jié)點(diǎn)連接形式。其中，裝配式節(jié)點(diǎn)不但通過工廠化生產(chǎn)實現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)制作質(zhì)量的穩(wěn)定，也在保證施工質(zhì)量的前提下縮短了建設(shè)時間。
[0003]現(xiàn)階段用于空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)中，以高度精細(xì)加工為特點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)裝配體系，實現(xiàn)了精確施工和現(xiàn)場快速安裝的統(tǒng)一。但是大量的精細(xì)機(jī)械化加工帶來的成本提升，限制了這類節(jié)點(diǎn)的廣泛應(yīng)用。開發(fā)出一種既適合規(guī)?；a(chǎn)，對機(jī)械加工設(shè)備又沒有過高要求的裝配式節(jié)點(diǎn)體系的價值尤為凸顯。同時，單層網(wǎng)殼的連接，尤其是自由曲面的單層網(wǎng)殼的曲面是不規(guī)則的，而現(xiàn)有技術(shù)中的球面螺栓節(jié)點(diǎn)或者柱面裝配節(jié)點(diǎn)都是規(guī)則的，所以提供一種適用于單層網(wǎng)殼的連接，尤其是自由曲面的單層網(wǎng)殼的空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)的裝配式節(jié)點(diǎn)是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種適用于空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)的裝配式節(jié)點(diǎn)，適用于單層網(wǎng)殼的連接，尤其是自由曲面的單層網(wǎng)殼；能夠通過使用螺栓進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的裝配固定，同時利用高強(qiáng)度螺栓的抗剪、抗拉以及套筒的抗壓性能保證連接的可靠性。同時本發(fā)明還提供這種裝配式節(jié)點(diǎn)的裝配方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)裝配式節(jié)點(diǎn)，包括圓臺、轉(zhuǎn)接裝置以及桿件，所述圓臺側(cè)面開設(shè)有螺栓孔，所述轉(zhuǎn)接裝置包括轉(zhuǎn)接頭、高強(qiáng)度螺栓、套筒以及緊固螺釘；
在所述轉(zhuǎn)接頭上開設(shè)有與所述圓臺側(cè)面上的螺栓孔相對應(yīng)的用于穿過所述高強(qiáng)度螺栓的螺栓進(jìn)口 ；所述高強(qiáng)度螺栓螺桿上的螺紋與所述圓臺側(cè)面上的螺栓孔相配合；
在所述高強(qiáng)度螺栓螺桿上開設(shè)有一長條形的腰形孔，所述套筒側(cè)面開設(shè)有緊固螺釘孔；所述套筒套設(shè)在所述高強(qiáng)度螺栓上，所述緊固螺釘穿過所述套筒的側(cè)邊上的緊固螺釘孔，穿入所述高強(qiáng)度螺栓上的腰形孔，所述套筒帶動所述高強(qiáng)度螺栓轉(zhuǎn)動，所述緊固螺釘可在腰形孔內(nèi)運(yùn)動。
[0006]在所述圓臺側(cè)面的螺栓孔外圍開設(shè)有套筒臺口的接口，在所述套筒與圓臺相對一側(cè)開設(shè)有保證套筒和圓臺連接起來的臺口。
[0007]所述圓臺側(cè)面在連接桿件位置根據(jù)桿件與水平平面傾斜的角度切割形成平面，在所述形成的平面上根據(jù)桿件與豎直平面扭轉(zhuǎn)的角度開設(shè)有若干個螺栓孔。
[0008]所述圓臺為中空圓筒或者正多邊體。
[0009]所述轉(zhuǎn)接頭與所述高強(qiáng)度螺栓、套筒相連的位置被內(nèi)隔板分成兩半以提高強(qiáng)度和剛度。
[0010]所述圓臺臺口的長度等于所述套筒臺口的長度，其值因所述套筒大小而異。
[0011]一種空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)裝配式節(jié)點(diǎn)的裝配方法，包括以下步驟:
(1)將所述高強(qiáng)度螺栓穿過所述轉(zhuǎn)接頭；
(2)將所述套筒套在高強(qiáng)度螺栓上；
(3)將所述緊固螺釘穿過所述套筒上的緊固螺釘孔，穿入所述高強(qiáng)度螺栓上的腰形孔，將所述高強(qiáng)度螺栓和所述套筒連接成整體；
(4)將所述轉(zhuǎn)接頭和所述桿件焊接成整體；
(5)所述圓臺定位固定后，將所述高強(qiáng)度螺栓插入圓臺預(yù)先開設(shè)的螺栓孔中；
(6)擰動所述套筒，帶動高強(qiáng)度螺栓旋入所述圓臺上的螺栓孔，直至所述套筒的臺口與所述圓臺上的套筒臺口的接口頂緊，裝配完成。
[0012]本發(fā)明為自由曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)提供了一種新的形式，其有益效果為:
a.本發(fā)明中的大部分零件采用市場上現(xiàn)有的成品，原材料簡單易獲得，同時也降低了機(jī)械加工的難度。
[0013]b.本發(fā)明通過使用螺栓進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的裝配固定，同時利用高強(qiáng)度螺栓的抗剪、抗拉以及套筒的抗壓性能保證連接的可靠性。
[0014]c.本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的焊接作業(yè)可全部在工廠完成，提高質(zhì)量保證?，F(xiàn)場作業(yè)全部為裝配施工，最大程度的減少了施工過程對環(huán)境的影響，降低了現(xiàn)場工人的勞動強(qiáng)度和難度，縮短了施工周期。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明裝配完成后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明圓臺、螺栓、套筒、緊固螺釘以及轉(zhuǎn)接頭示意圖；
圖3是本發(fā)明裝配方法示意圖；
圖4是本發(fā)明節(jié)點(diǎn)空間水平角〃示意圖；
圖5是本發(fā)明節(jié)點(diǎn)空間垂直角盧示意圖；
圖6是本發(fā)明節(jié)點(diǎn)空間扭轉(zhuǎn)角r示意圖；
其中，I為圓臺，2為轉(zhuǎn)接頭,3為桿件,4為螺栓，5為套筒,6為緊固螺釘。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】做進(jìn)一步描述。
[0017]結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明包括圓臺1，轉(zhuǎn)接頭2，桿件3，螺栓4，套筒5，緊固螺釘6。
[0018]其中圓臺I為中空圓筒或者正多邊體；根據(jù)桿件3和節(jié)點(diǎn)垂直角的大小，即桿件3的空間位置切割圓臺I ;節(jié)點(diǎn)垂直角的大小通過節(jié)點(diǎn)在空間中的三維坐標(biāo)計算出來。本發(fā)明中的圓臺I含有螺栓進(jìn)口和套筒5臺口的接口，分散于圓臺I的外圍。具體的，對采用45號鋼的圓臺I，根據(jù)其連接的桿件3的位置，將圓筒I在將要連接桿件3的位置根據(jù)桿件3與水平平面傾斜的角度，即桿件3在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的角度進(jìn)行切割，在切割后形成平面的部分根據(jù)桿件3與豎直平面扭轉(zhuǎn)角度，即根據(jù)桿件3扭轉(zhuǎn)角度加工若干個螺栓孔，并在螺栓孔外側(cè)開設(shè)套筒5臺口的接口。
[0019]在轉(zhuǎn)接頭2上開設(shè)與所述圓臺I側(cè)平面上的螺栓4進(jìn)口相應(yīng)的螺栓孔，同時在螺栓孔外圍開設(shè)有方形凹槽，以