一种玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件，空间钢节点包括带有圆孔的底板与带有圆孔的十字形连接钢板，十字形连接钢板与底板之间垂直连接，在底板上形成四个区域，十字形连接钢板的接线与底板相交形成基准点。杆件包括玻璃钢管和钢接头，玻璃钢管是空心的玻璃钢管，钢接头包括一端插入玻璃钢管中、另一端对中开槽的钢管和节点板组成；节点板上有两个节点板圆孔，两个节点板圆孔圆心之间的连线与玻璃钢管垂直。玻璃钢空间网架，包括空间钢节点和杆件，杆件与空间钢节点通过杆件的钢接头节点板上的节点板圆孔与空间钢节点底板上的底板圆孔或十字形连接钢板上的连接圆孔用螺栓连接形成正放四角堆形网架。
【专利说明】一种玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件。
【背景技术】
[0002]玻璃钢型材具有很高的轴向抗拉、抗压强度，同时兼具质轻、耐腐蚀、制造过程环保等优异特点。随着拉挤型玻璃钢材料的出现，玻璃钢材料的制造成本进一步的降低，为大规模工业使用创造了条件。玻璃钢型材突出的轴向力学性能十分适合空间网架结构的受力特点，即只受到轴向的拉压，从而避免了玻璃钢型材抗剪强度不足的特点。然而玻璃钢型材之间的连接是一个棘手的问题。相比传统钢结构的连接方式，玻璃钢型材无法使用焊接。由于玻璃钢材料缺乏延性，在玻璃钢型材上直接使用螺栓连接会导致杆件在受力时在螺栓孔周边产生应力集中，从而导致玻璃钢型材上出现承压、剪切或者劈裂式破坏。由此可见，解决了玻璃钢管材的连接和受力问题，才可以使得玻璃钢型材在空间网架领域得到广泛应用。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件，从而使玻璃钢管材之间的连接简单牢固、不易破坏，运输、装配方便。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为:一种玻璃钢空间网架的空间钢节点，包括底板与十字形连接钢板，所述十字形连接钢板与底板垂直连接，在底板上形成四个区域，所述十字形连接钢板的接线与底板相交形成基准点；所述四个区域内分别设置有到底板基准点的距离相等的第一底板圆形孔组、第二底板圆形孔组、第三底板圆形孔组和第四底板圆形孔组，所述第一底板圆形孔组、第二底板圆形孔组、第三底板圆形孔组与第四底板圆形孔组各包括具有按相同预设方式排列的多个底板圆孔；所述十字形连接钢板包括四个翼部，每一翼部分别设置有到底板基准点的距离相等的连接圆孔组，所述连接圆孔组包括具有按所述预设方式排列的多个连接圆孔。
[0005]上述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，优选的，所述第一底板圆形孔组、第二底板圆形孔组、第三底板圆形孔组与第四底板圆形孔组的底板圆孔，及连接圆孔组的连接圆孔均为两个且圆心之间为相等预设长度。
[0006]上述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，优选的，所述第一底板圆形孔组的两个底板圆孔圆心之间的连线与第三底板圆形孔组的两个底板圆孔圆心之间的连线平行，所述第二底板圆形孔组的两个底板圆孔圆心之间的连线与第四底板圆形孔组的两个底板圆孔圆心之间的连线平行。
[0007]上述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，优选的，所述第一底板圆形孔组、第二底板圆形孔组、第三底板圆形孔组与第四底板圆形孔组的两个底板圆孔均关于各自区域的45度线对称，所述连接圆孔组的两个连接圆孔关于各自钢板的45度线对称。
[0008]上述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，优选的，十字形连接钢板包括一第一连接钢板与两第二连接钢板，先将第一连接钢板焊接在底板上，再在第一连接钢板两侧分别焊接两第二连接钢板于底板上。
[0009]一种玻璃钢空间网架的杆件，杆件包括玻璃钢管和钢接头，所述玻璃钢管是空心的玻璃钢管，所述钢接头包括一端插入玻璃钢管中、另一端对中开槽的钢管和节点板，所述节点板固接在钢管对中开槽的槽中；所述节点板上设有按预设方式排列的多个节点板圆孔。
[0010]上述的玻璃钢空间网架的杆件，优选的，所述节点板圆孔为两个且圆心之间的连线与玻璃钢管垂直，两个节点板圆孔圆心之间的距离为预设长度。
[0011]上述的玻璃钢空间网架的杆件，优选的，钢管与玻璃钢管的内壁有间隙，间隙内填充有环氧树脂胶等胶水，把传统的螺栓连接方式改为通过胶水胶结使得轴向力的传递更加均匀，能够避免螺栓孔处周围的破坏，进而提高杆件的承载力。
[0012]一种玻璃钢空间网架，包括上述的空间钢节点和杆件，优选的，所述杆件与空间钢节点通过杆件的钢接头节点板上的节点板圆孔与空间钢节点底板上的底板圆孔或十字形连接钢板上的连接圆孔连接。
[0013]上述的玻璃钢空间网架，优选的，该玻璃钢空间网架为正放四角堆形网架，所述杆件长度相等，玻璃钢空间网架的斜放杆件对称布置并且与空间钢节点底板的角度为45度。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件连接处牢固，并且运输、装配方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型玻璃钢空间网架俯视图。
[0016]图2为本实用新型玻璃钢空间网架主视图。
[0017]图3为本实用新型玻璃钢空间网架的空间钢节点俯视图。
[0018]图4为本实用新型玻璃钢空间网架的空间钢节点主视图。
[0019]图5为本实用新型玻璃钢空间网架的杆件钢接头结构示意图。
[0020]图6为本实用新型玻璃钢空间网架的杆件结构示意图。
[0021]图7为本实用新型玻璃钢空间网架的第一连接钢板示意图。
[0022]图8为本实用新型玻璃钢空间网架的第二连接钢板示意图。
[0023]图例说明
[0024]1、底板；2、连接圆孔组；21、连接圆孔；3、十字形连接钢板；4、第一底板圆形孔组；
5、第二底板圆形孔组；6、第三底板圆形孔组；7、第四底板圆形孔组；8、底板圆孔；9、玻璃钢管；10、钢接头;101、钢管;102、节点板;103、节点板圆孔；11、杆件；111、斜放杆件；12、空间钢节点；13、第一连接钢板；14、第二连接钢板。
【具体实施方式】
[0025]为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0026]需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
[0027]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。
[0028]如图1一图8所示一种玻璃钢空间网架及其空间钢节点和杆件；玻璃钢空间网架包括空间钢节点12和杆件11。
[0029]杆件11包括玻璃钢管9和钢接头10，玻璃钢管9是空心的玻璃钢管9，可为圆形、方形；钢接头10包括一端插入玻璃钢管中、另一端对中开槽的钢管101和节点板102组成，节点板102通过5mm角焊满焊焊接在钢管101对中开槽的槽中(也可以采用其它固定方式)；钢管101的尺寸为73 X 4mm，节点板102上有两个节点板圆孔103，两个节点板圆孔103圆心之间的连线与玻璃钢管9垂直，两个节点板圆孔103圆心之间的距离为预设长度。在其它实施例中，节点板圆孔103可为三个或三个以上，这时需按可与空间钢节点配合的预设方式排列。为了方便节点板的安装在节点板上设置了倒角。
[0030]钢管101与玻璃钢管9的内壁有1.5mm间隙，间隙内填充有Araldite420环氧树脂胶。环氧树脂胶水胶结使得轴向力的传递更加均匀，进而提高杆件11的承载力。环氧树脂胶胶结处的钢管外表面和玻璃钢管内表面在胶结前经过机械打磨使表面变得毛糙，杆件11制作完成后需在常温下放置大约一个星期让环氧树脂胶达到最大强度。
[0031]本实施例中，空间钢节点包括八边形底板I与十字形连接钢板3，八边形底板I和十字形连接钢板3厚度均为8mm ;八边形底板I用于连接水平面四个方向的杆件11，十字形连接钢板用于连接空间四个方向的斜放杆件111，十字形连接钢板3与底板I通过5_角焊垂直连接，在底板上形成四个区域，十字形连接钢板3的接线与底板I相交形成基准点；四个区域内分别设置有第一底板圆形孔组4、第二底板圆形孔组5、第三底板圆形孔组6和第四底板圆形孔组7，第一底板圆形孔组4、第二底板圆形孔组5、第三底板圆形孔组6与第四底板圆形孔组7各包括两个底板圆孔8，底板圆孔8到底板基准点的距离相等；第一底板圆形孔组4的两个底板圆孔8圆心之间的距离与第二底板圆形孔组5、第三底板圆形孔组6及第四底板圆形孔组7的两个底板圆孔8圆心之间的距离相等且为预设长度。在其它实施例中，每组底板圆孔8可为三个或三个以上，这时需按可与杆件11配合的预设方式排列，且每组底板圆孔8的排列方式相同。
[0032]十字形连接钢板3包括四个翼部，每一翼部分别设置有连接圆孔组2，连接圆孔组2包括两个连接圆孔21，两个连接圆孔21的圆心到底板基准点的距离相等，两个连接圆孔21圆心之间的距离与第一底板圆形孔组4、第二底板圆形孔组5、第三底板圆形孔组6及第四底板圆形孔组7的两个底板圆孔8圆心之间的距离相等。在其它实施例中，每组连接圆孔21可为三个或三个以上，这时需按可与杆件11配合的预设方式排列，且每组连接圆孔21的排列方式相同。在十字形连接钢板上可连接4根斜放杆件111。
[0033]因为底板圆形孔组的两个底板圆孔8圆心之间的距离、两个连接圆孔21圆心之间的距离、两个节点板圆孔103圆心之间的距离相等且为预设长度，因此只需要一种规格的空间钢节点12和杆件11，运输、装配都非常方便。
[0034]本实施例中第一底板圆形孔组4的两个底板圆孔8圆心之间的连线与第三底板圆形孔组6的两个底板圆孔8圆心之间的连线平行，第二底板圆形孔组5的两个底板圆孔8圆心之间的连线与第四底板圆形孔组7的两个底板圆孔8圆心之间的连线平行，以使连接在底板I上的杆件11对称使形成的网架的承载强度达到最大。
[0035]本实施例中第一底板圆形孔组4、第二底板圆形孔组5、第三底板圆形孔组6与第四底板圆形孔组7的两个底板圆孔8均关于各自区域的45度线对称；连接圆孔组2的两个连接圆孔21关于各自钢板的45度线对称，以方便形成正放四角堆形网架。当然，也可根据网架结构的需要，使底板圆形孔组与连接圆孔组关于60度线或其它角度对称，或设置于各自区域的其它位置。
[0036]本实施例中十字形连接钢板3包括一第一连接钢板13与两第二连接钢板14，先将第一连接钢板13焊接在底板I上，再在第一连接钢板13两侧分别焊接第二连接钢板14于底板I上。本实施例选择第一连接钢板13两侧分别焊接第二连接钢板14的方式组成十字形连接钢板不仅能够保证空间钢节点的对称性同时操作方便简单。
[0037]本实施例中玻璃钢空间网架，包括空间钢节点12和杆件11，杆件11与空间钢节点12通过杆件11的钢接头10上节点板102上的节点板圆孔103与空间钢节点12的八边形底板I上的底板圆孔8或十字形连接钢板3上的连接圆孔21用M16高强度螺栓连接。用螺栓连接是由于钢材和玻璃钢材料具有近似的轴向抗拉、压强度，然而钢材是一种各向同性的材料使其具有较高的抗剪强度。设计规范螺栓孔不易出现剪切和劈裂破坏。此外，钢材较高的延性使得螺栓与螺栓孔之间的应力不易集中而产生孔壁的承压破坏。
[0038]本实施例中玻璃钢空间网架为正放四角堆形网架，杆件11长度相等，玻璃钢空间网架的斜放杆件111对称布置以达到最大承载强度，所有斜放杆件111与空间钢节点12的八边形底板I的角度均为45度。这种类型的玻璃钢空间网架可用于顶棚屋盖之类的大跨度结构或者用于人行天桥的桥面板支撑结构。
[0039]当然，在实际使用过程中，可根据需要选用不同长度的杆件11进行连接；同时也可根据需要，使斜放杆件111与空间钢节点的八边形底板I的角度呈60度或其它角度，形成不同空间形状的玻璃钢空间网架。
[0040]本实施例，玻璃钢空间网架根据实际抗拉实验表明，最终破坏为钢管被拉断，而非螺栓连接、焊接连接以及胶结连接处。实际抗压实验表明，最终破坏为玻璃钢管的整体失稳，而非连接处破坏所以本实施例的玻璃钢空间网架的空间钢节点和杆件达到实际使用要求,并且由于玻璃钢材料的密度仅为普通钢材的五分之一,所以本实施例中的玻璃钢空间网架十分便于运输和现场拼装以及起吊安装。
【权利要求】
1.一种玻璃钢空间网架的空间钢节点，其特征在于:包括底板(I)与十字形连接钢板(3)，所述十字形连接钢板(3)与底板(I)垂直连接，在底板(I)上形成四个区域，所述十字形连接钢板(3)的接线与底板(I)相交形成基准点； 所述四个区域内分别设置有到底板基准点的距离相等的第一底板圆形孔组(4)、第二底板圆形孔组(5)、第三底板圆形孔组(6)和第四底板圆形孔组(7)，所述第一底板圆形孔组(4)、第二底板圆形孔组(5)、第三底板圆形孔组(6)与第四底板圆形孔组(7)各包括具有按相同预设方式排列的多个底板圆孔(8)； 所述十字形连接钢板(3)包括四个翼部，每一翼部分别设置有到底板基准点的距离相等的连接圆孔组(2)，所述连接圆孔组(2)包括具有按所述预设方式排列的多个连接圆孔(21)。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，其特征在于:所述第一底板圆形孔组(4)、第二底板圆形孔组(5)、第三底板圆形孔组(6)与第四底板圆形孔组(7)的底板圆孔(8)，及连接圆孔组(2)的连接圆孔(21)均为两个且圆心之间为相等预设长度。
3.根据权利要求2所述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，其特征在于:所述第一底板圆形孔组(4)的两个底板圆孔(8)圆心之间的连线与第三底板圆形孔组(6)的两个底板圆孔(8)圆心之间的连线平行，所述第二底板圆形孔组(5)的两个底板圆孔(8)圆心之间的连线与第四底板圆形孔组(7)的两个底板圆孔(8)圆心之间的连线平行。
4.根据权利要求2所述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，其特征在于:所述第一底板圆形孔组(4)、第二底板圆形孔组(5)、第三底板圆形孔组(6)与第四底板圆形孔组(7)的两个底板圆孔(8)均关于各自区域的45度线对称，所述连接圆孔组(2)的两个连接圆孔(21)关于各自钢板的45度线对称。
5.根据权利要求1至4中任一所述的玻璃钢空间网架的空间钢节点，其特征在于:十字形连接钢板(3)包括一第一连接钢板(13)与两第二连接钢板(14)，先将第一连接钢板(13)焊接在底板(I)上，再在第一连接钢板(13)两侧分别焊接第二连接钢板(14)于底板(I)上。
6.一种玻璃钢空间网架的杆件，其特征在于:该杆件包括玻璃钢管(9)和钢接头(10)，所述玻璃钢管(9)是空心的玻璃钢管(9)，所述钢接头(10)包括一端插入玻璃钢管(9)中、另一端对中开槽的钢管(1I)和节点板(102 )，所述节点板(102 )固接在钢管(1I)对中开槽的槽中；所述节点板(102)上设有按预设方式排列的多个节点板圆孔(103)。
7.根据权利要求6所述的玻璃钢空间网架的杆件，其特征在于:钢管(101)与玻璃钢管(9 )的内壁有间隙，间隙内填充有环氧树脂胶。
8.根据权利要求6所述的玻璃钢空间网架的杆件，其特征在于:所述节点板圆孔(103)为两个且圆心之间的连线与玻璃钢管(9)垂直，两个节点板圆孔(103)圆心之间的距离为预设长度。
9.一种玻璃钢空间网架，包括权利要求1至5中任一所述的空间钢节点和权利要求6至8中任一所述的杆件，其特征在于:所述杆件与空间钢节点通过杆件的钢接头(10)的节点板(102)上的节点板圆孔(103)与空间钢节点底板(I)上的底板圆孔(8)或十字形连接钢板(3)上的连接圆孔(21)连接。
10.根据权利要求9所述的玻璃钢空间网架，其特征在于:该玻璃钢空间网架为正放四角堆形网架，所述杆件长度相等，玻璃钢空间网架的斜放杆件(ill)与空间钢节点底板(I)的角度为45度。
【文档编号】E04B1/19GK204059607SQ201420398523
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】柏宇, 杨啸 申请人:柏宇, 杨啸