一种六杆四面体模块单元装配式钹节点及其装配方法与流程

本发明涉及一种钹节点，尤其涉及一种六杆四面体模块单元装配式钹节点及其装配方法，属于钢结构领域。

背景技术：

现有的技术中端板连接节点装配效率相对较低，制造成本相对较大，同时现场装配精度得不到保障，无法使工程质量得到提升。

中国专利201310215118.1，公开一种装配式混凝土柱-钢梁外伸端板型节点连接装置，包括预制混凝土柱、钢构套、钢梁、端板和高强螺栓，钢梁包括预埋钢梁和中间段钢梁；钢构套包括一对由若干块钢板组成的田字型格栅、竖向角钢及扁钢，田字型格栅分别焊接在预埋钢梁的上下翼缘，使钢梁和钢构套成为一个整体。此结构不适于适配性不强。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，连接方便，安装精度高的一种六杆四面体模块单元装配式钹节点及其装配方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种六杆四面体模块单元装配式钹节点，包括左连接体和右连接体，所述的左连接体与右连接体呈端端拼接；

所述的左连接体与右连接体分别由钹体、弦杆连接件和弦杆，所述的弦杆通过弦杆连接件与钹体相固定；

二个钹体的内端面相互贴合呈拼装；

所述的钹体上设有至少二组呈不同方向延伸的腹杆组件；

所述的腹杆组件包括腹杆，所述的腹杆的头部设有锥头，所述的锥头与钹体相固定。

作为优选，二个钹体间通过高强螺栓固定；

所述的钹体的外壁设有侧平面，所述的弦杆连接件与钹体的侧平面相贴合，所述的弦杆连接件呈锥状；

所述的锥头中设有与钹体相固定的腹杆高强螺栓，所述的锥头与钹体通过套筒相间隔分布，所述的套筒套在腹杆高强螺栓外，所述的腹杆高强螺栓与套筒通过紧固螺钉相调节定位。

作为优选，所述的弦杆连接件为锥形空心管，弦杆连接件一端直径与所述弦杆管径相同，弦杆连接件另一端直径则沿弦杆轴线逐渐减小；所述弦杆连接件的厚度从直径较大一端向直径较小一端逐渐增大。

作为优选，所述的弦杆、腹杆的中心轴线交汇于钹体的端平面形心。

一种六杆四面体模块单元装配式钹节点的装配方法，按以下步骤进行：

(1)、钹体设计：

钹体为空心半球体，根据弦杆空间垂直角α的大小，在钹体与弦杆对应侧面切割形成平面；节点垂直角的大小通过节点在空间中的三维坐标计算出来；根据腹杆的空间位置在钹体上切割出腹杆相对应的侧平面，并在该所述侧平面上预先开设与腹杆高强螺栓相应的螺栓孔；

(2)、弦杆连接件：

弦杆连接件为锥形空心管，一端与弦杆等直径等壁厚，另一端直径沿弦杆轴线逐渐减小，壁厚逐渐增大，弦杆连接件将所述钹体和所述弦杆通过焊接连接为整体；

(3)、腹杆分析：

腹杆转接装置中，在锥头上开设与腹杆高强螺栓相应的螺栓孔；腹杆高强螺栓的长度为钹体上螺栓长度、套筒长度以及锥头上螺栓孔长度之和，保证腹杆高强螺栓在穿过锥头上的螺栓孔、套上套筒之后，还能够插入钹体侧平面上的螺栓孔；在腹杆高强螺栓上开设腰形孔以方便紧固螺钉将腹杆高强螺栓和套筒连接成整体；紧固螺钉与腹杆高强螺栓采用相同材质；每根腹杆两端各连接一个腹杆转接装置。

(4)、套筒分析：

套筒其实质是一个螺母，在其一边上开设有紧固螺钉孔，允许紧固螺钉穿过；套筒内的螺纹与腹杆高强螺栓上的螺纹相对应；套筒的剖面形状为正六边形；

(5)、操作处理：

1、将所述腹杆高强螺栓穿过所述锥头和所述套筒；

2、所述紧固螺钉穿过所述套筒上的紧固螺钉孔，穿入所述腹杆高强螺栓上的腰形孔，将所述腹杆高强螺栓、所述套筒和所述锥头连接成整体，形成腹杆转接装置；

3、将所述腹杆转接装置与所述腹杆焊接成整体；

4、将所述腹杆转接装置中的腹杆高强螺栓插入钹体上相对应位置的螺栓孔中，拧动所述套筒，带动腹杆高强螺栓旋入所述钹体上的螺栓孔，直至所述套筒与所述钹体完全顶紧，腹杆装配完成；

5、将所述弦杆连接件两端分别于所述弦杆和所述钹体焊接成整体，完成所述弦杆装配，形成连接体；

6、将所述连接体中钹体端平面紧密贴合，将所述高强调螺栓分别穿入所述钹体周边的预设螺栓孔，拧紧所有所述高强螺栓，装配完成。

其有益效果为：

a.本节点构造简单、形式简洁、安装精度度；

b.通过机械连接实现六杆四面体模块单元之间的连接，同时利用高强螺栓的抗剪、抗拉性能保证六杆四面体模块单元连接的可靠性。

c.本结构中的只有少量的焊接作业，且所有焊接作业均在工厂完成，现场作业全部为装配施工，大大减少了施工现场劳动力，提高建筑质量和建造效率。

因此，本发明的一种六杆四面体模块单元装配式钹节点及其装配方法，结构紧凑，使用性能出色，适配性高。

附图说明

图1是本发明装配完成后的结构示意图；

图2是本发明装配完成后的俯视图；

图3是本发明装配示意图；

图4是本发明腹杆部分的结构示意图；

图5是本发明钹体部分的结构示意图；

图6是本发明节点弦杆空间垂直角α结构示意图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种六杆四面体模块单元装配式钹节点，包括左连接体1和右连接体2，所述的左连接体1与右连接体2呈端端拼接；

所述的左连接体1与右连接体2分别由钹体3、弦杆连接件7和弦杆4，所述的弦杆4通过弦杆连接件7与钹体3相固定；

二个钹体3的内端面相互贴合呈拼装；

所述的钹体3上设有至少二组呈不同方向延伸的腹杆组件；

所述的腹杆组件包括腹杆5，所述的腹杆5的头部设有锥头8，所述的锥头8与钹体3相固定。

二个钹体3间通过高强螺栓6固定；

所述的钹体3的外壁设有侧平面，所述的弦杆连接件7与钹体3的侧平面相贴合，所述的弦杆连接件7呈锥状；

所述的锥头8中设有与钹体3相固定的腹杆高强螺栓11，所述的锥头8与钹体3通过套筒9相间隔分布，所述的套筒9套在腹杆高强螺栓11外，所述的腹杆高强螺栓11与套筒9通过紧固螺钉10相调节定位。

所述的弦杆连接件7为锥形空心管，弦杆连接件7一端直径与所述弦杆4管径相同，弦杆连接件7另一端直径则沿弦杆4轴线逐渐减小；所述弦杆连接件7的厚度从直径较大一端向直径较小一端逐渐增大。

所述的弦杆4、腹杆5的中心轴线交汇于钹体3的端平面形心。

一种六杆四面体模块单元装配式钹节点的装配方法，按以下步骤进行：

(1)、钹体设计：

钹体为空心半球体，根据弦杆空间垂直角α的大小，在钹体与弦杆对应侧面切割形成平面；节点垂直角的大小通过节点在空间中的三维坐标计算出来；根据腹杆的空间位置在钹体上切割出腹杆相对应的侧平面，并在该所述侧平面上预先开设与腹杆高强螺栓相应的螺栓孔；

(2)、弦杆连接件：

弦杆连接件为锥形空心管，一端与弦杆等直径等壁厚，另一端直径沿弦杆轴线逐渐减小，壁厚逐渐增大，弦杆连接件将所述钹体和所述弦杆通过焊接连接为整体；

(3)、腹杆分析：

腹杆转接装置中，在锥头上开设与腹杆高强螺栓相应的螺栓孔；腹杆高强螺栓的长度为钹体上螺栓长度、套筒长度以及锥头上螺栓孔长度之和，保证腹杆高强螺栓在穿过锥头上的螺栓孔、套上套筒之后，还能够插入钹体侧平面上的螺栓孔；在腹杆高强螺栓上开设腰形孔以方便紧固螺钉将腹杆高强螺栓和套筒连接成整体；紧固螺钉与腹杆高强螺栓采用相同材质；每根腹杆两端各连接一个腹杆转接装置。

(4)、套筒分析：

套筒其实质是一个螺母，在其一边上开设有紧固螺钉孔，允许紧固螺钉穿过；套筒内的螺纹与腹杆高强螺栓上的螺纹相对应；套筒的剖面形状为正六边形；

(5)、操作处理：

1、将所述腹杆高强螺栓穿过所述锥头和所述套筒；

2、所述紧固螺钉穿过所述套筒上的紧固螺钉孔，穿入所述腹杆高强螺栓上的腰形孔，将所述腹杆高强螺栓、所述套筒和所述锥头连接成整体，形成腹杆转接装置；

3、将所述腹杆转接装置与所述腹杆焊接成整体；

4、将所述腹杆转接装置中的腹杆高强螺栓插入钹体上相对应位置的螺栓孔中，拧动所述套筒，带动腹杆高强螺栓旋入所述钹体上的螺栓孔，直至所述套筒与所述钹体完全顶紧，腹杆装配完成；

5、将所述弦杆连接件两端分别于所述弦杆和所述钹体焊接成整体，完成所述弦杆装配，形成连接体；

6、将所述连接体中钹体端平面紧密贴合，将所述高强调螺栓分别穿入所述钹体周边的预设螺栓孔，拧紧所有所述高强螺栓，装配完成。