一种实心球套筒节点的制作方法

本发明涉及一种实心球套筒节点，属于建筑钢结构领域。

背景技术：

空间网格结构系由杆件单元通过节点连接而成的曲面空间结构，该类结构受力性能好、结构稳定性高、施工便捷，现已广泛应用于各类工业与民用建筑。随着我国经济和社会水平的发展，建筑行业面临着劳动力成本增加的巨大压力，提高建筑装配化水平可有效提升生产效率，但目前我国空间网格结构等体系虽然可实现标准化生产，但现场装配时间较长、成本较高。

现有空间网格常用节点为焊接球节点和螺栓球节点。焊接球节点无法实现装配化施工。螺栓球节点虽然可实现装配化施工，但在施工过程中常出现“假拧紧”、“合拢塞杆困难”等问题，使结构体系存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

为实现空间网格结构的装配化加工与建造，提高现场施工效率，本发明基于空间网格结构的受力特点，提出了一种新型的可快速安装的实心球套筒节点。该节点可标准化设计和生产、工厂预制，可使空间网格的安装过程变得方便、快捷。

本发明采用的具体技术方案如下：一种实心球套筒节点，该节点包括多螺孔实心球(1)、带外螺纹的螺杆(2)、带内螺纹的套筒(3)和带外螺纹的接头(4)。所述的实心球(1)上有多个带内螺纹的螺孔，并且在螺孔端面与带内螺纹的套筒(3)的接触区域磨平，实心球通过内螺纹可与多向个带外螺纹的螺杆(2)相连。带内螺纹的套筒(3)通过内螺纹将带外螺纹的螺杆(2)与带外螺纹的接头(4)相连。

多螺孔实心球(1)根据预先设计具有不同数量和不同方向的螺孔。所述的多螺孔实心球(1)、带外螺纹的螺杆(2)、带内螺纹的套筒(3)、带外螺纹的接头(4)均通过螺纹进行连接。带外螺纹的螺杆(2)与带外螺纹的接头(4)可以是空心的，也可以是实心的。本节点可采用钢材、铝合金等各类金属材料，以应用于各类金属空间结构中。

螺纹连接具有传力可靠、加工方便、拆卸简单的特征，为结构快速安装提供了技术基础。

本发明的制作和安装主要包括三个步骤：将带外螺纹的螺杆(2)完全拧至多螺孔实心球(1)上的任意一个螺孔中；将带内螺纹的套筒(3)完全拧至带外螺纹的接头(4)上；将带外螺纹的螺杆(2)与带外螺纹的接头(4)对齐，反向旋转套筒(3)拧至套筒紧贴实心球(1)螺口处的平滑端。

与现有技术相比较，本发明具有如下技术效果。空间网格结构是一种常用的金属结构形式，主要由金属杆件通过节点连接形成完整的结构体系。本发明通过对节点构造的特殊处理，基于结构的力学性能，设计出新型节点结构，本发明可用于单向对接杆件连接、多向多杆件连接，因此可应用于网架、网壳、桁架、脚手架等空间结构体系的节点连接。与传统的节点相比，本发明通过多螺孔实心球、螺杆、带外螺纹的接头、以及套筒之间的螺纹实现了杆件的快速连接和拆卸，因此可实现空间网格结构的标准化生产和装配化施工。本发明有着更强的适应性，能够节约资源和时间，有着十分重要的现实意义。

附图说明

图1多螺孔实心球示意图；

图2带螺纹的螺杆示意图；

图3带内螺纹的套筒示意图；

图4带外螺纹的接头示意图；

图5本发明组成示意图；

图6本发明连接步骤一示意图；

图7本发明连接步骤二示意图；

图8本发明连接步骤三示意图；

图9本节点整体示意图；

图中，1、多螺孔实心球，2、带外螺纹的螺杆，3、带内螺纹的套筒，4、带外螺纹的接头。

具体实施方式

以下结合加工过程对本发明所述结构进行描述。

通过机械加工或先铸造后机械加工的方式，加工本发明各零部件。为保证精度，各零部件可采用机械加工，或铸造及机械加工相结合的方式进行。

本实施例中多螺孔实心球(1)根据实际需要设有5个方向的螺孔，具体个数和方向可以根据实际情况有所调整，如图9所示。带外螺纹螺杆(2)的螺纹段长度为多螺孔实心球(1)上各个螺孔内的螺纹段长度的两倍。套筒(3)的螺纹段长度等于带外螺纹螺杆(2)的螺纹段长度。带外螺纹的接头(4)的螺纹段长度大于等于套筒(3)的螺纹段长度。带外螺纹螺杆(2)与带外螺纹的接头(4)的直径相同。

将带外螺纹的螺杆(2)完全拧至多螺孔实心球(1)上的任意一个螺孔中，如图6所示；

将带内螺纹的套筒(3)完全拧至带外螺纹的接头(4)上，如图7所示；

施工安装时，将带外螺纹的螺杆(2)与带外螺纹的接头(4)对齐，反向旋转套筒(3)拧至套筒紧贴实心球(1)螺口处的平滑端，即完成安装，如图8所示。

根据实际需要，多螺孔实心球5个方向都可以接上带外螺纹的螺杆(2)。

采用本发明形式，现场施工时仅需拧螺纹，施工便捷。本发明可应用于网架、网壳、桁架、脚手架等空间结构体系。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种实心球套筒节点，具体包括多螺孔实心球、带内螺纹的套筒、带外螺纹的螺杆、带外螺纹的接头。实心球上有多个带内螺纹的螺孔，并且在螺孔端面与带内螺纹的套筒的接触区域磨平，实心球通过内螺纹可与多向个带外螺纹的螺杆相连。带外螺纹的螺杆、带外螺纹的接头可以是空心的，也可以是实心的。带内螺纹的套筒与带外螺纹的接头通过螺纹连接，套筒套在带外螺纹的螺杆和带外螺纹的接头的外侧。本节点可采用钢材、铝合金等各类金属材料，以应用于各类金属空间结构中。本发明所述节点可进行工厂标准化制作，现场施工时仅需转动套筒即可完成杆件连接，避免现场焊接，降低了操作的难度。该节点可使网架、网壳的安装过程更加方便、快捷。

技术研发人员：薛素铎;李思遥;李雄彦;纪仁琪
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2019.03.18
技术公布日：2019.06.04