一种用于大跨度空间结构的铝合金装配式连接节点的制作方法

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种用于大跨度空间结构的铝合金装配式连接节点。

背景技术：

铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀性良好、加工性能、反射率高以及色泽美观等诸多优点。铝合金通过挤压成型技术能获得多种复杂截面的型材，因此越来越多地被应用于建筑结构领域，尤其适合植物园温室、游泳馆、溜冰场和石油化工储罐等对防腐要求较高的建筑。自由曲面结构由于其不局限与传统曲面的解析表达，曲面形式更加富于起伏变化，不仅更具有视觉冲击力，结构受力也更加合理。因此在跨度为50米至100多米的大跨度空间结构领域，自由曲面结构受到的关注日益广泛。目前，在铝合金单层网壳结构中应用及研究最普遍的节点是美国Temcor公司设计的板式节点。此类节点通过大量螺栓将工字型杆件的腹板与上下盖板相连，因其节点域处腹板不连续，仅靠上下盖板传递剪力，抗剪性能较差，同时螺栓用量较大。节点形式单一已经成为限制铝合金网壳结构发展的一大原因，因此有待研发适合铝合金材料性质、传力方式明确合理、便于施工的新型节点。现有的节点使用H型杆件，导致整体稳定性较差，同时闭口截面又存在施工困难。

技术实现要素：

本发明为了解决现有节点使用H型杆件，导致整体稳定性较差，同时闭口截面又存在施工困难的问题，进而提出一种用于大跨度空间结构的铝合金装配式连接节点。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种用于大跨度空间结构的铝合金装配式连接节点包括上盖板、下盖板、多个自锁螺栓和N个箱型截面工件，下盖板设置在上盖板的正下方，N个箱型截面工件以上盖板的轴线为中心沿圆周方向均布设置，每个箱型截面工件的一端均插装在上盖板与下盖板之间，箱型截面工件通过多个自锁螺栓与上盖板和下盖板固接。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本发明通过自锁螺栓连接组成节点结构，安装拆卸方便，无需现场焊接，施工速度快，工作效率可提高30％～40％。

2、本发明采用闭口的箱型截面杆件，整体稳定性好，改善了传统节点采用H型工件稳定性较差的缺点，增强了节点的抗拉抗压性能，从而增强了节点的整体强度。

3、本发明采用自锁螺栓固定箱型截面杆件，解决了闭口截面施工困难的问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中箱型截面工件1通过多个自锁螺栓4固定安装在上盖板2和下盖板4之间的结构示意图；

图3是本发明中箱型截面工件1的结构示意图；

图4是本发明中自锁螺栓4锁紧前的结构示意图；

图5是本发明中自锁螺栓4锁紧后的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述一种用于大跨度空间结构的铝合金装配式连接节点包括上盖板2、下盖板3、多个自锁螺栓4和N个箱型截面工件1，下盖板3设置在上盖板2的正下方，N个箱型截面工件1以上盖板2的轴线为中心沿圆周方向均布设置，每个箱型截面工件1的一端均插装在上盖板2与下盖板3之间，箱型截面工件1通过多个自锁螺栓4与上盖板2和下盖板3固接。

如此设计的连接节点整体结构关于中心对称，使整个节点的受力均衡，每个箱型截面工件1分别通过多个自锁螺栓4与上盖板2和下盖板3固接，安装拆卸方便，无需现场焊接，便于现场施工。

具体实施方式二：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述箱型截面工件1横截面的形状为矩形。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计以便增强工件的稳定性，进而提高节点的整体稳定性。

具体实施方式三：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述箱型截面工件1包括上板1-1、下板1-2、左立板1-3和右立板1-4，上板1-1和下板1-2平行设置，左立板1-3和右立板1-4分别垂直设置在上板1-1和下板1-2之间，左立板1-3分别与上板1-1和下板1-2的左端垂直固接，右立板1-4分别与上板1-1和下板1-2的右端垂直固接，上板1-1通过多个自锁螺栓4与上盖板2固接，下板1-2通过多个自锁螺栓4与下盖板3固接。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

如此设计通过自锁螺栓4使上板1-1和下板1-2与上盖板2和下盖板3分别固接。

具体实施方式四：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述上板1-1上的多个自锁螺栓4均布设置在上板1-1的外侧边缘，上板1-1上的多个自锁螺栓4的数量为10个，下板1-2上的多个自锁螺栓4均布设置在下板1-2的外侧边缘，下板1-2上的多个自锁螺栓4的数量为10个。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述箱型截面工件1的一端为等腰梯形，每相邻两个箱型截面工件1一端的相邻两个斜边对接。其它组成和连接方式与具体实施方式二、三或四相同。

如此设计使N个箱型截面工件1的一端组成一个圆形。

具体实施方式六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述N为大于等于且1小于等于6的整数。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述N个箱型截面工件1的数量为6个，每个箱型截面工件1的一端为顶角为120°的等腰梯形。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述自锁螺栓4包括螺帽4-1、螺杆4-2、螺母4-3和多个胀片4-4，螺杆4-2的上端面与螺帽4-1下端的中部垂直固接，多个胀片4-4沿圆周方向均布设置在螺杆4-2的外侧，每个胀片4-4的上端面分别与螺帽4-1的下端固接，螺母4-3旋装在螺杆4-2的下端，螺母4-3的上端为锥形。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、三、四、六或七相同。

如此设计在使用时将螺杆4-2、胀片4-4和螺母4-3插装在安装孔内，然后锁紧螺母4-3，通过螺母4-3将胀片4-4的下端向外侧撑开，实现锁紧的目的。

具体实施方式九：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述上盖板2和下盖板3的形状均为正多边形，且正多边形的顶角设有豁口，豁口的两边与相邻两个箱型截面工件1的相邻两边平齐。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。

如此设计使节点的节点域造型更为轻巧，使整体网壳结构通透性更好。

具体实施方式十：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述箱型截面工件1是由铝合金材料制成的箱型截面工件，上盖板2是由铝合金材料制成的上盖板，下盖板3是由铝合金材料制成的下盖板。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

铝合金材料具有强度高、重量轻、不生锈的特点，如此设计降低整个节点的自身重量，减轻整个建筑的负载。