H型杆件局部腹板开洞型板式节点的制作方法

本发明涉及网壳结构中的一种h型杆件局部腹板开洞型板式节点。其中网壳可以是球面网壳、柱面网壳等等，属于连接节点技术领域。

背景技术：

现如今我国大量的推广装备配式建筑，这是由于相对于传统的施工方式，装配式具有着缩短施工工期、降低环境负荷、减少资源浪费、提高工程质量等优点，而本发明所有部件都可以在工厂进行提前加工，之后在现场进行拼装，符合国家所提倡的绿色环保、大力发展装配式建筑的理念。

随着焊接以及挤压技术的发展，杆件的形式也多样化，包括管状、h型、箱型。由于h型杆件抗弯性能，承压性能好，节省材料，而且h型杆件的翼缘与腹板面积较大方便螺栓连接，所以越来越多的工程开始使用h型杆件。

铝合金由于其轻质、耐腐蚀等优点逐渐受到了工程师们的青睐。在大跨空间结构之中，铝合金相对于钢材来说其密度仅为钢材的三分之一，在相同跨度下可以大幅度降低自重对结构的影响，减小地震对结构的影响，同时也是因为这个特点铝合金结构的跨度可以更加大。铝合金材料在空气中氧化可以形成致密的氧化膜，对于游泳馆，海洋气候下的结构来说，铝合金可以延长结构寿命，减小后期的维护成本。

在我国的铝合金球面网壳中使用的大多是由美国泰姆科公司研发的板式节点，而在这种节点有着以下不足：

由于翼缘与上下节点板通过螺栓连接且螺栓个数较多，大幅度削弱了节点域内的杆件翼缘，使得节点破坏方式通常是h型杆件节点域内翼缘或节点板沿着螺栓孔断裂。在地震作用下，由于该节点连接形式具有较大的刚度，节点耗能能力差，且最终破坏位置仍在节点域内。

技术实现要素：

为了解决以上不足本文对板式节点进行了改进。

本发明的技术方案如下：

本节点包括上下两个节点板、多个紧固件(2)、以及多根局部腹板开洞的h型杆件(3)；h型杆件(3)端头翼缘分别通过多个紧固件(2)与上节点板(1-1)和下节点板(1-2)固定在一起；

杆件的腹板开洞区域位于节点板(1)外侧或内侧，开洞数量可为1个或多个，开洞形状可为圆形、椭圆形或矩形等。

所述的上下节点板其特征是：外形可以是平板，也可以是弧面板；材料可以是铝合金，也可以是钢材。

所述的多个紧固件其特征是：可以是普通螺栓，可以是不锈钢螺栓，可以是高强螺栓，也可以是铆钉；材料可以是铝合金，也可以是钢材。

所述的多根杆件其特征是：材料可以是热轧或焊接的钢材，也可以是挤压成型的铝合金材料，形状为h型，在节点板外侧或内侧区域腹板上有1个或多个圆形、椭圆形或矩形的孔洞构成的削弱区域，当开洞个数为1个时，圆形孔洞直径为腹板高度的1/3-1/2，椭圆形孔洞长、短轴为腹板高度的1/3-1/2，矩形孔洞的长边、宽边为腹板高度的1/3-1/2，孔洞形心到杆端距离为腹板高度的1.0-2.0倍。

本节点由于对h型杆件(3)局部腹板进行开洞削弱，使该类板式节点在承受低周往复荷载时杆件的削弱部分产生较大变形，并吸收能量。相对于一般的板式节点，本发明在提高节点耗能能力的同时保证节点区域不首先发生破坏，提高了节点在地震作用下的安全性能。

附图说明

图1为实施例1节点的整体构造示意图

图2为实施例1一根杆件连接的示意图

图3为实施例1一根杆件局部腹板开洞削弱的示意图

图4为实施例2节点的整体构造示意图

图5为实施例2一根杆件连接的示意图

图6为实施例2一根杆件局部腹板开洞削弱的示意图

图7为实施例3节点的整体构造示意图

图8为实施例3一根杆件连接的示意图

图9为实施例3一根杆件局部腹板开洞削弱的示意图

1-1上节点板，1-2下节点板，2紧固件，3局部腹板开洞削弱的h型杆件，3-1上翼缘，3-2下翼缘，3-3腹板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

如图1-2所示本节点包括上下两个节点板1，多个紧固件2，多根局部腹板开洞削弱的h型杆件3。上下节点板1通过多个紧固件2和多根局部腹板开洞削弱的h型杆件3固定连接。上下节点板1、h型杆件上翼缘3-1及下翼缘3-2端部的螺栓孔是贯通的，上节点板1-1与h型杆件上翼缘3-1的紧固件2是共用的，下节点板1-2与h型杆件下翼缘3-2的紧固件2是共用的.

如图3所示其中一根杆件3局部腹板根据实际情况进行开洞削弱(例如本例在节点板外侧腹板开一个圆形孔洞)。杆件3端部通过多个紧固件2与上下节点板1连接，可以根据实际构造的角度进行切割。

实施例2

如图4-5所示本节点包括上下两个节点板1，多个紧固件2，多根局部腹板开洞削弱的h型杆件3。上下节点板1通过多个紧固件2和多根局部腹板开洞削弱的h型杆件3固定连接。上下节点板1、h型杆件上翼缘3-1及下翼缘3-2端部的螺栓孔是贯通的，上节点板1-1与h型杆件上翼缘3-1的紧固件2是共用的，下节点板1-2与h型杆件下翼缘3-2的紧固件2是共用的.

如图6所示其中一根杆件3局部腹板根据实际情况进行开洞削弱(例如本例在节点板外侧腹板开一个椭圆形孔洞)。杆件3端部通过多个紧固件2与上下节点板1连接，可以根据实际构造的角度进行切割。

实施例3

如图7-8所示本节点包括上下两个节点板1，多个紧固件2，多根局部腹板开洞削弱的h型杆件3。上下节点板1通过多个紧固件2和多根局部腹板开洞削弱的h型杆件3固定连接。上下节点板1、h型杆件上翼缘3-1及下翼缘3-2端部的螺栓孔是贯通的，上节点板1-1与h型杆件上翼缘3-1的紧固件2是共用的，下节点板1-2与h型杆件下翼缘3-2的紧固件2是共用的.

如图9所示其中一根杆件3局部腹板根据实际情况进行开洞削弱(例如本例在节点板下方腹板从内到外开三个大小不同的圆形孔洞)。杆件3端部通过多个紧固件2与上下节点板1连接，可以根据实际构造的角度进行切割。

技术特征：

技术总结
H型杆件局部腹板开洞型板式节点，属于连接节点技术领域。包括上下两个节点板、多个紧固件、多根局部腹板开洞的H型杆件。H型杆件端头翼缘分别通过多个紧固件与上节点板和下节点板固定在一起。本节点由于对H型杆件局部腹板进行开洞削弱，使该类板式节点在承受低周往复荷载时杆件的削弱部分产生较大变形，并吸收能量。相对于一般的板式节点，本节点在提高节点耗能能力的同时保证节点区域不首先发生破坏，提高了节点在地震作用下的安全性能。

技术研发人员：孙国军;苗子泰;宋子魁;吴金志;胡洁;张毅刚
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.03.12