一种毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构的制作方法

本发明涉及大跨度钢结构技术领域，具体涉及一种毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构。

背景技术：

传统的空间网格结构是指按一定规律布置的杆件、构件通过节点连接而构成的空间结构，包括网架、曲面型网壳以及立体桁架等。空间网格结构体系以整体刚度好，技术经济指标优越等优点广泛用于工业、民用等建筑，尤其是在大跨度空间结构中的应用。传统的空间网架结构节点一般为螺栓球或焊接球形式，该节点为铰接形式，杆件仅传递轴力，为二力杆单元。并且在进行网架榀间的连接时，现场节点多位于高空，而高强螺栓拧进螺栓球内部的长度靠肉眼很难判断，监督非常困难，极易出现“假拧紧”的质量问题。焊接球现场焊接量大，且高空焊接，不易保证焊接质量。

目前的网架结构已采用榫卯式毂节点来代替传统空间网格结构。新型毂节点网架的连接采用插入式连接，两端设有盖板，杆件插入节点即可完成可靠连接，如果钢管插入节点不到位，则盖板根本无法安装，整个结构体系也就无法安装完成，从根本上保证节点连接质量的可靠性。与传统网架相比，毂节点网架结构体系简洁、美观，节点连接新颖、独特、轻盈。

榫卯式毂节点的生产完全实现工厂预制，加工制作过程更为简单，现场施工无需安装大量的螺栓，且节点承载力高。毂节点网架采用独特的榫卯式连接节点，节点连接安全性更高，连接质量更有保证；承受风、地震等动荷载性能更优越，杆件截面无削弱，可承受拉、压、弯、剪等复合载荷工况；节点接近固结，可承受较大的弯矩和横向荷载，其节点安全性更高。并且毂节点采用铝合金材质，防腐性能好，使用寿命高，后期维护成本低，在有效受力的同时，更发挥了铝合金材料优越防腐性能，杆件采用镀锌钢管，保证了结构在腐蚀性环境下良好的使用性。

现有技术中，公开号为cn109138164a的中国发明专利公开了一种铝合金毂式节点网架的夹板式支座，包括：保持部，具有固定端板以及平行设置在固定端板一侧面上的第一封堵端板和第二封堵端板，所述两个封堵端板与所述固定端板之间围成适于置入毂节点的定位槽；连接件，适于将所述保持部连接在待连接对象上。这种铝合金毂式节点网架的夹板式支座采用夹持式封堵结构的保持部和连接件将毂节点固定在待连接对象上。

但是毂式节点网架采用上述的夹板式支座连接待连接对象，需要利用保持部和连接件两个连接部件实现毂节点和待连接对象之间的连接，结构较为复杂，使用的连接部件数量较多，现场施工的劳动强度较大。

因此，如何提供一种结构简单、施工效率高且安全可靠的毂节点连接结构，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中毂节点网架和管桁架无法在不同平面上形成组合架构的技术问题，从而提供一种毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构，所述网架的多根腹杆通过毂节点安装于所述管桁架的弦杆，所述毂节点包括：

毂体，其外周边缘开设有沿其轴向设置的多个插槽，所述腹杆的端部插接定位于所述插槽中；

两个盖板，分别设于所述毂体的轴向两端，用于限制所述腹杆的端部沿轴向移出所述插槽外；两个所述盖板均具有连接部，所述连接部为所述盖板伸出所述毂体两端端面的部分，两个所述盖板的连接部均与所述弦杆固定连接；

锁紧组件，包括沿所述毂体的轴向穿过所述毂体和两个所述盖板的贯穿件，以及设置在所述贯穿件的两端、适于限定所述贯穿件沿所述毂体轴向位移的锁紧件。

进一步地，两个所述盖板的连接部均焊接固定在所述弦杆上。

进一步地，所述弦杆上固定有辅助板，两个所述盖板的连接部均焊接固定在所述辅助板上。

进一步地，所述辅助板由两个或两个以上的弧形板在所述弦杆外周通过两端焊接或栓接而成。

进一步地，两个所述连接部平行设置。

进一步地，所述毂体的中心轴线与所述弦杆的中心轴线异面垂直。

进一步地，所述贯穿件包括：螺杆，两端均具有外螺纹；

所述锁紧件包括：第一螺母和第二螺母；所述第一螺母和所述第二螺母分别与所述螺杆两端的外螺纹螺接定位，且分别限位在两个所述盖板的外侧。

进一步地，所述辅助板可与一个或多个所述毂节点的两个盖板焊接固定。

进一步地，所述毂节点有两个，且相对设置在所述辅助板的两侧。

进一步地，两个所述毂节点同一侧上的两个盖板一体成型。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构：

其一、毂体轴向两端的两个盖板沿毂体轴向两端的端面向外延伸出连接部，而两个连接部直接与弦杆刚性连接，两个盖板不仅可以作为隔档件防止腹杆的端部从毂体的插槽内移出，而且增加了在弦杆和毂节点之间传递内力的能力；同时贯穿件与两个盖板刚性连接，这就使得贯穿件能够承受一定程度的抗剪力，提高了该盖板连接结构的结构强度，可以确保毂节点和弦杆之间的可靠连接；

其二、这种盖板连接结构，毂节点直接通过两个盖板连接在弦杆上，与现有技术中采用夹板式支座和连接件连接毂节点和弦杆的方式相比，简化了节点的连接结构且节省了所需连接部件的数量，大大降低了现场施工的难度和工作量；

其三、与现有技术中采用夹板式支座和连接件连接毂节点和弦杆的方式相比，现有技术中与毂节点插入式连接的腹杆的插接方向是垂直于毂体轴向的，而毂节点又通过夹板式支座和连接件安装在弦杆的外侧，因此腹杆无法以与弦杆轴向直接相交的插接方向纵向连接在弦杆上，在一些应用场合，上述的夹板式支座无法适用；而本发明将毂节点的两个盖板直接连接在弦杆上，只需要根据盖板与弦杆的连接部位预先设计好盖板的形状尺寸，毂体就可以以任意的安装角度进行放置，从而与毂体连接的腹杆可以沿包括与弦杆轴向纵向相交的插接方向在内的各种方向进行安装，适用性更广。

2.本发明提供的毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构，盖板连接结构的各个组件均可在工厂预制而成，在施工现场，仅需将盖板的连接部与弦杆焊接定位即可，大大降低了现场施工的难度和强度，且焊接均在表面，易于监督和检测，减少安全隐患。

3.本发明提供的毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构，两个盖板通过辅助板安装在弦杆上的方式，可以吸收弦杆在径向和轴向上的安装误差，提高安装精度。

4.本发明提供的毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构，结构简单，部件数量小，节省钢材料成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一种实施方式提供的毂式节点网架和管桁架弦杆通过盖板连接的立体结构示意图；

图2为本发明第一种实施方式提供的毂式节点网架和管桁架弦杆通过盖板连接的断面结构示意图；

图3为本发明第二种实施方式提供的毂式节点网架和管桁架弦杆通过盖板连接的立面结构示意图。

附图标记说明：1、腹杆；2、弦杆；3、毂节点；31、毂体；32、盖板；321、连接部；33、贯穿件；34、锁紧件；4、辅助板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前，在管桁架与毂式节点网架组合而成的空间架构中，毂式节点网架包括毂节点3和若干腹体1，若干腹体1通过毂节点3按照一定的网格形式连接形成空间结构体，该空间结构体即为网架。而管桁架是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，管桁架的弦杆2连接在多根管桁架腹杆之间，可以避免管桁架腹杆受集中荷载或者受弯，使荷载传递到管桁架的弦杆2上或毂节点3上，减少对管桁架腹杆横截面尺寸的要求。毂式节点网架用于填充管桁架的空间单元，与管桁架连接，并形成与管桁架处于同一平面或不同平面内的组合构架。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构，毂式节点网架的多根腹杆1通过毂节点3的盖板32纵向连接在管桁架的弦杆2。

盖板连接结构包括呈圆柱状的毂体31、分别设于毂体31轴向的两个盖板32、以及用于将两个盖板32锁紧在毂体31上的锁紧组件。其中，毂体31的外周边缘开设有沿其轴向设置的多个插槽，多根腹杆1的端部分别插接定位于对应的插槽中。两个盖板32用于限制腹杆1的端部沿轴向移出插槽外，两个盖板32均具有连接部321，连接部321为盖板32伸出毂体31两端端面的部分，两个盖板32的连接部321均与弦杆2焊接固定。锁紧组件包括沿毂体31的轴向穿过毂体31和两个盖板32的贯穿件33，以及设置在贯穿件33的两端、适于限定贯穿件33沿毂体31轴向位移的锁紧件34。

这种毂式节点网架和管桁架通过盖板32连接的结构：其一，毂体31轴向两端的两个盖板32沿毂体31轴向两端的端面向外延伸出连接部321，而两个连接部321直接与弦杆2刚性连接，两个盖板32不仅可以作为隔档件防止腹杆1的端部从毂体31的插槽内移出，而且增加了在弦杆2和毂节点3之间传递内力的能力；同时贯穿件33与两个盖板32刚性连接，这就使得贯穿件33能够承受一定程度的抗剪力，提高了该盖板连接结构的结构强度，可以确保毂节点3和弦杆2之间的可靠连接；其二，这种盖板连接结构，毂节点3直接通过两个盖板32连接在弦杆2上，与现有技术中采用夹板式支座和连接件连接毂节点3和弦杆2的方式相比，简化了节点的连接结构且节省了所需连接部321件的数量，大大降低了现场施工的难度和工作量；其三，与现有技术中采用夹板式支座和连接件连接毂节点3和弦杆2的方式相比，现有技术中与毂节点3插入式连接的腹杆1的插接方向是垂直于毂体31轴向的，而毂节点3又通过夹板式支座和连接件安装在弦杆2的外侧，因此腹杆1无法以与弦杆2轴向直接相交的插接方向纵向连接在弦杆2上，在一些应用场合，上述的夹板式支座无法适用；而本发明将毂节点3的两个盖板32直接连接在弦杆2上，只需要根据盖板32与弦杆2的连接部321位预先设计好盖板32的形状尺寸，毂体31就可以以任意的安装角度进行放置，从而与毂体31连接的腹杆1可以沿包括与弦杆2轴向纵向相交的插接方向在内的各种方向进行安装，适用性更广。

在本实施例的第一种具体实施方式中，为实现盖板32与弦杆2的连接，可以设置辅助板4，该辅助板4具体可以为套管或套环，套管或套环采用扣合或栓接的方式固定于弦杆2，套管或套环的外壁面作为与盖板32的安装面，盖板32和辅助板4之间采用焊接的方式连接。盖板32与辅助板4敢接的一端具有与辅助板4的安装面外形相适配的槽口，盖板32上槽口的设置，方便将盖板32和辅助板4贴合在一起之后进行焊接固定，提高盖板连接结构的强度和可靠性。尤其当弦杆2采用圆形钢管连接而成时，辅助板4与弦杆2的连接，可以吸收圆形钢管在径向和轴向上的安装误差，提高安装精度。在其他实施方式中，辅助板4可以由两个或以上的弧形板在弦杆2外周通过两端焊接或栓接的方式夹紧固定在弦杆2的外周。在另外的一些实施方式中，还可以无需辅助板4，两个盖板32采用焊接的方式直接固定在弦杆2上。

进一步的，两个盖板32上的两个连接部321平行设置，平行设置的两个连接部321在焊接过程中，无需调整焊接角度，只需要找准焊接位置即可，施工更加方便。

在本实施例的一种优选实施方式中，为实现腹杆1以与弦杆2轴向纵向相交的插接方向安装于弦杆2，毂体31的中心轴线方向与弦杆2的中心轴线方向平行。

在本实施例中，贯穿件33包括：螺杆，两端均具有外螺纹；锁紧件34包括：第一螺母和第二螺母；第一螺母和第二螺母分别与螺杆两端的外螺纹螺接定位，且分别限位在两个盖板32的外侧。

在本实施例中，网架在管桁架的两侧对称布置，相应的两个毂节点3对称设置在弦杆2的两侧，两个毂节点3均通过两个盖板32焊接在辅助板4上，且两个毂节点3的同一侧的盖板32在辅助板4上的焊接位置对称设置，且这两个盖板32在同一平面内。两个毂节点3及其上的盖板32对称设置在弦杆2相对两侧的结构设置，可以提高毂节点3和弦杆2的连接强度和可靠性。

在本实施例的第二中实施方式中，两个毂节点3上同一侧的两个盖板32还可以为一体成型的结构，如此设计，可以进一步减少毂节点3连接结构所需要使用的零部件数量，进一步简化了节点安装结构。

综上所述，本发明实施例提供的毂式节点网架和管桁架的盖板连接结构，毂节点3直接通过两个盖板32连接在弦杆2上，与现有技术中采用夹板式支座和连接件连接毂节点3和弦杆2的方式相比，简化了节点的连接结构且节省了所需连接部321件的数量，大大降低了现场施工的难度和工作量；而且盖板连接结构的各个组件均可在工厂预制而成，在施工现场，仅需将盖板32的连接部321与弦杆2或辅助板4焊接定位即可，大大降低了现场施工的难度和强度，且焊接均在表面，易于监督和检测，减少安全隐患。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。