一种装配式桁架节点及桁架节点的装配方法与流程

本申请涉及桁架结构领域，尤其涉及一种装配式桁架节点及桁架节点的装配方法。

背景技术：

空间桁架结构造型丰富、杆件少，用料经济，受力性能好，广泛用于展览馆、机场、体育馆等大跨建筑物。目前空间桁架结构都采用焊接节点。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种装配式桁架节点及桁架节点的装配方法。

第一方面，本申请提供了一种装配式桁架节点，包括：

杆件端连接件，包括：法兰板，具有多个螺栓孔，该法兰板的一面被设置为与杆件的一端面焊接，其中，该多个螺栓孔位于法兰板与杆件之间连接位置的外侧；第一连接件，具有两个端面和从中心径向延伸的多个连接面，该第一连接件的第一端面被设置为与法兰板的另一面焊接，其中，所述多个连接面具有螺栓孔；

多个第二连接件，具有螺栓孔，每个第二连接件被设置为，在连接配合中，与两个杆件的第一连接件的连接面通过螺栓连接，形成两个第一连接件之间的连接，其中两个第一连接件的第二端面对接；以及

套筒，包括至少两个套筒元件，该至少两个套筒元件使得套筒能够轴向分开或组合；其中该至少两个套筒元件被设置为，在连接配合中，套设在第二连接件和两个杆件的第一连接件外，并且相邻的套筒元件之间通过螺栓连接以组合成套筒整体，以及所述至少两个套筒元件的两端与两个杆件的法兰板通过螺栓连接。

在某些实施例中，第二连接件为角连接件，该角连接件具有成预定夹角的两个连接边；其中该两个连接边被设置为，在连接配合中，与两个杆件的第一连接件相邻的两个连接面抵接并螺栓连接。

在某些实施例中，第一连接件为十字钢，第二连接件为角钢。

在某些实施例中，至少部分套筒元件的内侧焊接有多个扇形肋，所述多个扇形肋沿所述套筒元件轴向分布，每个扇形肋向套筒的中心延伸；该多个扇形肋被设置为，在连接配合中，定位在第二连接件围成的空间内。

在某些实施例中，第二连接件的长度小于两个第一连接件的长度之和，以使得第二连接件在装配连接中，第二连接件的两端与两杆件的法兰板之间形成间隙。

在某些实施例中，第一连接件的连接面的两侧，在连接配合中，分别与第二连接件抵接，并且该连接面与其两侧的第二连接件通过螺栓连接。

在某些实施例中，套筒的外径等于杆件的外径。

在某些实施例中，套筒元件包括：第一耳板，具有多个螺栓孔，被设置为套筒元件之间的螺栓连接；径向向外延伸的第二耳板，具有多个螺栓孔，被设置为与法兰板通过螺栓连接。

在某些实施例中，上述法兰板、第一连接件以及套筒的中心相同。

第二方面，本申请提供了一种桁架节点的装配方法，包括：

将两杆件的第一连接件的多个连接面与第二连接件通过螺栓连接，形成两个第一连接件的水平连接；其中，每个杆件的一端面与法兰板的一面焊接，该第一连接件具有两个端面和从中心向径向延伸的多个连接面，第一连接件的第一端面与法兰板的另一面焊接；

将套筒元件套设在经第二连接件连接后的第一连接件外，并将相邻套筒元件之间通过螺栓连接形成套筒整体，以及将套筒元件的两端与两个杆件的法兰板通过螺栓连接。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该方案，刚度高、稳定性好、具有良好的力学性能，实现了螺栓装配化施工，同时构造简单、施工简单，利于推广。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的装配式桁架节点一种实施方式的爆炸图；

图2为图1所示的装配式桁架节点中杆件与杆件端连接件的装配示意图；

图3为图2所示的杆件之间的装配示意图；

图4为图1中套筒元件的结构示意图；

图5为图4所示的套筒元件与杆件装配的部分剖视结构示意图；

图6为扇形肋和螺栓相对位置的示意图；

图7为图1所示的装配式桁架节点的装配示意图；以及

图8为本申请实施例提供的桁架节点的装配方法一种实施方式的流程图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。“多个”表示大于一个。

参考图1至图7所示，本申请实施例中的装配式桁架节点，包括：杆件端连接件，其包括：法兰板2和第一连接件3。第二连接件4；以及套筒，其包括至少两个套筒元件5。杆件端连接件连接杆件1，杆件1之间通过杆件端连接件、第二连接件4以及套筒连接。非限制性的，桁架结构中的杆件为管状(例如各种类型钢管)，管状的杆件1的管壁具有一定的厚度。

在某些实施例中，杆件端连接件与杆件1焊接，每个杆件1的一端连接一杆件端连接件，以进行杆件1之间的装配。第二连接件4和至少两个套筒元件5，与杆件端连接件连接来连接两个杆件1。其中，第二连接件4与两个杆件的第一连接件3螺栓连接，形成两个第一连接件3之间的水平连接。至少两个套筒元件5使得套筒沿能够轴向分开或组合，以使得套筒能够套设在经第二连接件4连接后的两个杆件1的第一连接件3之外，并且套筒元件5之间通过螺栓连接形成套筒整体。

在某些实施例中，杆件1具有两个端面，杆件1的至少一个端面与杆件端连接件焊接。在另一些实施例中，杆件1具有超过两个端面，杆件1的至少部分端面与杆件端连接件焊接。应当理解，本申请实施例对杆件1不作限定，任何桁架结构的杆件都是可行的。非限制性的，本申请实施例的装配式桁架节点尤其适用于大跨空间结构的桁架，但不限于此。

在某些实施例中，参考图2所示，法兰板2具有多个螺栓孔21。该法兰板2的一面被设置为与杆件1的一端面焊接。其中，该多个螺栓孔21位于法兰板2与杆件1之间连接位置的外侧，以使得法兰板2能与套筒元件5的一端螺栓连接。在一些实施例中，法兰板2为圆板，圆板的厚度大于杆件1的壁厚。

在某些实施例中，第一连接件3，具有两个端面和从中心径向延伸的多个连接面31。该第一连接件3的第一端面与法兰板2的另一面焊接，由此形成杆件1与法兰板2和第一连接件3之间的固定连接。多个连接面31之间成预定夹角，相邻的连接面31之间形成扇形空间。在连接配合中，第一连接件3的多个连接面31与第二连接件4抵接并与其通过螺栓连接。第一连接件3的连接面31具有螺栓孔32，螺栓孔32的位置与第二连接件4上的螺栓孔适配，以使得螺栓穿过第一连接件3和第二连接件4的螺栓孔31和32形成螺栓连接。

在某些实施例中，第一连接件3的每个连接面31尺寸相同。在一些实施例中，相邻连接面31之间的夹角相等，例如，在某些实施例中第一连接件3具有三个连接面31，相邻的连接面31之间的夹角均为120°。在一些实施例中，连接面31的厚度大于杆件1的壁厚。但不限于此。

在某些实施例中，第二连接件4包括一个连接边，其为长条形。连接边在连接配合中，与第一连接件3的一个连接面31抵接并与其形成螺栓连接。在某些实施例中，第二连接件4包括两个连接边，两个连接边弯折成预定夹角。第二连接件4连接边的夹角与第一连接件3的相邻连接面31之间的夹角适配，以使得第二连接件4能够设置在第一连接件3相邻的两连接面31围成的扇形空间内，并且两连接边与对应的连接面31抵接。第二连接件4一部分与一杆件1的第一连接件3连接，另一部分与另一杆件1的第一连接件3连接，形成两第一连接件3之间的水平连接。

在某些实施例中，第一连接件3为十字钢，具有四个连接面；第二连接件4为角钢，具有两个连接边。在某些实施例中，法兰板上焊接有十字钢，十字钢厚度大于杆件，十字钢有四个连接面，每个连接面上设置有至少两个螺栓孔，每个连接面的尺寸相同，十字钢的中心与法兰中心一致。角钢上设置螺栓孔，用来连接两个杆件上的十字钢，共四个角钢，四个角钢各尺寸相同。

在某些实施例中，参考图3和图5所示，第二连接件4，具有螺栓孔41，螺栓孔41的位置与第一连接件3的螺栓孔32的位置适配，以使得螺栓穿过两者来形成螺栓连接。在连接配合中，第二连接件4与两个杆件(图3和5中标记为1a和1b)的第一连接件(图3和5中标记为3a和3b)的连接面(图3和5中标记为31a和31b)螺栓连接，形成两个第一连接件3a和3b之间的连接。其中，两个第一连接件3a和3b的第二端面对接，第二连接件4一部分与第一连接件3a连接，另一部分与第一连接件3b连接。

在某些实施例中，第二连接件4的连接边上具有多个螺栓孔41，第一连接件3的连接面31具有至少两个螺栓孔32。该至少两个螺栓孔32等间距分布在连接面31上，多个螺栓孔41等间距分布在第二连接件4的连接边上。在连接配合中，部分螺栓孔41与杆件1连接的第一连接件3的连接面31上的螺栓孔32重合，部分螺栓孔41与另一杆件1连接的第一连接件3的连接面31上的螺栓孔32重合，以使得第二连接件4与两个第一连接件3的连接面31都通过螺栓连接。

在某些实施例中，套筒包括至少两个套筒元件5，该至少两个套筒元件5使得套筒能够轴向分开或组合，其中，套筒分开时便于套设在第一连接件3和第二连接件4之外，组合时形成套筒整体。参考图5和6所示，该至少两个套筒元件5，在连接配合中，套设在第二连接件4和两个杆件的第一连接件3a和3b外。并且，参考图7所示，相邻的套筒元件5之间螺栓连接以组合成套筒整体，并且全部套筒元件5的两端与两个杆件1a和1b的法兰板2a和2b螺栓连接。在一些实施例中，参考图7所示，套筒整体介于两个杆件1的法兰板2之间。

在某些实施例中，参考图1、3和5所示，第二连接件4为角连接件，该角连接件具有成预定夹角的两个连接边。参图3所示，角连接件的两个连接边，在连接配合中，与两个杆件1a和1b的第一连接件3a和3b相邻的两个连接面抵接并螺栓连接，连接配合后局部结构参考图5所示。

在某些实施例中，参考图4所示，套筒元件5的内侧焊接有多个扇形肋6。该多个扇形肋6沿套筒元件轴向分布，每个扇形肋6向套筒的中心延伸。通过该多个扇形肋6约束第一连接件3和第二连接件4的形变。相邻的扇形肋6之间具有预定间距，形成扇形肋6之间的空间，参考图6所示，该空间容纳螺栓7的两端，并且螺栓7与扇形肋6之间具有间隙。在某些实施例中，相邻的扇形肋6之间的间距相等。

在某些实施例中，参考图5和6所示，该多个扇形肋6，在连接配合中，定位在第二连接件4的连接边围成的空间内。扇形肋6的形状和大小，与套筒元件5与第二连接件4之间的围成的扇形空间适配。在一些实施例中，扇形肋6的横向面积小于或等于上述空间的横向面积，以使得扇形肋6与第二连接件4之间形成间隙，以至少便于装配。

在某些实施例中，扇形肋6与套筒元件5焊接。在某些实施例中，扇形肋6与套筒元件5一体成型。本申请实施例对此不作限定。

在某些实施例中，第二连接件4的长度小于两个第一连接件3的长度之和，以使得第二连接件4在装配连接中，其两端与两杆件1的法兰板2之间形成间隙，避免对第一连接件3与法兰板2之间焊接位置的影响。在某些实施例中，两个杆件1的第一连接件3的第二端面相抵接(可具有一定间隔)。

在某些实施例中，参考图3和图5所示，第一连接件3的连接面31的两侧，在连接配合中，分别与第二连接件4抵接，并且该连接面31与其两侧的第二连接件4通过螺栓连接，其中螺栓穿过连接面31及其两侧的第二连接件4的螺栓孔形成螺栓连接。

在某些实施例中，由多个套筒元件5组合而成的套筒的外径等于杆件1的外径。应当理解，此处的“等于”并非数学意义上的等于，在实际实施中具有一定误差。

在某些实施例中，参考图4所示，套筒元件5包括：第一耳板51，具有多个螺栓孔511，被设置为套筒元件之间的螺栓连接；径向向外延伸的第二耳板52，具有多个螺栓孔521，被设置为与法兰板2螺栓连接。其中，第二耳板52上的螺栓孔521的位置与法兰板2上的螺栓孔21的位置适配，以使得螺栓穿过两者来形成螺栓连接。在某些实施例中，第二耳板52为法兰。

在某些实施例中，上述法兰板2、第一连接件3以及套筒的中心相同，但不限于此，本领域技术人员能够根据受力需要进行设置。

下面对桁架节点的装配方法进行说明。参考图8所示，本申请实施例的桁架节点的装配方法包括步骤s802至步骤s804。

步骤s802，将两杆件的第一连接件的多个连接面与第二连接件通过螺栓连接，形成两个第一连接件的水平连接；其中，每个杆件的一端面与法兰板的一面焊接，该第一连接件具有两个端面和从中心向径向延伸的多个连接面，第一连接件的第一端面与法兰板的另一面焊接。

在某些实施例中，杆件和法兰板及第一连接件预先焊接，通过预先焊接，可件降低装配中的工作量。应当理解，本申请实施例并不限于此。

步骤s804，将套筒元件套设在经第二连接件连接后的第一连接件外，并将相邻套筒元件之间通过螺栓连接形成套筒整体，以及将套筒元件的两端与两个杆件的法兰板通过螺栓连接。

在某些实施例中，上述桁架节点的施工方法为：在工厂预制节点的杆件1、法兰板2、第一连接件3、第二连接件4、套筒元件5、扇形肋6，并在工厂将杆件1与法兰板2、第一连接件3按顺序焊接起来，将套筒元件5和扇形肋6焊接在一起。在施工现场，在第二连接件和第一连接件之间、至少两个套筒元件5之间、套筒元件5的两端和法兰板2之间用螺栓7连接。

在某些实施例中，扇形肋6在工厂焊接在套筒元件5上，扇形肋6的尺寸根据套筒元件5与第二连接件4之间的围成的扇形空隙确定，扇形肋6的横向面积小于或等于上述围成的空隙的横向面积，扇形肋6的数量根据连接第一连接件3和第二连接件4的螺栓7的数量确定，每个螺栓两侧都布置扇形肋6，螺栓7与扇形肋6之间有一定间距避免接触，套筒元件5上相同位置扇形肋的横向间距根据第一连接件3和第二连接件4拼装后的厚度确定；同一个套筒元件5上扇形肋6的竖向间距与第二连接件4上的螺栓间距相同，螺栓7之间的扇形肋6位于两个螺栓7的正中部，同一个套筒元件5上最两侧的扇形肋6根据扇形肋6之间的竖向间距确定。

桁架节点的结构可参见本文前述说明，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。