一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点，包括中心立柱，中心立柱设置在上下两块圆盘盖板之间，上下两块圆盘盖板和中心立柱通过对拉螺栓连接在一起；工字型铝合金杆件在靠近中心立柱的端部设有腹板凸出部，在腹板凸出部靠近中心立柱的一端设有杆端嵌入榫；在中心立柱上沿其径向设有与腹板凸出部吻合的嵌入槽，嵌入槽的底部是与杆端嵌入榫吻合的嵌入卯；工字型铝合金杆件的翼缘板与圆盘盖板采用高强螺栓连接，工字型铝合金杆件的翼缘板在螺栓连接区域是加宽部，在翼缘板加宽部与未变宽度的翼缘板之间设有过渡段。本发明能够增强现有圆盘盖板节点的抗拉强度，提升其抗拉性能。
【专利说明】
一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点
技术领域
[0001]本发明涉及一种铝合金空间结构节点，特别是一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点。
【背景技术】
[0002]铝合金材料属于一种新型建筑材料，具有自重轻、比强度高、美观、耐腐蚀性能好、可以挤压成型等优点，最初在航空航天领域被广泛应用，随后该种材料被引入到了土木工程领域，亦被广泛推广。铝合金与钢材相比，密度仅为钢材的1/3，轻盈的结构体系有利于抗震设计，同时自重的降低减小了下部支座的负担，这一优势在大跨度空间结构中更为明显，尤其是在大跨度空间结构快速发展的今天，铝合金正体现出它的优越性，有着广阔的发展前景。
[0003]国内对于铝合金的研究起步较晚，国外的研究始于50年代，目前的研究成果相对成熟。近年来，我国对铝合金的研究步伐正在加快，研究内容也越来越深入广泛，国内已经建成了 10余座大型铝合金空间结构。如今，铝合金结构已经成为仅次于钢结构的重要建筑结构。
[0004]对于一个空间结构来说，空间结构是否稳定、施工安装是否方便、造价高低是否符合要求都与节点存在密切联系。目前，在铝合金空间结构中应用最为广泛的节点为铝合金圆盘盖板节点(又称TEMCOR节点)，这种节点在上下翼缘处分别放置一个盖板，相连杆件在上下翼缘处各通过8颗不锈钢紧固螺栓与盖板连接，大多数的节点上连接六根不锈钢工字型截面杆件，从而形成空间结构。
[0005]但是圆盘盖板节点仍存在不足之处，由于盖板仅通过螺栓与杆件翼缘连接，因此节点的抗剪性能很差。由于螺栓孔的存在，无论是杆件还是盖板都在螺栓孔的边缘存在应力集中现象，并从圆盘盖板外边缘往节点中心逐步减轻，因此在节点使用过程中结构的破坏往往发生在应力集中最大的位置，即盖板外边缘处发生，削弱了杆件的抗拉承载力，从而出现了 “强构件，弱节点”的现象。这一现象违背了工程设计的“强节点，弱构件”的要求，因此需要对圆盘盖板节点进行改进优化，以保证工程结构在使用过程中的稳定和安全。
【发明内容】
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点，该节点能够加强现有圆盘盖板节点的抗拉强度，提升其抗拉性能，以保证其满足工程设计关于“强节点，弱构件”的要求，保证工程结构的稳定性与安全性。
[0007]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板和工字型铝合金杆件，该节点还包括中心立柱，所述中心立柱设置在上下两块所述圆盘盖板之间，上下两块所述圆盘盖板和所述中心立柱通过对拉螺栓连接在一起;所述工字型铝合金杆件在靠近所述中心立柱的端部设有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱的一端设有杆端嵌入榫;在所述中心立柱上沿其径向设有与所述腹板凸出部吻合的嵌入槽，所述嵌入槽的底部是与所述杆端嵌入榫吻合的嵌入卯;所述工字型铝合金杆件的翼缘板与所述圆盘盖板采用高强螺栓连接，所述工字型铝合金杆件的翼缘板在螺栓连接区域是加宽部，在翼缘板加宽部与未变宽度的翼缘板之间设有过渡段。
[0008]所述过渡段与所述未变宽度的翼缘板之间的夹角α= 120°?150°。
[0009]本发明具有的优点和积极效果是:通过采用加宽工字型铝合金杆件的翼缘板螺栓连接区以及使工字型铝合金杆件与中心立柱采用榫卯嵌合连接的结构，增强了现有圆盘盖板节点的抗拉强度，提升了其抗拉性能，以保证其满足工程设计关于“强节点，弱构件”的要求，保证工程结构的稳定性与安全性。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的三维示意图；
[0011]图2为本发明的三维拆分示意图；
[0012]图3为本发明的工字型铝合金杆件翼缘加宽示意图；
[0013]图4为本发明的工字型铝合金杆件和中心立柱嵌入连接的立体示意图；
[0014]图5为本发明的工字型铝合金杆件和中心立柱嵌入连接的俯视示意图；
[0015]图6为本发明的圆盘盖板示意图。
[0016]图中:1、对拉螺栓，2、高强螺栓，3、圆盘盖板，4、工字型铝合金杆件，5、中心立柱；
6、杆端嵌入榫;7、嵌入槽;8、嵌入卯;9、翼缘板加宽部;10、过渡段。
【具体实施方式】
[0017]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0018]请参阅图1?图6，一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板3和工字型铝合金杆件4，该节点还包括中心立柱5，所述中心立柱5设置在上下两块所述圆盘盖板3之间，上下两块所述圆盘盖板3和所述中心立柱5通过对拉螺栓I连接在一起。
[0019]所述工字型铝合金杆件4在靠近所述中心立柱5的端部设有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱5的一端设有杆端嵌入榫6;在所述中心立柱5上沿其径向设有与所述腹板凸出部吻合的嵌入槽7，所述嵌入槽7的底部是与所述杆端嵌入榫6吻合的嵌入卯8。
[0020]所述工字型铝合金杆件4的翼缘板与所述圆盘盖板3采用高强螺栓2连接，所述工字型铝合金杆件4的翼缘板在螺栓连接区域是加宽部，在翼缘板加宽部9与未变宽度的翼缘板之间设有过渡段10。
[0021]在本实施例中，为了保证过渡段10在起始位置和终止位置的应力集中系数不变，应使所述过渡段10与所述未变宽度的翼缘板之间的夹角α = 120°?150°为宜。
[0022]为了更好地说明本发明的实施方式，现举一应用实例进行说明:
[0023]上述连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点在某工程中应用，工字型铝合金杆件4的尺寸为400*280*15*10，则Ii = 280mm，根据受力分析和相关计算，确定12 = 338mm，倒角α取 150°，则过渡区域的长度d= (h-lD/taW 180° -a) = (338_280)/tan(180° -150° )=100mm。之后根据节点受力大小确定上下圆盘盖板3的半径和厚度以及使用的高强螺栓2的个数和种类，并根据构造要求确定其他的尺寸。
[0024]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点，包括上下两块圆盘盖板和工字型铝合金杆件，其特征在于，该节点还包括中心立柱，所述中心立柱设置在上下两块所述圆盘盖板之间，上下两块所述圆盘盖板和所述中心立柱通过对拉螺栓连接在一起;所述工字型铝合金杆件在靠近所述中心立柱的端部设有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱的一端设有杆端嵌入榫;在所述中心立柱上沿其径向设有与所述腹板凸出部吻合的嵌入槽，所述嵌入槽的底部是与所述杆端嵌入榫吻合的嵌入卯；所述工字型铝合金杆件的翼缘板与所述圆盘盖板采用高强螺栓连接，所述工字型铝合金杆件的翼缘板在螺栓连接区域是加宽部，在翼缘板加宽部与未变宽度的翼缘板之间设有过渡段。2.根据权利要求1所述的连接杆件翼缘加宽型铝合金空间结构节点，其特征在于，所述过渡段与所述未变宽度的翼缘板之间的夹角α = 120°?150°。
【文档编号】E04B1/24GK106013438SQ201610511899
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】刘红波, 孟祎, 陈志华, 王霄翔
【申请人】天津大学