[發明專利]螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構及其制作方法

有效

• 申請號: 200810053721.3
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN101302775A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 陳志華;劉紅波;王小盾;閆翔宇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E04B1/19
• 分類號: E04B1/19;E04B1/48;E04B1/58
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明涉及一種采用四角錐體系的空間網格結構，更具體地說，涉及一種螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構。

背景技術

空間網格結構以其結構自重輕、跨越空間能力強等優勢，在工業建筑和民用建筑中得到了極大的推廣和應用，其中尤以采用四角錐體系的空間網格結構應用最為廣泛。目前常用的四角錐空間網格結構一般采用螺栓球節點或焊接球節點，上下弦桿及腹桿一般選用鋼管。隨著在工程中的應用，這種結構體系暴露出一些自身的不足，主要表現在以下幾個方面：

1.這種結構體系的節點和構件是分別在工廠制作，然后在現場進行拼裝，因此現場工作量大，構件的工廠化和模塊單元預制程度低，現場施工周期較長，施工成本較高。

2.對于焊接球節點四角錐空間網格結構，現場焊接工作量大，焊接質量不易保證，同時存在一定的焊接應力和變形。

3.采用螺栓球節點的四角錐空間網格結構，現場采用不可見的螺栓連接，對零件制作精度要求高，且由于現場施工誤差等原因容易造成螺栓的“假擰緊”現象，帶來一定的結構安全隱患。

發明內容

為克服上述現有四角錐空間網格結構技術方面的不足，本發明提供一種螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構。

本發明的技術方案如下：

一種螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構，包括四角錐模塊單元、下弦桿、上蓋板、下蓋板、螺栓；其特征是：所述四角錐模塊單元包括上弦桿、斜腹桿、肋板、腹桿頂端板和腹桿底端板，其中斜腹桿在下端與腹桿底端板焊接連接，上端與腹桿頂端板焊接連接，肋板通過焊接設置在腹桿頂端板上，上弦桿與腹桿頂端板焊接連接；所述四角錐模塊單元之間的上弦層通過在上蓋板和腹桿頂端板之間設置螺栓連接；所述四角錐模塊單元之間的上弦桿之間通過螺栓連接；所述四角錐模塊單元在下弦層的節點處，下弦桿、下蓋板和腹桿底端板通設置過螺栓連接，從而構成螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構。

所述螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構的四角錐模塊單元可分為中四角錐模塊單元、邊四角錐模塊單元、角四角錐模塊單元。中四角錐模塊單元的腹桿頂端板外邊緣與上弦桿外邊緣相平，并在腹桿頂端板上設置一個螺栓孔、一個肋板。邊四角錐模塊單元中，位于結構周邊上的兩個腹桿頂端板不與上弦桿外邊緣相平，而是向上弦桿外邊緣凸出，凸出長度約為兩個上弦桿翼緣寬度，且腹桿頂端板上設置兩個螺栓孔和三塊肋板，其余兩個腹桿頂端板的構造與中四角錐模塊單元相同。角四角錐模塊單元中，位于結構周邊上的兩個腹桿頂端板的構造與邊四角錐模塊單元上位于結構周邊上的腹桿頂端板構造構造相同；位于結構內部的腹桿頂端板與中四角錐模塊單元的腹桿頂端板相同；而位于結構角部的腹桿頂端板不與上弦桿外邊緣相平，而是向外上弦桿外邊緣凸出，向外凸出的寬度相當于上弦桿的翼緣寬度，即當角四角錐模塊單元的上弦桿現場拼裝完周邊槽鋼時，上弦桿的外邊緣宜與腹桿頂端板相平，且位于結構角部的腹桿頂端板上設置一塊肋板，不設置螺栓孔。對于角四角錐模塊單元，當現場拼裝完周邊槽鋼時，需在周邊槽鋼的角部焊接一塊肋板。對于角四角錐模塊單元而言，其所有部件的組裝可在工廠預制完成。

所述螺栓連接預制裝配四角錐空間網格結構，通過支座節點固定在下部支承結構上。支座可分為下弦支座和上弦支座，上弦支座又可分為上弦邊支座和上弦角支座。下弦支座包括支座肋板、支座底板、肋管；支座肋板與下蓋板之間、肋管與下蓋板之間可通過焊接連接；支座肋板與支座底板之間、肋管與支座底板之間可通過焊接連接，上述焊接可在工廠完成，即在工廠將下蓋板、支座肋板、支座底板和肋管焊接成一個單元。上弦邊支座包括支座肋板、支座底板；支座肋板與腹桿頂端板之間、支座肋板與支座底板之間通過焊接連接，其支座肋板與腹桿頂端板之間的焊接、支座肋板與支座底板之間連接可在工廠預制完成。上弦角支座包括支座肋板、支座底板；支座肋板與腹桿頂端板之間、支座肋板與支座底板之間通過焊接連接，其所有焊接可在工廠完成。

位于螺栓連接預制四角錐空間網格結構周邊的四角錐模塊單元在現場拼裝時，需在周邊上弦桿上增設一條周邊槽鋼，以增加上弦桿的剛度和強度。

所述上弦和下弦桿可由槽鋼、角鋼、鋼板、矩形鋼管中的任一種構成；斜腹桿可由鋼管、角鋼構成；螺栓為普通螺栓。