[實用新型]一種網殼節點

有效

• 申請號: 201520454636.3
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN204959988U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 鄭亮;邵曉波;涂禮松;田子童;劉杰鋒;郭紫燕;韓云山;程志
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/98
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 吳立

技術領域

本實用新型涉及一種大跨度空間結構鋼與混凝土組合節點，屬于建筑結構工程技術領域。

背景技術

大跨度空間結構系以桿件為基礎，按一定規律組成網格結構，由多根桿件按照一定的網格形式通過節點連結而成的空間結構。構成網架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體和截頭四角錐等，由這些基本單元可組合成平面形狀的三邊形，四邊形，六邊形，圓形或其他任何形體。這種結構具有空間受力大、重量輕、剛度大、抗震性能好等優點，可用作體育館、影劇院、展覽廳、候車廳、體育場看臺雨篷、飛機庫、雙向大柱網架結構距車間等建筑的屋蓋，目前在國內外得到廣闊應用和發展。其中節點是大跨度空間結構的最為重要的傳力構件，節點的受力較為復雜，受到多個方向的拉力、壓力、剪力和彎矩的共同作用。大跨度空間結構的節點形式有焊接球形節點、螺栓球節點和相貫節點等幾種形式。焊接球形節點可以承受拉力、壓力、剪力和彎矩的共同作用，當節點處承擔較大的彎矩作用時，焊接球是否能達到完全理想的剛接還有待進一步研究。螺栓球連接節點剛度較弱，相當于鉸接，只能承受軸向的拉壓力，無法承受彎矩的作用。相貫節點造成主管的壁厚和直徑較大，其節點也不能達到完全理想的剛接。

實用新型內容

本實用新型克服現有技術存在的不足，旨在為大跨度空間結構提供一種質量輕、剛度大、強度高且變形小的鋼與混凝土組合節點。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種大跨度空間結構鋼與混凝土組合節點，包括空心的結構主體，在結構主體內澆筑混凝土，待混凝土完全凝固后，混凝土與主體結構形成一體的剛性結構，強度大，剛性好，結構主體的外壁上固定連接有多根連接管，如腹桿、弦桿或腹桿與弦桿的結合，多根連接管與其他的節點連接，通過多個節點之間的連接，形成網架或網殼。

在授權公告號為“CN102733493B”、實用新型名稱為“鋼管混凝土桁架防脫粘節點及其施工方法”的專利文件中，公開了一種通過主管向支管內灌注混凝土的結構和施工方式，保證主管與支管之間的連接強度和密實性，解決了傳統鋼管混凝土桁架只在主管內部填充混凝土而造成的節點區混凝土與鋼管內壁容易發生脫粘的問題，提高了節點的承載能力，但是這種結構的質量重，主管和支管內均填充有混凝土，桁架質量大，不適用于大跨度空間結構。本實用新型只在節點內填充混凝土，不僅提高節點的結構強度和剛度，而且減小了空間結構的重量（由于混凝土的容重為25KN/m³，鋼的容重為78KN/m³，相對于實心鋼節點，本實用新型的強度和剛度相差無幾，但重量卻小很多）。另外，本實用新型的加工周期短，成本低，能夠滿足大型鋼結構的強度需求。

在授權公告號為“CN102002981B”、發明名稱為“鋼半球內筑混凝土節點及其施工方法”的專利文件中，公開了一種鋼半球內筑混凝土節點及其施工方法，其技術方案為：節點構件由扣置的殼狀鋼半球、圓形封底底板、連接下部建筑結構的鋼骨柱和連接上部建筑結構的牛腿四部分連接而成，牛腿的一端連接在殼狀鋼半球的殼體外圍，另一端與上部建筑結構連接，殼狀鋼半球的底面焊接有圓形封底底板，圓形封底底板中心開有灌注孔，所述殼狀鋼半球的殼體內部通過灌注孔澆注有混凝土，圓形封底底板與鋼骨柱的頂面焊接，所述鋼骨柱的鋼骨包括頂面的圓形支撐頂板和下面與之焊接的十字肋板鋼骨，圓形支撐頂板的中心開的澆注孔。僅解決了混凝土柱向鋼結構支撐過渡的固定支座問題，與本實用新型的增加節點強度和剛度也不相同，上述的專利文件中也沒有任何關于如何增強鋼結構節點強度和剛度的技術方案，本申請通過在空心結構體內灌注混凝土，很好地解決了空心鋼節點剛度和強度差的問題。

其中，為了降低制造成本，考慮到取材的方便性和通用性，結構主體選用市場上通用的空心鋼管，空心鋼管的側板均與截面積漸變的空心過渡件固定連接，過渡件的大口端與空心管的開端口截面相同并固定對接，過渡件的小口端與連接管端口截面相同并固定對接，過渡件與空心管之間無縫連接，保證節點與過渡件之間的連接強度。

其中，結構主體的內腔設置有襯管，所述襯管與結構主體同心設置，且襯管的長度與結構主體的長度相同，所述結構主體的兩端均焊接有端蓋，所述端蓋、襯管外壁與結構主體內壁之間形成密封空腔，所述襯管內灌注有混凝土，所述襯管的外壁與結構主體的內壁之間灌注有混凝土，所述結構主體的外壁上固定連接有多根連接管，保證節點整體的結構強度，避免因過渡件的強度不夠而引起節點整體變形，提高鋼結構整體的穩定性和安全性。