[發明專利]圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點

在審

• 申請號: 201910546383.5
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110318461A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 閆亞杰;聶云靖;雷宏剛;杜彬;雒程
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E04B1/19
• 分類號: E04B1/19;E04B1/58
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本發明公開了一種圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點，該節點包括鼓形球面殼和N個連接組件，每個連接組件包括曲面歐式螺母、網架用高強度螺栓、套筒、封板（或錐頭）和圓鋼管桿件。根據支撐體系中節點所處的位置不同，分為角鼓、半鼓和全鼓三種形式。實際應用時確定網架用高強度螺栓的規格選定節點的各組成零件的幾何尺寸及節點的受拉、受壓承載力。圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點的傳力明確，理論分析與實際受力誤差小；無偏心、可微調，受力性能可靠；采用螺栓連接，安裝高效；無外凸，方便墻板安裝及室內裝修。

技術領域

本發明屬于土木工程建筑領域，具體為一種圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點。

背景技術

在空間鋼管結構中，最為常見的節點有焊接空心球節點和螺栓球節點。焊接空心球節點是將桿件直接與空心球焊接，空心球無方向性，可以與任意方向的桿件相連，只要鋼管切割面與桿件軸線垂直，桿件就能在球心自然對中，不會出現偏心連接，節點傳力明確。但焊接空心球節點在焊腳處易出現應力集中現象，且施工現場需要大量高空焊接工作，較難保證節點質量。螺栓球節點是通過高強度螺栓將桿件與節點相連，施工方便快捷，各構件可實現標準化設計，滿足建筑工業化和生產化要求。但螺栓球節點自重較大，對加工精度要求較高，安裝偏差很容易造成桿件偏心受力，在安裝過程中容易出現“欠擰”和“假擰”的現象，影響節點承載能力。

根據焊接空心球節點、螺栓球節點分別具有對中方便、安裝高效等特點，設計出一種適用于圓鋼管支撐螺栓連接節點，實現圓鋼管支撐的裝配化。

發明內容

本發明為了解決上述兩種節點存在的應力集中現象明顯，影響節點承載能力，節點加工精度要求高，施工過程復雜等問題，進而設計出圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點，包括鼓形球面殼和多個連接組件。

所述鼓形球面殼通過位于上下兩端的圓形平面蓋板之間采用球形連接面構成；位于上端或者下端的圓形平面蓋板中央開有安裝孔，所述球形連接面上開有一個或者多個連接孔，多個連接孔中心位于同一連接平面。

所述連接組件包括曲面歐式螺母、網架用高強度螺栓、套筒、封板或者錐頭、圓鋼管桿件，所述圓鋼管桿件的一端通過封板或者錐頭預裝網架用高強度螺栓，所述套筒通過緊固螺釘固定套裝于網架用高強度螺栓上，所述網架用高強度螺栓自由端穿過鼓形球面殼的球形連接面上的連接孔后通過曲面歐式螺母固定。

多個連接組件在鼓形球面殼的球形連接面上居中環繞布置。

使用時，該圓鋼管支撐連接用螺栓鼓形球面殼節點作為平面連接節點，裝配時，通過安裝孔將曲面歐式螺母定位于球形連接曲面的連接孔處，套筒通過緊固螺釘固定連接在預置好的網架用高強度螺栓上，使用曲面歐式螺母和網架用高強度螺栓將圓鋼管桿件與鼓形球面殼固定連接，N個連接組件在鼓形球面殼的外表面居中環繞布置。

本發明具有的有益效果如下：

1、該連接節點傳力明確，誤差小。

當圓鋼管桿件受拉力時，節點傳力路線為：拉力→鋼管→錐頭或封板→螺栓→螺母→鼓形球面殼；當圓鋼管桿件受拉力時，其傳力路線為：壓力→鋼管→錐頭或封板→套筒→鼓形球面殼。

2、該連接節點對中方便，無偏心。

圓鋼管桿件交匯于鼓形球面殼，因球面獨特的對中性能，方便每根圓鋼管桿件的軸線交于球心，不會出現節點偏心受力。

3、連接孔可微調，容易連。

在每根圓鋼管對應位置，鼓形球面殼開孔直徑比網架用高強度螺栓直徑大2mm，圓鋼管安裝時，可繞球心360°微調，確保每根桿件順利安裝。

4、螺栓連接，效率高。