[發明專利]一種適用于大截面桿件的嵌套式螺栓連接節點

在審

• 申請號: 202111153043.X
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114000589A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 譚藝霖柯;趙子斌;林彬添;孫銘;張瑀;張清文;范峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04B7/08;E04B1/58
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

一種適用于大截面桿件的嵌套式螺栓連接節點，屬于空間結構技術領域。本發明解決了現有技術中對于大截面桿件節點連接結構易造成連接剛度差，進而影響空間結構整體的承載力的問題。若干所述節點支桿均焊接在節點主體的外表面且分別與節點主體貫通設置，所述節點主體為球型結構或管型結構，節點主體的內壁加工有支承肋，節點支桿為管型結構；當節點主體為球型結構時，若干待連接的桁架桿對應嵌套安裝在若干節點支桿上，且桁架桿與節點支桿之間通過若干螺栓連接；當節點主體為管型結構時，若干待連接的桁架桿對應嵌套安裝在若干節點支桿上以及節點主體的兩端，且桁架桿與節點支桿之間以及桁架桿與節點主體的兩端之間均通過若干螺栓連接。

技術領域

本發明涉及一種適用于大截面桿件的嵌套式螺栓連接節點，屬于空間結構技術領域。

背景技術

超大跨度城市穹頂的概念提出于2014年，其擬在部分區域上空覆蓋巨型穹頂，隔絕 外部環境，以應對環境變化對城市造成的威脅、節能減排的需要，以及極地科考、太空城市建設的設想。在眾多城市穹頂結構方案中，巨型網格結構被認為是一種較為理想的空間結構體系。其由立體桁架主結構及眾多平板網架或單層網殼子結構組成，其傳力路徑明確，材料利用率高，是一種較為高效的結構體系。相較于傳統采用鋼材的巨型網格結構，鋁合金具有和鋼相當的比剛度和更高的比強度，用于巨型網格結構可以在保證結構強度和剛度的同時，有效降低結構自重和結構初始造價。此外，鋁合金具有耐腐蝕、低溫性能好、無 磁等特點，可以更適用于沿海、極地以及有無磁要求的環境中，同時可以節省結構服役期 間的維護費用。

節點連接空間結構中各部分桿件，是結構的一個重要組成部分。節點形式決定了施工 方式，而節點性能影響著結構整體受力性能。由于鋁合金結構焊接后的強度折減，一般不 采用焊接連接的方式，如公開號為CN212271245U和CN212271208U所公開的適用于鋼桁架下弦轉角處的一種球節點與一種管節點。目前鋁合金空間結構中，通常采用四類節點，分別是：板式(盤式)節點、螺栓球節點、轂式節點，以及鑄鋁節點。對于鋁合金巨型網 格結構的主結構部分(如圖9所示)，通常采用鋁合金圓管或方管作為桿件。由于結構跨 度超過常規空間結構，導致桿件截面也超出常規尺寸。且巨型網格結構桿件的空間方向性 較為多樣，目前沒有適用于此類結構的節點形式，采用常規的連接節點結構易造成節點連 接剛度差，進而影響空間結構整體的承載力。

發明內容

本發明是為了解決現有技術中對于大截面桿件節點連接結構易造成連接剛度差，進而 影響空間結構整體的承載力的問題，進而提供了一種適用于大截面桿件的嵌套式螺栓連接 節點。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種適用于大截面桿件的嵌套式螺栓連接節點，它包括節點主體及若干節點支桿，若 干所述節點支桿均焊接在節點主體的外表面且分別與節點主體貫通設置，所述節點主體為 球型結構或管型結構，節點主體的內壁加工有支承肋，節點支桿為管型結構；

當節點主體為球型結構時，若干待連接的桁架桿對應嵌套安裝在若干節點支桿上，且 桁架桿與節點支桿之間通過若干螺栓連接；

當節點主體為管型結構時，若干待連接的桁架桿對應嵌套安裝在若干節點支桿上以及 節點主體的兩端，且桁架桿與節點支桿之間以及桁架桿與節點主體的兩端之間均通過若干 螺栓連接。

進一步地，桁架桿與節點支桿之間的嵌套位置外部和/或桁架桿與節點主體的兩端之 間的嵌套位置外部還套裝有補強板。

進一步地，每個桁架桿上用于連接節點支桿的若干螺栓以及每個桁架桿上用于連接節 點主體端部的若干螺栓均至少為雙排布置，且每排螺栓均沿桁架桿周向均布。

進一步地，當節點主體為管型結構時，支承肋的數量至少為兩個且沿管型節點主體的 長度方向并排布置。

進一步地，支承肋為環形結構且一體同軸固設在管型節點主體的內壁。

進一步地，當節點主體為球型結構時，其內部呈空心結構。