一种装配式空间结构桁架半球杯状节点的制作方法

1.本实用新型涉及建筑钢结构技术领域，具体涉及一种装配式空间结构桁架半球杯状节点。


背景技术：

2.目前规范、技术成熟的桁架节点是焊接的，存在以下技术问题：
3.(1)例如焊接球节点，以及类似的螺栓球节点，原则上都是二力杆，二力杆只承受压力和拉力，不传递弯矩，无法适应较大跨度装配式桁架的技术应用；
4.(2)施工现场不可避免地存在焊接缺陷，以及施工时间长等技术问题。
5.为此，我们提出一种装配式空间结构桁架半球杯状节点。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，克服了现有技术的不足，设计合理，安装方便，解决了现有焊接式的桁架节点无法适应较大跨度装配式桁架的技术应用。
8.(二)技术方案
9.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
10.一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：包括杯状筒体、弦杆和腹杆，杯状筒体的封闭端为外凸的半球体结构，杯状筒体与弦杆之间设置有连接件，连接件一端插装于弦杆内并通过螺栓与弦杆可拆卸连接、其另一端通过内凹弧面与筒体贴合并通过螺栓与筒体可拆卸连接，杯状筒体与腹杆之间设置有封堵件，封堵件一端与腹杆螺纹连接、另一端通过凹球面与半球体贴合并通过螺栓与半球可拆卸连接。
11.进一步的，所述半球体结构为空心半球体结构或实心半球体结构。
12.进一步的，所述封堵件为封板或锥头，所述封堵件与腹杆焊接固定；
13.或者，所述腹杆的端部焊接固定有转接接头，所述封堵件与转接接头螺纹连接。
14.进一步的，螺栓的头部置于杯状筒体内、其螺杆依次穿过弧面平垫、杯状筒体后与连接件螺纹连接，弧面平垫通过外凸弧面与杯状筒体的内侧壁贴合。
15.进一步的，螺栓的头部置于半球体结构内部、其螺杆依次穿过球面平垫、半球体结构后与封堵件螺纹连接，所述球面平垫的外凸球面与半球体结构的内侧壁贴合；
16.或者，螺栓的头部置于腹杆内部、其螺杆依次穿过封堵件、套筒后与半球体结构螺纹连接，螺栓的螺杆侧部设有长条槽，套筒上设有销钉，所述销钉穿过套筒后伸入长条槽内。
17.更进一步的，所述半球体结构的外侧壁对应封堵件设有球缺面，所述球缺面与套筒端面为平面贴合。
18.进一步的，螺栓为高强螺栓。
19.进一步的，所述杯状筒体的内部设有十字加劲板、开口处设有盖板，所述十字加劲板的四周端部通过外凸弧面与杯状筒体的内侧壁贴合并通过由外而内设置的螺栓与杯状筒体可拆卸连接，所述盖板抵靠于加强筋上端并通过螺栓与十字加劲板可拆卸连接。
20.更进一步的，所述十字加劲板和盖板的高度之和与杯状筒体的直筒主体高度相等。
21.更进一步的，所述十字加劲板和弦杆沿杯状筒体的圆周方向交错设置。
22.(三)有益效果
23.本实用新型提供了一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，具备以下有益效果：
24.1、弦杆端部的连接件与筒体之间、腹杆端部的封堵件与半球之间，均在端面贴合增加接触面的基础上再采用高强螺栓连接，结构强度高，能够有效传递杆件弯矩，可实现大跨度桁架装配式安装，效率显著提高，施工周期大大缩短。
25.2、杯状筒体既可以实现节点刚接，实现装配化，又可以缩小节点体量，增加空间利用率。
26.3、该节点的各个零部件，例如杯状筒体、连接件、转接接头、锥头、封板、球面平垫、弧面平垫等，都可采用浇铸或模具热锻加工工艺生产，再根据设计要求钻孔，能够实现标准化量产，有利于成本控制和市场量化推广；另外，成品锥头、封板即为标准件，经热处理加工后更能达到高强螺母的机械性能。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
28.图2为实施例1中弦杆、腹杆与杯状筒体的装配示意图；
29.图3为实施例1中杯状筒体与十字加劲板、盖板配合的结构示意图；
30.图4为实施例1中杯状筒体与弦杆、十字加劲板配合的俯视结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例2的结构示意图；
32.图6为实施例2中腹杆、转接接头、螺栓、锥头、套筒和销钉的装配示意图；
33.图7为本实用新型实施例3的结构示意图。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.实施例1
36.参照附图1-4，一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，包括杯状筒体1、弦杆2和腹杆3，杯状筒体1的封闭端1-1为外凸的空心半球体结构，杯状筒体1与弦杆2之间设置有连接件4，连接件一端的凸止口4-1插装于弦杆2内并通过第一螺栓7与弦杆2可拆卸连接、其另一端通过内凹弧面与杯状筒体1的外侧壁贴合并通过第二螺栓8与杯状筒体1可拆卸连接，具体的，第二螺栓8的头部置于杯状筒体1内、其螺杆部位由内而外依次穿过弧面平垫9、杯
状筒体1后与连接件4螺纹连接，弧形垫片9通过外凸弧面与杯状筒体1的内侧壁贴合，杯状筒体1与腹杆3之间设置有封堵件(封板5或锥头6)，封堵件一端与腹杆3端部焊接固定的转接接头12螺纹连接、另一端通过凹球面与半球体贴合，第三螺栓10的头部置于被球体结构的腔体1内、其螺杆部位由内而外依次贯穿球面平垫11、半球体结构后与封堵件螺纹连接。
37.所述杯状筒体1的内部设有十字加劲板13、开口处设有盖板15，所述十字加劲板13的四周端部通过外凸弧面与杯状筒体1的内侧壁贴合，待弦杆、腹杆螺栓紧固后，再通过由外而内设置的第四螺栓14将十字加劲板13与杯状筒体1可拆卸连接，所述盖板15抵靠于十字加劲板上端并通过第五螺栓20与十字加劲板13可拆卸连接。所述十字加劲板13和盖板15的高度之和与杯状筒体1的直筒主体高度相等，并且所述十字加劲板13和弦杆沿杯状筒体1的圆周方向交错设置。十字加劲板13在第四螺栓14的紧固作用下与杯状筒体1紧密贴合，防止杆件内力过大引起杯状筒体1塑性变形。盖板15对杯状筒体1开口端形成封闭防护。
38.该实施例中，弦杆2顶部的第一螺栓7采用沉头螺栓，能够实现结构表面平整，方便屋面材料无障碍装配。
39.实施例2
40.如图5、图6所示，实施例2与实施例1的主要区别如下：
41.(1)第三螺栓10由第六螺栓19替代，第六螺栓19的头部置于腹杆3内部、其螺杆依次穿过封堵件(封板5或锥头6)、套筒17后与半球体结构螺纹连接，第六螺栓19的螺杆侧部设有长条槽19a，套筒17上设有销钉18，所述销钉18穿过套筒17后伸入长条槽内19a内，以实现通过套筒17带动第六螺栓19旋转。
42.该实施例中，半球体结构为半实心或实心结构。
43.(2)所述半球体结构的外侧壁对应封堵件设有球缺面，所述球缺面与套筒端面为平面贴合。球缺面的设置，能够解决套筒和半球体结构不能完全接触的问题，而套筒和半球体结构接触面贴合后，能够增加接触面积，提高抗压强度。
44.实施例3
45.如图7所示，实施例3与实施2的主要区别如下：腹杆端部省略了转接接头，腹杆与封堵件直接焊接固定。
46.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
47.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：包括杯状筒体、弦杆和腹杆，杯状筒体的封闭端为外凸的半球体结构，杯状筒体与弦杆之间设置有连接件，连接件一端插装于弦杆内并通过螺栓与弦杆可拆卸连接、其另一端通过内凹弧面与筒体贴合并通过螺栓与筒体可拆卸连接，杯状筒体与腹杆之间设置有封堵件，封堵件一端与腹杆螺纹连接、另一端通过凹球面与半球体贴合并通过螺栓与半球可拆卸连接。2.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：所述封堵件为封板或锥头，所述封堵件与腹杆焊接固定；或者，所述腹杆的端部焊接固定有转接接头，所述封堵件与转接接头螺纹连接。3.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：螺栓的头部置于半球体结构内部、其螺杆依次穿过球面平垫、半球体结构后与封堵件螺纹连接，所述球面平垫的外凸球面与半球体结构的内侧壁贴合；或者，螺栓的头部置于腹杆内部、其螺杆依次穿过封堵件、套筒后与半球体结构螺纹连接，螺栓的螺杆侧部设有长条槽，套筒上设有销钉，所述销钉穿过套筒后伸入长条槽内。4.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：螺栓的头部置于杯状筒体内、其螺杆依次穿过弧面平垫、杯状筒体后与连接件螺纹连接，弧面平垫通过外凸弧面与杯状筒体的内侧壁贴合。5.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：所述半球体结构为空心半球体结构或实心半球体结构。6.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：所述半球体结构的外侧壁对应封堵件设有球缺面，所述球缺面与套筒端面为平面贴合。7.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：螺栓为高强螺栓。8.如权利要求1所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：所述杯状筒体的内部设有十字加劲板、开口处设有盖板，所述十字加劲板的四周端部通过外凸弧面与杯状筒体的内侧壁贴合并通过由外而内设置的螺栓与杯状筒体可拆卸连接，所述盖板抵靠于加强筋上端并通过螺栓与十字加劲板可拆卸连接。9.如权利要求8所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：所述十字加劲板和盖板的高度之和与杯状筒体的直筒主体高度相等。10.如权利要求8所述的一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：所述十字加劲板和弦杆沿杯状筒体的圆周方向交错设置。

技术总结
本实用新型涉及建筑钢结构技术领域，提供了一种装配式空间结构桁架半球杯状节点，其特征在于：包括杯状筒体、弦杆和腹杆，杯状筒体的封闭端为外凸的半球体结构，杯状筒体与弦杆之间设置有连接件，连接件一端插装于弦杆内并通过螺栓与弦杆可拆卸连接、其另一端通过内凹弧面与筒体贴合并通过螺栓与筒体可拆卸连接，杯状筒体与腹杆之间设置有封堵件，封堵件一端与腹杆螺纹连接、另一端通过凹球面与半球体贴合并通过螺栓与半球可拆卸连接。本实用新型的节点，弦杆端部的连接件与筒体之间、腹杆端部的封堵件与半球之间，均在端面贴合增加接触面的基础上再采用高强螺栓连接，结构强度高，能够有效传递杆件弯矩，适合较大跨度装配式桁架的技术应用。技术应用。技术应用。


技术研发人员：周枭 周波 徐起 郑庆浪 张博新 于洪雨
受保护的技术使用者：无锡周博建筑设计有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/20