[发明专利]一种单层铝合金网壳箱型模块化拼装节点及其施工工艺

说明书

本发明公开一种单层铝合金网壳箱型模块化拼装节点，包括六个五面体半封闭箱体结构和一个中心加强环，所述五面体半封闭箱体结构，包括顶板、底板、左侧板、右侧板、后背板；其中上面板、下面板为扇形，所述中心加强环为六边形空心棱柱体，所述六个五面体半封闭箱体结构和中心加强环的各个面设有连接孔，六个五面体半封闭箱体结构的后背板分别与中心加强环的六个侧板连接。本发明显著增强了节点的抗弯和抗剪承载力，提高了节点的刚度及网壳的整体稳定性，从而可应用于更大跨度的单层铝合金网壳结构。同时，本发明将连接节点设计成若干个整体的箱型“模块化节点”，这种模块化节点具有高度的“通用性”，使安装更为便捷。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种空间网格结构节点，尤其涉及一种单层铝合金网壳箱型模块化拼装节点及其施工工艺。

背景技术

相较于钢网壳结构，铝合金网壳具有自重轻、耐腐蚀等特点，被广泛应用于游泳馆等对耐腐蚀要求较高的建筑中。单层铝合金网壳的连接节点是该类结构的关键部件。

由于现有的传统铝合金板式节点，通常仅用上下两块圆形盖板，连接Ｈ型铝合金梁的翼缘，而腹板在节点域内是不连续的，因此传统节点仅依靠上下盖板，传递节点所承受的弯矩和有限的剪力，不能为结构提供足够大的承载力和整体刚度，导致网壳的结构跨度受到限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种单层铝合金网壳箱型模块化拼装节点及其施工工艺，承载力更高，安装更方便，组合方式更多样。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种单层铝合金网壳箱型模块化拼装节点，包括六个五面体半封闭箱体结构和一个中心加强环，所述五面体半封闭箱体结构，包括顶板、底板、左侧板、右侧板、后背板；其中上面板、下面板为扇形，所述中心加强环为六边形空心棱柱体，所述六个五面体半封闭箱体结构和中心加强环的各个面设有连接孔，六个五面体半封闭箱体结构的后背板分别与中心加强环的六个侧板连接。

一种单层铝合金网壳箱型模块化拼装节点的施工工艺，包括以下步骤：

（1）首先在工厂用3个铝合金工字型梁与3个五面体半封闭箱体结构构成一个封闭的三角形单元，上面板和下面板的连接孔分别与铝合金工字型梁的上下翼缘孔通过螺栓连接，左侧板和右侧板上的连接孔与铝合金工字型梁的腹板孔通过螺栓连接，然后将这些三角形单元运至施工现场；

（2）在地面将3个三角形单元用3个节点与中心加强环连接，并在外围再用3个节点将3根槽形梁连接成六边形单元；

（3）将六边形单元之间的槽形梁相互连接，形成扩大化模块单元，将扩大化模块单元进行现场吊装，在吊装过程中即把相应的扩大化模块单元槽形梁之间的腹板通过螺栓连接，每6个六边形单元连接后形成一个调整区域，

（4）在调整区域中，用六根工字形调整梁的固定端与节点形成腹板、翼缘的螺栓连接，再用12个节点将工字形调整梁的可调整端腹板、翼缘螺栓连接，同时将周围6个六边形单元中的工字形梁的翼缘和腹板固定。完成之后，将7个中心加强环嵌入调整区域中形成的7块中央节点区域，分别与周围的6个节点通过螺栓连接，以增强网壳结构的整体刚度；

（5）重复上述步骤，逐渐扩大拼装范围，最终完成整个网壳的施工过程，通过不同形式的扩大化模块单元可满足不同的边界支座形式。

作为本发明的一种改进，所述五面体半封闭箱体结构及中心加强环的材质均为铝合金，通过机械加工或铸造成型。

作为本发明的一种改进，所述中心加强环为六边形空心棱柱体，六个侧板均开孔，后背板上的连接孔与中心加强环上的孔通过螺栓连接。

作为本发明的一种改进，所述五面体半封闭箱体结构的高度与中心加强环的高度相等，也与铝合金梁的腹板高度相等。