[发明专利]一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点

说明书

一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，属于空间结构技术领域。本发明解决了现有技术中对于大截面杆件节点连接结构易造成连接刚度差，进而影响空间结构整体的承载力的问题。若干所述节点支杆均焊接在节点主体的外表面且分别与节点主体贯通设置，所述节点主体为球型结构或管型结构，节点主体的内壁加工有支承肋，节点支杆为管型结构；当节点主体为球型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上，且桁架杆与节点支杆之间通过若干螺栓连接；当节点主体为管型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上以及节点主体的两端，且桁架杆与节点支杆之间以及桁架杆与节点主体的两端之间均通过若干螺栓连接。

技术领域

本发明涉及一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，属于空间结构技术领域。

背景技术

超大跨度城市穹顶的概念提出于2014年，其拟在部分区域上空覆盖巨型穹顶，隔绝 外部环境，以应对环境变化对城市造成的威胁、节能减排的需要，以及极地科考、太空城市建设的设想。在众多城市穹顶结构方案中，巨型网格结构被认为是一种较为理想的空间结构体系。其由立体桁架主结构及众多平板网架或单层网壳子结构组成，其传力路径明确，材料利用率高，是一种较为高效的结构体系。相较于传统采用钢材的巨型网格结构，铝合金具有和钢相当的比刚度和更高的比强度，用于巨型网格结构可以在保证结构强度和刚度的同时，有效降低结构自重和结构初始造价。此外，铝合金具有耐腐蚀、低温性能好、无 磁等特点，可以更适用于沿海、极地以及有无磁要求的环境中，同时可以节省结构服役期 间的维护费用。

节点连接空间结构中各部分杆件，是结构的一个重要组成部分。节点形式决定了施工 方式，而节点性能影响着结构整体受力性能。由于铝合金结构焊接后的强度折减，一般不 采用焊接连接的方式，如公开号为CN212271245U和CN212271208U所公开的适用于钢桁架下弦转角处的一种球节点与一种管节点。目前铝合金空间结构中，通常采用四类节点，分别是：板式(盘式)节点、螺栓球节点、毂式节点，以及铸铝节点。对于铝合金巨型网 格结构的主结构部分(如图9所示)，通常采用铝合金圆管或方管作为杆件。由于结构跨 度超过常规空间结构，导致杆件截面也超出常规尺寸。且巨型网格结构杆件的空间方向性 较为多样，目前没有适用于此类结构的节点形式，采用常规的连接节点结构易造成节点连 接刚度差，进而影响空间结构整体的承载力。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中对于大截面杆件节点连接结构易造成连接刚度差，进而 影响空间结构整体的承载力的问题，进而提供了一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接 节点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于大截面杆件的嵌套式螺栓连接节点，它包括节点主体及若干节点支杆，若 干所述节点支杆均焊接在节点主体的外表面且分别与节点主体贯通设置，所述节点主体为 球型结构或管型结构，节点主体的内壁加工有支承肋，节点支杆为管型结构；

当节点主体为球型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上，且 桁架杆与节点支杆之间通过若干螺栓连接；

当节点主体为管型结构时，若干待连接的桁架杆对应嵌套安装在若干节点支杆上以及 节点主体的两端，且桁架杆与节点支杆之间以及桁架杆与节点主体的两端之间均通过若干 螺栓连接。

进一步地，桁架杆与节点支杆之间的嵌套位置外部和/或桁架杆与节点主体的两端之 间的嵌套位置外部还套装有补强板。

进一步地，每个桁架杆上用于连接节点支杆的若干螺栓以及每个桁架杆上用于连接节 点主体端部的若干螺栓均至少为双排布置，且每排螺栓均沿桁架杆周向均布。

进一步地，当节点主体为管型结构时，支承肋的数量至少为两个且沿管型节点主体的 长度方向并排布置。

进一步地，支承肋为环形结构且一体同轴固设在管型节点主体的内壁。

进一步地，当节点主体为球型结构时，其内部呈空心结构。