[实用新型]一种钢实心球网架连接节点

说明书

本实用新型提供一种钢实心球网架连接节点，包括钢实心球和螺纹套筒，所述钢实心球的表面焊接固定有两个以上的螺纹套筒，所述螺纹套筒通过高强度螺栓与圆钢管杆件固定连接，在高强度螺栓上且位于螺纹套筒与圆钢管杆件之间螺纹连接有防松螺母。本实用新型构建的网架连接节点满足了网架杆件与网架连接节点的等强度连接要求和稳定性要求；同时，本实用新型的网架连接节点降低了焊接作业的难度，保证了焊接质量，且拼装效率高，拼装质量容易保障，而且网架节点球大小均匀，外表美观。

技术领域

本实用新型涉及一种钢实心球网架连接节点，属于房屋建筑结构抗震技术领域。

背景技术

网架的主要传力构件是圆钢管杆件，将圆钢管杆件连接在一起形成结构靠的是网架节点。对网架节点形式的要求是尽量做到节点重量轻，构造简单，传力可靠，且加工及拼装方便。

目前，已经提出了很多种形式的网架节点，其中螺栓球节点能够较好地满足上述要求，得到了广泛的应用。螺栓球节点网架的施工过程如下：预先在工厂内制作好螺栓球，并在螺栓球上钻出螺栓孔，同时将锥头或封板、高强度螺栓、套筒和紧固螺钉这些零件与圆钢管杆件进行焊接或组装。将上述制作好的部件运至施工场地，现场拼装通过拧紧高强度螺栓完成。螺栓球节点网架属于典型的装配式结构。

螺栓球节点网架的螺栓球直径通常由构造来确定，只要相邻的螺栓孔及圆钢管杆件端部的零件相互之间不碰撞就可以。容易碰撞的零件主要是高强度螺栓、套筒、封板或锥头。由于这些零件有缩头，截面尺寸比圆钢管杆件小，对于通常的网架杆件夹角而言，只要选取的螺栓球直径适当，就能够避免螺栓孔及零件的相碰。螺栓球属于实心球，螺栓球直径不能太大，实际工程中一般不宜大于300mm。大直径的螺栓球过多，会造成螺栓球的重量占比不合理。正常情况下的螺栓球网架，螺栓球只占用钢量的12％以下。

然而，网架有些杆件夹角很小，即使是采用最大直径的螺栓球，还是会出现螺栓孔或零件相碰的现象。为了解决这一问题，通常用钢空心球来替换这些螺栓球。钢空心球的施工过程如下：先在工厂内加工好钢空心球和圆钢管杆件，钢空心球按照《钢网架焊接空心球节点》JG/T 11-2009制作，然后将圆钢管杆件与钢空心球运至施工场地。网架拼装时需要将圆钢管杆件与钢空心球进行焊接。如果采用高空散装法，则需要在空中进行焊接，空中焊接定位困难，焊接技术难度大，施工质量难以保证。

通常钢空心球的直径由构造来确定，壁厚及衬环肋则由节点的内力和钢空心球的径厚比来确定。圆钢管杆件与钢空心球的焊接需要操作空间，《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010规定，与同一钢空心球焊接的相邻两圆钢管杆件的间隙不能小于10mm。加之，与螺栓球节点相比，钢空心球焊接节点的圆钢管杆件端部没有缩头，因此钢空心球直径一般都很大，普遍大于350mm，甚至要700mm以上才能满足要求。钢空心球直径越大，钢空心球壁厚也随之增大。直径过大的钢空心球，既增加了节点的重量，搬运困难，还导致了网架节点大小差异明显，严重影响视觉感官。

为了解决这一问题，《空间网格结构技术规程》JGJ 7-2010提供了两种解决方法。一种是增焊补偿板，它是将圆钢管杆件相碰部分切去，将相碰部分进行对焊，其余部分再与钢空心球焊接。由于与钢空心球连接的圆钢管杆件截面有削弱，不能做到等强焊接，会出现传力不足，需要通过增焊补偿板来补强，也就是用补偿板来补充因圆钢管杆件截面削弱而产生的传力不足部分。增焊补偿板能够将钢空心球的直径控制在合理范围内。然而，这一解决方法在实际应用中存在着质量难以控制的问题。这是因为每块补偿板各不相同，难以通用。如果采用通用补偿板，那么圆钢管杆件的端头就需要切槽，相碰圆钢管杆件通过切槽插入补偿板，拼装时将圆钢管杆件、补偿板和钢空心球之间相互焊接。显然，这种形式的节点构造复杂，施工难度大，碰到责任心不强的施工人员，甚至会偷工减料，省去了补偿板，而设计单位、监理和甲方检查起来不方便，因此施工质量难以控制，极易出现安全隐患。《空间网格结构技术规程》JGJ 7-2010提供了另一种解决方法，即增焊钢托管，这种节点构造更复杂，加之用钢量大，在工程实践中很少采用。