[实用新型]一种复合材料网架连接节点

说明书

技术领域

本实用新型属于土木建筑技术领域，涉及一种复合材料网架连接节点。

背景技术

随着我国经济实力的增强以及人口的城市化进程加快，人们对大跨度空间结构的需求越来越多，要求也在不断提高。众所周知，特定建筑材料建造一定结构形式的建筑物，其跨度存在着一个极限。目前的大跨度建筑多采用钢材，在已建成的建筑中最大跨度可达到200多米，要突破这一跨度极限，使用高强、轻质的纤维增强复合材料，并合理选择网架结构形式是一种可行的途径。纤维增强复合材料具有比强度高、比模量大、性能易于设计、易加工成型、抗腐蚀、耐疲劳等多种优越性能，其应用领域也再从航空航天、国防进入土木建筑领域。

土木建筑领域所用复合材料型材是以环氧树脂为基体，以无捻纤维为增强材料，同时添加特殊要求助剂，经拉挤成型工艺制成。目前，该领域复合材料型材的连接基本沿用了航空领域复合材料的节点连接方式：胶结连接、机械连接及二者的混合连接。航空领域所用型材为层铺型材，层铺型材可根据具体受力将纤维多方向铺设，以实现最有利受力的连接。然而，土木建筑领域所用型材主要是拉挤型材，拉挤型材纤维方向主要沿型材长度方向，该种型材螺栓连接方式的接头效率低于30%，型材受螺栓挤压后多发生型材的剪脱破坏。另一方面，由于土建交通领域的复合材料型材板面较厚，若采用胶结连接方式，为保证足够的接头效率，所需的搭接长度较大，而且更多的情况下由于构造问题不能实现足够的搭接长度。由于不能实现两种连接方式的共同受力，胶结与机械混合连接接头的接头效率并不能得到有效提高。

而复合材料在网架领域的应用较少，主要瓶颈问题没有找到合适的节点连接方法。复合材料由于刚度较小，在网架领域多采用闭合截面，如复合材料圆管截面，复合材料方管截面。目前，该领域复合材料型材的传统连接节点如胶结连接、机械连接及二者的混合连接的接头效率不足30%，远不能发挥复合材料高强度的优点。最近出现了一些新型的复合材料圆管连接节点，其原理主要通过对接头施加预紧力来提高承载力，而复合材料在高应力持续作用下的徐变非常严重，随着徐变的进行，预紧力会逐渐下降，承载力也就无法保证。还有一些新型节点通过在复合材料接头处钻取螺纹，然后通过螺纹进行连接，该形式在一定程度上提高了承载力，但在复合材料管接头处钻取螺纹，工艺较繁，且对复合材料管截面有削弱，此外，该形式也只适用于复合材料圆形管材，而对复合材料方形管材却不适用。

因此，需要一种复合材料网架连接节点以解决上述问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是针对现有技术中复合材料网架连接节点的缺陷，提供一种连接强度高、性能可靠的复合材料网架连接节点。

技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型的复合材料网架连接节点可采用如下技术方案：

一种复合材料网架连接节点，包括复合材料方管接头，复合材料圆管接头和螺栓球，所述复合材料方管接头和复合材料圆管接头均通过高强螺栓与螺栓球连接，所述复合材料方管接头包括高强螺栓、环氧树脂胶层、芳纶纤维布、四块刺板、复合材料方管和封板，所述刺板的一侧带第一钢刺，所述刺板的一端设置有法兰，四块所述刺板分别设置在所述复合材料方管的四周，所述刺板的带刺面朝向所述复合材料方管，所述刺板的法兰均设置在所述复合材料方管与所述螺栓球的连接端，所述刺板和所述复合材料方管之间均设置有所述环氧树脂胶层，所述刺板的第一钢刺插入所述复合材料方管，所述刺板的另一侧包裹有所述芳纶纤维布，所述芳纶纤维布浸渍了环氧树脂胶，所述刺板的法兰固定连接所述封板，所述封板上设置有第一螺栓孔，所述高强螺栓的一端固定连接所述螺栓球，所述高强螺栓的另一端通过所述第一螺栓孔固定连接所述封板；所述复合材料圆管接头包括高强螺栓、环氧树脂胶层、芳纶纤维布、复合材料圆管、连接圆桶和第二钢刺，所述连接圆桶的底部设置有第二螺栓孔，所述连接圆桶的侧壁设置有第一通孔，所述复合材料圆管通过所述连接圆桶的开口伸入所述连接圆桶，所述复合材料圆筒和所述连接圆桶之间设置有所述环氧树脂胶层，所述第二钢刺通过所述第一通孔插入所述复合材料圆管，所述连接圆桶的外侧包裹有所述芳纶纤维布，所述芳纶纤维布浸渍了环氧树脂胶，所述高强螺栓的一端固定连接所述螺栓球，所述高强螺栓的另一端通过所述第二螺栓孔固定连接所述连接圆桶。

更进一步的，所述刺板的带刺面均匀分布有第一钢刺，所述第一钢刺的横截面为圆形，所述第一钢刺的间距为4~10mm、长度为3~5mm、根部直径为1~3mm。

更进一步的，所述连接圆桶的侧壁均匀分布有第一通孔，所述第一通孔的间距为4~10mm、直径为1~3mm。