[实用新型]钢管构件空间复K型节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢管构件空间复K型节点，属于建筑工程领域。

背景技术

目前空间结构在建筑工程中得到越来越广泛的应用，尤其多应用于大跨度、 高强度的工业厂房、站台雨棚、体育场馆等重要建筑物中。节点是空间结构中重要的组成部分，空间结构之所以能三维受力、空间作用，节点起着关键的作用。合理确定节点的几何构型、节点板件厚度与节点加厚区域的范围以及加劲肋的设置方式，是保证结构安全性、提高材料利用率、有效减小用钢量的关键问题之一。而节点的复杂性与杆件截面形式密切相关，杆件通常采用圆管、方管、矩形管等截面形式。

目前，国内空间结构中钢管构件的节点形式普遍存在以下不足：

1.节点形式较为简单，节点处弦杆外腹杆伸出数量局限性较大。

节点形式、构造、制作工艺在空间结构学科中占有非常重要的地位，节点形式的不断创新，发展才会对空间结构的发展起到相应的推动作用。而目前国内空间结构中钢管构件的节点形式较为简单，节点处弦杆外腹杆伸出数量局限性较大，难以应对空间结构工程中可能出现的复杂的节点要求。

2.方管构件的空间节点形式很少。

目前，由于圆管截面无方向性，在空间结构中应用最广泛。迄今为止，国内外学者对于圆管桁架节点等进行了一些研究，使管桁架结构节点技术得到了一定的发展。而方管(矩形管)截面由于方向性强，主要用于平面桁架，所以方管构件的空间节点形式很少。当空间结构中的方管桁架交叉时，将有数根杆件交汇在同一节点，几何关系和受力都很复杂，这时就需要采用新型而且灵活的节点形式来完成各个杆件的交汇。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种钢管构件空间复K型节点。本实用新型对各杆件之间的夹角及腹杆的数量进行了优化，使整体结构受力更合理，能够应对空间结构工程中可能出现的较为复杂的节点要求。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本实用新型包括弦杆和腹杆，腹杆与弦杆固定连接。弦杆和腹杆之间的角度以及腹杆和腹杆之间的角度的取值范围为30度～150度。

所述的弦杆及腹杆为圆钢管，在圆钢管节点处向外某一侧伸出的腹杆数量小于等于弦杆直径与各腹杆平均直径的比值取整后的4倍。

所述的弦杆及腹杆为方钢管或矩形钢管或菱形钢管。在钢管节点处向外某一侧伸出的腹杆数量小于等于弦杆横截面周长与各腹杆横截面平均周长的比值取整后的4倍。

在所述的弦杆及腹杆内沿径向设置有横向加劲肋，沿轴向设置有竖向加劲肋。

本实用新型与一般的空间结构钢管构件的节点相比，对腹杆的数量及各杆件之间的角度进行了限制，这样可以使整体节点结构的受力更驱合理，增强了结构的稳定性，能够应对空间结构工程中可能出现的较为复杂的节点要求，拥有较广的应用范围和良好的应用前景。另外，本实用新型在杆件内还设置了横向加劲肋和竖向加劲肋，保证了构件的局部稳定性，形成刚度较大的节点域，使腹杆的内力可以有效传递，这样可以适用于任意角度腹杆交汇的情况，从而避免了采用超大铸钢节点。

附图说明

图1：弦杆与腹杆为圆管构件时节点的示意图

图2：弦杆与腹杆为方管构件时节点的示意图

图3：圆钢管杆件(K+K)节点形式

图4：圆钢管杆件(K+T)节点形式

图5：方钢管构件(K+KT)节点形式

图6：方钢管构件(KT+KT)节点形式

图7：方钢管构件(KK+T)节点形式

图8：方钢管构件(KK+KT)节点形式

图中：1、弦杆，2、腹杆。

具体实施方式

下面结合图1～图8对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

本实施例的结构图3所示，包括弦杆1和腹杆2，腹杆2与弦杆1固定连接，弦杆和腹杆之间的角度以及腹杆和腹杆之间的角度均为50度。本实施例中的弦杆及腹杆均为圆钢管弦杆，如图1所示。本实施例中在节点处从弦杆向外，在弦杆两侧伸出了两个腹杆平面，两个腹杆平面均形成(K+K)的复合节点，即在弦杆两侧的腹杆的数量均为两个，如图3所示。

弦杆的直径为100毫米，所有腹杆的平均直径为70毫米，弦杆的直径与所有腹杆的平均直径的比值为1.43，取整后为1，所以腹杆的数量应该小于等于4，本实施例中选用的是4个，满足对腹杆数量的要求。

本实施例中的钢管为空心圆钢管，在内部设置有径向固定有横向加劲肋，多个横向加劲肋沿钢管的轴向均匀分布。并且在横向加劲肋上设置有孔洞，方便工作人员的焊接。在空心圆钢管的内部沿着钢管的轴向还设置有竖向加劲肋。横向加劲肋和竖向加劲肋与钢管的管壁进行焊接。