[发明专利]空间桁架静定结构杆件的接合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间桁架静定结构杆件的接合方法，尤其涉及一种应用电磁脉冲接合技术于空间桁架静定结构杆件的接合的方法。

背景技术

自1930年代德国美露(MERO)公司创出空间桁架系统以来，空间桁架屡屡创造出令人惊艳的建筑结构。1970年大阪世界博览会的空间桁架更充分展现出这种特殊的结构魅力。中国台湾在民国80年代引进空间桁架系统，最著名的案子为台北捷运淡水线沿线的捷运站，还有桃园国际机场的二期航站大厅。在这些案例中，不难发现空间桁架所展现的优良结构性--大厅中没有密密麻麻的柱子，视觉上呈现视野开阔的感觉。这几年来结构系统日新月异，空间桁架不但可与新的系统结合，而其优异的结构特性与多变性仍然是众多建筑师与结构技师的最爱。

如图1所示，现有传统静定结构所使用的空间桁架，如建筑用或展览会场用的空间桁架，应用钢铁或铝合金材料组成包含有多个形成接头结构的球体10及多个分别套入一套管12之后，螺固于该球体10螺孔11的杆件13所组成，并转动该套管12以带动该杆件13上的螺栓14。该杆件13的管体15与锥形头16的结合，一般以电弧焊接或胶合的方法行之，一般同种材料以电弧焊接方法制作，其于接合处将产生不美观的焊道17；而异材轻结构则以胶合和锁螺丝方法执行，前者属于3K工艺，有光害、焊制及研磨噪音等长时期于眼睛、皮肤人体及环境的伤害，焊制时间略长(以外径40mm管试验焊制时间约需以24秒)，且相异材料时则相对较难焊接；后者则强度较低、量产时需较多量的夹具，固化时间较长(试验炉胶合件胶合固化时间约30分钟，生产时则数倍于此)，用手涂稳定度较低，一般厂商制者尚担心其长时间的老化及接合强度降低者，由于胶合件剥离方向较弱，影响在优化方向的设计，少于50％之选；无论上述二者，均属应用焊材或胶合剂，其长时间的耗材成本颇高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速、高效率、无填料的空间桁架静定结构杆件制作方法。

为解决上述目的，本发明的空间桁架静定结构杆件的接合方法，包含：提供一第一锥管头；将一第一接合螺栓由该第一锥管头的套接部穿入，使第一接合螺栓的螺杆部穿出套孔外部而头端受套孔限制于第一锥管头内；将第一锥管头的套接部与一管件的一第一端口相互搭接，并在第一端口与套接部搭接处应用电磁脉冲接合技术使管件的第一端口接合于第一锥管头的套接部。

上述管件的另一端即第二端口可搭接一穿设有一第二接合螺栓的一第二锥管头，并应用电磁脉冲接合技术焊接接合之。

上述第一锥管头和该管件之间及/或第二锥管头和该管件之间可以是相异材质的金属。

上述该第一锥管头和该管件的任一方可为非金属材质；该第二锥管头和该管件之间任一方可以是非金属材质。

上述该第一锥管头的该套接部与该第一端口的搭接是应用形成于该套接部及/或该第一端口上的至少一接头；相同地，该第二锥管头的该套接部与该第二端口的搭接是应用形成于该套接部及/或该第二端口上的至少一接头。

本发明的特点在于，本发明应用电磁脉冲焊接方法接合空间衍架杆件的锥管头与管件，其电磁脉冲焊接技术属于环保、高效率(试验时焊件接合时间仅约56μs)、低耗能，无需填料之，且对异材焊接十分适合，且接合外观不会造成污染、接合界面呈冶金键结，接合强度十分优良，无长期老化或低下的问题，应用于开放于公开场所的空间桁架之上可提高空间桁架的强度及外观质量。

附图说明

图1绘示现有技术的焊接方法的空间桁架的杆件及球体的纵向剖面图；

图2绘示本发明的空间桁架静定结构杆件的第一锥管头与管件实施例的分解剖面图；

图3绘示本发明的空间桁架静定结构实施例的立体分解图；

图4绘示本发明的空间桁架静定结构杆件的第一锥管头及第二锥管头与管件实施例的结合剖面图；

图5绘示本发明的杆件的第一锥管头或第二锥管头搭接于该管件实施例的结合剖面图；

图6绘示本发明的杆件的管件搭接于第一锥管头或第二锥管头实施例的结合剖面图；

图7绘示本发明的杆件的管件与第一锥管头或第二锥管头的阶梯管接头第一实施例的结合剖面图；以及

图8绘示本发明的杆件的管件与第一锥管头或第二锥管头的阶梯管接头第二实施例的结合剖面图。

其中，附图标记：

[现有技术部分]

10：球体

11：螺孔

12：套管

13：杆件

14：螺栓

15：管体

16：锥形头

17：焊道

[本发明部分]