[实用新型]植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间桁架，是房屋建筑、桥梁建筑的土木工程领域常用的一种空间结构体系。

背景技术

平面桁架只能承受作用在桁架平面以内的荷载，但是工程实际上结构所受的荷载常作用于不同方向的几个平面内。因此，在工程中，还有一类具有明显空间特征的桁架，能够承受作用于不同方向的几个平面内的荷载，这种体系称为空间桁架。组成几何不变的空间桁架的最简单规则，是从一个平面三角形或从基础开始，依次用三根不共面的链杆固定一个新结点。按此规则依次添加新结点，就可以组成几何不变的空间桁架，符合这个组成规则而无多余联系链杆的称为静定空间桁架。若果有多余联系链杆的称为超静定空间桁架。空间桁架结构其跨度可大可小，常用于大跨度的工业厂房、体育场馆及桥梁工程等土木工程中。常见的有钢结构空间桁架、钢筋混凝土空间桁架、钢与混凝土组合空间桁架等。螺栓球结点钢网架与焊接球结点钢网架、钢塔架等都是典型的钢结构的空间桁架。经过科技情报部门检索查新，目前尚未发现有铝合金空间桁架，也未发现有植杆式体结点三角形与矩形空间桁架。

铝合金材料质轻(是钢材的三分之一)，高强(六系列铝材的物理力学性能已接近建筑用钢的Q235)，防腐力高(是钢材的4～6倍)，成型性好(是其他金属不可比)，是可以再生的环保建筑金属，目前已广泛应用于门、窗、幕墙及其他的装修建筑工程领域，本发明植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架，就是发明植杆式体结点，解决铝合金三角形与矩形空间桁架的技术关键，成功 创造出植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架结构体系。

这里所说的三角形与矩形空间桁架，指的是空间桁架的几何图形横断面是三角形的称为三角形空间桁架(见图1)。而三角形的三个内角大小由设计者根据实际工程设计确定。空间桁架的几何图形横断面是矩形的称为矩形空间桁架(见图2)。

发明内容

1、本发明的目的

结点构造是铝合金空间桁架设计、制作、施工及推广应用的关键技术。本发明的目的就是要根据铝合金的材料特点及桁架结构的受力特点，创造出一种充分发挥这两个特点的铝合金空间桁架结构，设计出受力合理，结构可靠，便于设计、制作与施工的植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架体系，为土木工程领域推广应用可再生又环保的铝合金结构创造条件。

为了实现本发明的目的，本发明人对铝合金材料的物理力学性能进行了深入的分析，又对三角形与矩形空间桁架的杆件与结点构成、受力特点进行了深入的研究，并与传统的钢空间桁架进行了对比分析，创造了植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架结构，并对某建筑工程屋盖中的三角形与矩形空间桁架进行结构分析与设计，其结果是结构可靠、受力合理清晰、构造简单、制作与施工方便。

2、本发明的技术方案

植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架，包括该空间桁架所有的结点体及汇交于各结点体并与结点体联结的空间桁架的所有铝合金杆件，其特征在于：结点体上的三个方向分别开有一道槽，总共开了三道槽，三个方向汇交于该结点体的杆件分别植入相应方向的槽内，杆件与结点体通过螺栓或铆栓紧固 连接。

所述的三角形与矩形空间桁架结构是根据“不共面三根链杆固定空间一个新点”的原则，依次组成的几何不变的静定空间桁架结构或者有多余联系的超静定空间桁架结构，桁架的几何图形横断面是三角形或矩形。

以上所述的结点体的三个方向分别开有一道槽，总共三道槽，三个方向汇交于该结点体的杆件分别植入相应方向的槽内，而与结点体某一个方向槽同一个平面的杆件不论其方向角度如何都能够方便地植入相应的槽内，并加以固定。杆件与结点体固定后，槽内空隙可用填充料填满。结点体上的每道槽的深度、宽度及槽壁厚度均与桁架杆件设计时同时分析计算决定。

以上所述的结点体是铝合金、不锈钢或其它钢材、铁合金或强度足够的非金属材料做成。对铝合金桁架应优先选用铝合金材料的结点体。

以上所述桁架杆件与结点体通过螺栓或铆栓紧固连接，螺栓或铆栓是铝合金或不锈钢制造的。每根杆件用若干根螺栓或铆栓与体结点紧固。

以上所述的植杆式体结点铝合金三角形与矩形空间桁架结构直接由基础支承，或者用柱子或梁等其它构件支承，支承构件是钢结构、钢筋混凝土结构、铝合金结构或其他混合结构。

3、本发明与现有技术相比，其突出的实质性特点和显著进步