[实用新型]植板式体结点铝合金空间桁架结构

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种空间桁架，是房屋建筑、桥梁建筑及塔形结构工程领域常用的一种空间结构体系。 

二、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、桥梁工程及塔形工程等工程领域中。目前常见的有钢结构空间桁架、钢与混凝土组合空间桁架等。螺栓球结点钢网架、焊接球结点钢网架及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，目前未发现有植板式体结点铝合金空间桁架结构。 

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，本发明植板式体结点铝合金空间桁架结构，就是发 明植入式体结点，及相应配套的杆件，解决铝合金空间桁架的结点关键技术，成功创造出植板式体结点铝合金空间桁架结构体系。 

三、发明内容

1、本发明的目的 

结点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、制作与施工的植板式体结点铝合金空间桁架体系，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，又对空间桁架杆件与结点构成、受力特点进行了深入的研究，并与传统的钢结构桁架进行了对比分析，创造了植板式体结点铝合金空间桁架结构，并对某建筑屋盖中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 

植板式体结点铝合金空间桁架结构，包括空间桁架体状的所有结点体(1)及汇交于各结点并与结点体联结的空间桁架的铝合金弦杆(2)及腹杆(3)、(4)，其特点是：空间桁架的所有铝合金杆件的每端均开有一个口，供结点体的肢板植入，每个体状的结点体上在空间桁架X、Y、Z方向，分别设有U、V、W三块肢板，三块肢板分别植入汇交于该结点相应X、Y、Z方向的所有杆件的杆端口内，并用螺栓或铆栓(8)与杆件紧固，就得到几何不变的，受力合理，结构可靠，便于设计、制作与施工的植板式体结点铝合金空间桁架结构体系。 

所述的桁架弦杆(2)及腹杆(3)、(4)均为铝合金材料制造，其断面形式 可以是单孔方通，也可以是多孔方通，方通壁上可设肋。方通壁厚根据实际工程设计计算确定。 

以上所述的桁架所有铝合金杆件，每根杆件的每个杆端均开有一个口，供结点体的肢板植入。口的大小及长短均由实际工程设计时确定。 

以上所述的结点体(1)，每个体状的结点体上在空间桁架的X、Y、Z方向分别设有U、V、W三块肢板，U、V、W三块肢板横断面的中线汇交一点，肢板间的夹角大小及板厚由实际工程设计时确定。 

以上所述的结点体是铝合金、不锈钢或其它钢材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(8)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结点体紧固及螺栓或铆栓的直径均由实际工程设计确定。 

以上所述的植板式体结点铝合金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