[发明专利]一种用于单层网壳的螺栓鼓节点结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种网壳结构，尤其涉及一种单层网壳结构，更具体的说，是一种用于单层网壳的螺栓鼓节点结构，属于屋顶建筑技术领域。

背景技术

网壳结构是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架。它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。相比钢结构，网壳结构具有重量轻，结构多变，美观性强等特点，适合做屋顶。网壳结构分为单层和双层两种形式，其中单层网壳结构为刚性连接，且重量较轻，节约材料。

现有的刚性单层网壳结构的节点结构，一般采用杆件与杆件之间直接焊接的方式，采用这种直接焊接的方式，由于在实际连接中，各杆件之间的角度需要根据网壳结构的实际形状进行调整，事先焊接难以确保杆件和杆件之间所需要的连接角度，所以无法事先在地面将其焊接好再吊至屋顶，需要等待建筑物封顶的时候，焊接工人爬上网壳结构，在空中对其进行焊接，十分危险，而且对焊接工人的技能要求很高，焊接完成后会出现杆件与杆件对不上的情况，不够精确，同时，需要等建筑物高度封顶后才能进行网壳结构的安装，施工进度较慢。

此外，例如螺栓球等节点结构，杆件和螺栓球为铰接，杆件可以旋转，非刚性连接，承载强度较低，不能适用于大跨度、高强度的单层网壳结构。

发明内容

本发明实际需要解决的技术问题是：采用这种杆件与杆件直接焊接的方式的刚性单层网壳结构的节点结构，由于在实际连接中，各杆件之间的角度需要根据网壳结构的实际形状进行调整，事先焊接难以确保杆件和杆件之间所需要的连接角度，所以无法事先在地面将其焊接好再吊至屋顶，需要等待建筑物封顶的时候，焊接工人爬上网壳结构，在空中对其进行焊接，十分危险，而且对焊接工人的技能要求很高，焊接完成后会出现杆件与杆件对不上的情况，不够精确，同时，需要等建筑物高度封顶后才能进行网壳结构的安装，施工进度较慢。

本发明采用以下技术方案：

一种用于单层网壳的螺栓鼓节点结构，包括六根空心杆件3，所述空心杆件3与封板2焊接固定，其焊接角度能够调节；还包括螺栓鼓1，所述螺栓鼓1呈空心圆柱体结构，所述螺栓鼓(1)上下均不封顶，所述螺栓鼓1周向非均匀布设有六组螺栓孔，螺栓孔的位置可调节；与空心杆件3焊接完成的封板2通过所述螺栓孔与所述螺栓鼓1螺栓连接。

进一步的，所述六组螺栓孔每组包括上、下设置的两个螺栓孔。

进一步的，所述螺栓孔内的螺栓与所述螺栓鼓内侧面之间还设有垫板4。

进一步的，所述空心杆件3呈圆柱体结构。

进一步的，所述螺栓鼓1还包括环向加强肋5。

更进一步的，所述环向加强肋5位于所述螺栓鼓1的中部。

进一步的，所述螺栓鼓1，空心杆件3采用铸钢材质。

本发明的特点是：采用了螺栓鼓作为刚性单层网壳结构的节点结构的中心部件，其周向通过螺栓与包括空心杆件的部件进行螺栓连接，再使用轴心螺栓将盖板与螺栓鼓的主体进行固定，从而形成了节点结构的刚性固定。这种节点结构的最大好处在于，使用到焊接工艺的地方仅仅是将封板与空心杆件进行焊接固定，一个封板和一个空心杆件加在一起的整体结构仍然很小，便于事先通过带定位装置的焊接设备将其对准，调整到设定的焊接角度再进行焊接，从而形成各种不同焊接角度的空心杆件与封板的连接体，下文简称“连接体”，再通过对不同的连接体进行标号，在进行工地施工前，首先各个连接体运输到施工现场，根据事先设计好的连接方式，装配工人只需在地面，将各个标号的连接体与对应的螺栓鼓上的螺栓孔进行螺栓装配，形成单独的节点结构或几个节点结构连接形成的小块网壳，采用少量立承架，把在地面上已组装好的小块网壳逐步吊装到设计标高就位，然后与相邻的小块网壳连接成整体，直到完成整个刚性单层网壳结构的装配。

本发明的有益效果在于：

1)结构精妙，装配简单。

2)无需高技能的焊接操作工。

3)焊接工人不需要爬到建筑物顶上进行焊接操作，极大提高了施工安全性。

4)装配精度高，避免杆件和杆件对不上的情况。

5)建筑物在施工时就能同步进行网壳结构的生产装配，极大提高施工效率，缩短了施工周期，节约了工期成本。

6)使产率、质量、精度或效率提高，现场组装的方式比现场焊接要更方便快捷，预制连接体可以克服因工人技术水平差异导致的误差，因此空间结构的最终效果更精确，总体施工更符合设计标准，质量更高。