[发明专利]一种腹板开洞的单层铝合金空间网格结构

说明书

一种腹板开洞的单层铝合金空间网格结构，包括相互连接的网格节点，所述网格节点由H型杆件和圆盘盖板构成；所述H型杆件的端部环绕设置在成对的圆盘盖板内，H型杆件的翼缘板两端均通过固定件与圆盘盖板固定连接，H型杆件的腹板等间距的开设有孔洞；所述圆盘盖板上至少设置有三个H型杆件。本发明旨在提供一种可充分利用铝合金材料的强度，进一步减轻空间网格结构重量的单层铝合空间网格结构。

技术领域

本发明涉及建筑结构领域，尤其涉及一种腹板开洞的单层铝合金空间网格结构。

背景技术

铝合金由于具有自重轻，抗腐蚀性能强，强度较高等特点，被认为是一种理想的建筑材料，并被广泛的应用于大跨度建筑结构中。但建筑用铝合金不适合焊接，焊接热影响区除材料的各种力学性能指标急剧下降外，其表面氧化膜也会被损坏，此外靠近焊接区域的材料会由于高温发生热软化，因此目前铝合金结构多采用机械方式进行连接。

对于铝合金空间网格结构，常采用的结构体系主要包括：1)泰姆科体系；2)佛伦蒂尔体系；3)螺栓球体系。其中泰姆科体系采用H型铝杆件及板式节点进行连接，H型杆件上下翼缘通过螺栓与圆盘盖板连接，传力可靠且便于施工；佛伦蒂尔体系采用两端压扁的圆管及毂式节点进行连接，但其节点刚度较弱，同时该节点本身存在局限性，导致上下两层杆件间距较小，虽然为小双层空间网格结构，但受力性能接近于单层网壳，铝合金材料的强度难以充分发挥；螺栓球体系采用圆管及螺栓球节点进行连接，但受到加工限制，螺栓球节点及相应杆件尺寸较小，目前螺栓球铝合金空间网格结构多用于跨度30米以下的工程中；此外，有专家学者对铸铝节点进行了研究，但节点延性较差，在推广中存在一定难度。

目前，泰姆科体系在工程中应用最多，但H型杆件上下翼由于螺栓孔的存在，其截面受到了较大程度的削弱，破坏往往发生在节点域内的H型杆件的翼缘处，而杆件的腹板受力较小，铝合金材料的强度得不到充分利用。为进一步改善结构受力，减少材料用量，提高经济效益，还需针对上述问题对现有的圆盘盖板节点进行改进和优化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种可充分利用铝合金材料的强度，进一步减轻空间网格结构重量的单层铝合金空间网格结构。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种腹板开洞的单层铝合金空间网格结构，包括相互连接的网格节点，所述网格节点由H型杆件和圆盘盖板构成；所述H型杆件的端部环绕设置在成对的圆盘盖板内，H型杆件的翼缘板两端均通过固定件与圆盘盖板固定连接，H型杆件的腹板等间距的开设有孔洞；所述圆盘盖板上至少设置有三个H型杆件。

进一步的，所述H型杆件的轴线均穿过圆盘盖板的圆心。

进一步的，所述H型杆件由铝合金材料构成。

进一步的，所述圆盘盖板的螺栓孔沿圆盘盖板的径向分布，圆盘盖板由平板或弧面板构成。

进一步的，所述孔洞为圆形、椭圆形、矩形或多边形的其中一种。

进一步的，所述固定件为虎克螺栓、普通螺栓或高强螺栓的其中一种。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明在H型杆件受力较小的腹板处开设孔洞，可减少空间网格结构的材料用量，能够在保证杆件的抗弯刚度的同时有效降低结构自重，从而获得较大的结构跨度。同时，腹板上增加的孔洞可用于管、线的分类及穿梭，减少了管、线对于空间的占用，节省建筑空间，使结构整洁美观，增加了材料的利用率，获得较好的经济效益。对腹板进行开洞削弱，可使网格节点的受力更加合理，避免圆盘盖板与翼缘板的连接处先于构件发生破坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中网格节点的结构示意图；