[发明专利]一种箱型模块化铝合金组合节点

说明书

本发明公开了一种箱型模块化铝合金组合节点，属于土木工程技术领域，节点主体外形为上下盖板及半封闭箱体结构，上下盖板平面形状为圆形，半封闭箱体由顶板、底板及左右侧板组成，其中顶板及底板形状为扇形。半封闭箱体结构左、右侧板上设置孔槽与构件腹板连接，节点上下盖板、半封闭箱体顶板及底板上设置孔槽与构件上下翼缘进行螺栓连接，节点与构件形成搭配相连形成整体结构。本发明能够实现网壳的预拼装工厂化，力学性能好，重量轻，比强度高，耐腐蚀，节能环保，拼装快速，能满足改善高地震烈度地区建筑物的抗震性能、易回收利用，后期运营成本低，保护了环境。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种箱型模块化铝合金组合节点。

背景技术

网壳结构具有空间受力合理、刚度大、重量轻、 抗震性能好、工期短、造价低等优点，被广泛应用于大型集会场所、机场机库及工业厂房等建筑．相较于传统钢网壳结构，铝合金网壳具有结构轻质、无磁、耐久、耐腐蚀、构件可模型化、反射辐射热高、低温工作性能优良等优点，自20世纪50年代起日益受到建筑和结构设计师的推崇，在国内外发展迅速。与钢结构相比，铝合金结构的焊接技术还不够成熟，因此铝合金网壳的常用连接方式为装配式节点连接。同时铝合金节点的力学性能及安装方法对整体铝合金网壳的稳定性能及施工周期是非常关键的。

在铝合金单层网壳中，板式节点是最常见的节点形式之一。由于现有的传统铝合金板式节点仅连接Ｈ型铝合金梁的上下翼缘而腹板在节点域内是不连续的，因此传统节点仅依靠上下盖板传递节点所承受的弯矩和剪力，这也就直接导致传统的板式节点平面外承载力要远远优于其平面内的承载力，经大量试验研究表明其破坏形式多为节点处杆件腹板出现屈曲变形而破坏，因此其平面内的稳定性有待提高。也因此板式节点更适合于小、中跨度的单层铝合金网壳结构，而对于大跨度铝合金网壳结构而言，往往网格曲面曲率较大，导致风荷载等作用下产生的平面内的内力不可忽视甚至会起到主要作用，此时传统的板式节点不再适用。同时在施工方面，传统板式节点现场安装复杂，通过满堂脚手架进行依次安装，安装耗时大。为有效提高铝合金网壳结构的整体稳定性和应用范围，提出一种力学性能更佳的铝合金装配式节点是势在必行的。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种箱型模块化铝合金组合节点，是在传统板式节点的基础上，构造上增加了半封闭箱体。其中依然依靠上下盖板传递翼缘弯矩，半封闭箱体侧板与杆件腹板连接处传递腹板剪力，同时半封闭箱体的顶板及底板可防止杆件腹板过早的屈曲变形而发生破坏。与传统板式节点相比，模块化组合节点具有各部分受力明确，整体强度高，在保证平面外稳定性的同时平面内稳定性也有很大程度的提高，且保留了传统板式节点构造形式简单的特点，而且节点组合方式多样、施工简单便捷、工期较短、适用于铝合金或者钢结构两种形式的网壳结构等众多优点。同时铝合金具有重量轻、比强度高、耐腐蚀、负温性能优良等优点，而且能满足改善高地震烈度地区建筑物的抗震性能、易回收利用，后期运营成本低，保护环境等节能环保要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种箱型模块化铝合金组合节点，包括上下圆形盖板及半封闭箱体三部分，其中半封闭箱体由顶板、底板、左侧板及右侧板组成，其中左侧板、右侧板设有孔槽，与工字形梁腹板开孔进行螺栓连接，所述顶板、底板设有孔槽，与工字形梁或者槽梁上下翼缘以及节点上下盖板开孔进行螺栓连接；所述顶板、底板的平面投影上下边缘为同心的扇形或者为梯形、三角形，所述半封闭箱体数量≥2个，多个半封闭箱体形成封闭的环形，所述顶板、底板设置在半封闭箱体的上方与下方。

节点的开孔数量可以根据设计强度要求自行设计数量和排数。节点上下盖板在与工字梁翼缘接触处设置至少两列开孔，同时半封闭箱体顶板及底板在对应位置处预先开孔，然后半封闭箱体的左右侧板及与其接触的工字梁腹板处应设置至少两列开孔。