[发明专利]一种新型大跨度可修复装配式节点及装配方法

说明书

本发明公开了一种新型大跨度可修复装配式节点及装配方法，属于大跨空间结构工程领域，可应用于大跨单层球面网壳；其包括：空心球和安装在空心球上的多个圆钢管连接组件；圆钢管连接组件包括可修复连接件、短悬臂圆钢管段和普通圆钢管段，可修复连接件的屈服强度最低；短悬臂圆钢管段的一端安装在空心球上、另一端安装有第一圆钢板，可修复连接件的一端通过第一螺栓群与第一圆钢板相连、另一端通过第二螺栓群与安装在普通圆钢管段一端的第二圆钢板相连。本发明的焊接连接部分均可在工厂加工完成，并且可以在工厂进行预安装，避免了现场高空焊接，极大的提高了施工效率。

技术领域

本发明涉及大跨空间结构工程技术领域，具体涉及一种可应用于大跨单层球面网壳的新型大跨度可修复装配式节点及装配方法。

背景技术

大跨空间结构以其结构轻盈、造型优美以及形式多样越来越受到建筑行业的青睐，被广泛应用于机场、体育馆和游泳馆等公共场所；然而大跨空间结构施工难度大、施工周期长以及造价费用高等问题成为阻碍其发展的难题，大跨空间结构也因此越来越成为一个国家建筑技术实力的体现。

同时，地震灾害等对建筑物会造成极大的危害，带来极大的财产损失。在1995年阪神地震和1994年北岭地震中，大跨空间结构节点发生了大量破坏，导致高昂的震后维修甚至重建费用。2009年，美日学者首次提出“可恢复功能城市”这一概念，也成为今后地震工程合作的新方向。研究一种控制节点损失区域，将节点损伤区域控制在可更换构件处符合现代建筑可持续发展的特点，也满足经济发展的需求。

在大跨空间结构中最重要的是节点，节点起着连接构件、交汇和传递力的作用；目前大跨空间结构节点多以焊接空心球节点和螺栓球节点为主，焊接空心球节点需要高空焊接，施工难度大，受高空施工焊缝质量的影响很大，难以实现标准化施工和批量化生产，不符合国家大力倡导的绿色建筑的标准；螺栓球节点抗弯能力差，加工精度要求高，安装加工过程复杂，还易出现“假拧”的现象。

目前大跨空间结构可修复节点较少，在此背景下本发明提出一种可应用于大跨单层球面网壳的新型大跨度可修复装配式节点。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种可应用于大跨单层球面网壳的新型大跨度可修复装配式节点及装配方法。

本发明公开了一种新型大跨度可修复装配式节点，包括：空心球和安装在所述空心球上的多个圆钢管连接组件；

所述圆钢管连接组件包括可修复连接件、短悬臂圆钢管段和普通圆钢管段，所述可修复连接件的屈服强度最低；所述短悬臂圆钢管段的一端安装在所述空心球上、另一端安装有第一圆钢板，所述可修复连接件的一端通过第一螺栓群与所述第一圆钢板相连、另一端通过第二螺栓群与安装在所述普通圆钢管段一端的第二圆钢板相连。

作为本发明的进一步改进，所述短悬臂圆钢管段一端与所述空心球焊接固定，另一端与所述第一圆钢板焊接固定；所述第二圆钢板与所述普通圆钢管段焊接固定。

作为本发明的进一步改进，所述可修复连接件包括十字钢板、第三圆钢板和第四圆钢板；

所述十字钢板的两端分别焊接有所述第三圆钢板和第四圆钢板，所述十字钢板的屈服强度小于所述短悬臂圆钢管段、普通圆钢管段、第一圆钢板、第二圆钢板、第三圆钢板和第四圆钢板；

所述第三圆钢板与第一圆钢板上设有相对应的多组螺栓孔，通过所述第一螺栓群连接所述第一圆钢板和第三圆钢板；

所述第四圆钢板与第二圆钢板上设有相对应的多组螺栓孔，通过所述第二螺栓群连接所述第二圆钢板和第四圆钢板。

作为本发明的进一步改进，所述第一螺栓群的第一螺杆自所述第一圆钢板穿向第三圆钢板，所述第一螺栓群的第一螺帽拧紧固定在所述第三圆钢板上；其中，所述第一螺杆焊接固定在所述第一圆钢板上，或直接穿设在所述第一圆钢板与第三圆钢板的螺栓孔内；