[实用新型]一种加强型铝合金单层空间网格结构

说明书

本实用新型公开了一种加强型铝合金单层空间网格结构，是由类H形截面杆件连接而成的，类H形截面杆件是由两根槽型杆件背靠背双拼而成的；类H形截面杆件在节点处采用带肋圆管和上、下两块圆盘盖板连接，带肋圆管设有管体，在管体外侧设有肋板，肋板的数量与节点处类H形截面杆件的数量相同，肋板沿管体的周向均布、沿径向延伸，肋板与圆环垫板厚度相等；肋板一一对应地插设在类H形截面杆件端部的拼缝内，二者采用紧固件Ⅱ连接，两块圆盘盖板分别盖装在节点的顶部和底部，与类H形截面杆件采用紧固件Ⅲ连接；本实用新型采用的板式节点，腹板受力性能好，抗剪强度高；并且该结构的承载性能优越。

技术领域

本实用新型涉及铝合金空间网格结构，特别是一种加强型铝合金单层空间网格结构。

背景技术

铝合金是一种轻质高强、耐腐蚀性好、易加工的建筑材料，在大跨度空间结构中被广泛使用。1940年德国建造了世界上最早的铝合金网架结构，采用Mero体系；1951年英国建成的“探索”穹顶是世界上第一个铝合金空间网壳结构；自20世纪40年代以来，铝合金广泛应用于国外建筑结构尤其是工业建筑之中；20世纪50年代，铝合金结构开始进入我国，具有代表性的建筑是天津体育馆屋盖，其结构形式为带拉杆的联方型圆柱面网壳结构。90年代以前，受我国经济条件、开放程度等条件的制约始终未能将其普及。我国典型的铝合金空间网格结构工程多建于90年代以后，我国对铝合金空间网格结构的研究与应用迅速发展，出现大量具有特色的铝合金空间网格结构，如天津市平津战役纪念馆、北京航空试验研究所零磁实验室、中国现代五项赛事中心游泳击剑馆、牛首山佛顶宫以及上海拉斐尔连廊等。

节点作为结构中连接多个构件的传力中心，其受力情况十分复杂，力学性能将会对结构的安全产生严重的影响等。然而铝合金材料的焊接性能较差，焊接热影响区内的材料力学性能会急剧下降，铝合金表面的氧化膜被破坏，靠近焊接热影响区的材料会发生高温软化。因此，在空间网格结构中，铝合金节点多采用机械连接的方式，主要包括螺栓球节点、板式节点、铸铝节点以及毂式节点四种节点形式。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。毂式节点刚度较弱，本身具有一定的局限性。铸铝节点延性较差，在实际推广使用中存在较大难度。

板式节点是目前较为成熟的铝合金单层网格结构节点体系，是美国Temcor公司研究的专利，主要由节点板、杆件(H型或箱型)、螺栓三部分构成，节点板与杆件翼缘之间通过螺栓连接，不同杆件间腹板非连续，抗剪性能较差。部分研究中发现，在结构达到极限承载力前，有可能先发生节点域内杆件腹板屈曲，节点失效，结构承载力大大下降。因此，为优化铝合金板式节点腹板受力性能、提高节点抗剪强度、进一步增强空间网格结构承载性能的单层铝合金空间网格结构，仍需要针对上述问题对现有的板式节点的构造进行改进和优化设计。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种加强型铝合金单层空间网格结构，该结构采用的板式节点，腹板受力性能好，抗剪强度高；并且该结构的承载性能优越。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种加强型铝合金单层空间网格结构，该结构是由类H形截面杆件连接而成的，所述类H形截面杆件是由两根槽型杆件背靠背双拼而成的，双拼的两根所述槽型杆件采用紧固件Ⅰ连接，在所述紧固件Ⅰ上套装有圆环垫板，所述圆环垫板夹装在双拼的两根所述槽型杆件之间；所述类H形截面杆件在节点处采用带肋圆管和上、下两块圆盘盖板连接，所述带肋圆管设有管体，在所述管体外侧设有肋板，所述肋板的数量与所述节点处类H形截面杆件的数量相同，所述肋板沿所述管体的周向均布、沿径向延伸，所述肋板与所述圆环垫板厚度相等；所述肋板一一对应地插设在所述类H形截面杆件端部的拼缝内，二者采用紧固件Ⅱ连接，两块所述圆盘盖板分别盖装在所述节点的顶部和底部，与所述类H形截面杆件采用紧固件Ⅲ连接；所述槽型杆件、所述带肋圆管和所述圆盘盖板均是由铝合金材料制成的。

所述紧固件Ⅰ、所述紧固件Ⅱ和所述紧固件Ⅲ均为螺栓，所述螺栓为普通螺栓、虎克螺栓和高强螺栓中的任意一种。