[实用新型]一种铝合金矩形管单层网壳螺栓连接节点

说明书

本专利公开了一种铝合金矩形管单层网壳螺栓连接节点，包括节点体、高强螺栓、螺母、防松垫圈、封板、角钢或平板及盲铆钉。与其连接的杆件为铝合金矩形管。其中，在节点体与铝合金矩形管连接之间，引入可焊性较好的材料进行过渡，通过盲铆钉与铝合金矩形管铆接，节点基本等强；采用四个独立的角钢或平板和铝合金矩形管进行连接，能够适应不同尺寸偏差的铝合金矩形管，保证其铆接的可靠性，并且铆接在工厂中完成，在现场施工中，仅需转动高强螺栓多边形段，将小螺纹段拧入节点体，再向螺帽方向旋转螺母，直至螺母、防松垫圈和封板顶紧，安装简单便捷，降低了现场施工难度，易于保证工期。

技术领域

本专利涉及铝合金单层网壳结构，更具体地说，涉及一种铝合金矩形管单层网壳螺栓连接节点。

背景技术

铝合金空间网壳结构是近年来迅速发展起来的一种新型空间网格结构。由于铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀性能好、加工方便、可一体化成型等优点，在园林温室、大型干煤库顶盖、储油罐拱项、污水处理厂顶棚等中得到了广泛的应用。目前其常用形式为板式节点连接H形杆件单层网壳结构，该种结构形式及节点连接存在如下缺点：单层网壳杆件通常为压弯构件，由于铝合金材料的弹性模量仅为钢材的三分之一，同时H形截面的平面外惯性矩相对较小，因此铝合金H形杆件的稳定性能较差，使得材料的强度无法充分发挥；在H形杆件的传统板式节点中，仅翼缘部分通过多个螺栓或铆钉与上下盖板连接，因此节点强度比杆件有较大的削弱；同时，该种节点需要在高空现场进行大量的铆接作业，从而导致工期较长和施工安装人员较大的安全风险；此外，该种节点往往需要杆件截面具有相同的高度，造成部分杆件不能充分发挥其材料性能。

相比H形杆件，矩形管具有较好的抗扭性和平面外稳定性等优点，因此矩形管单层网壳比H形杆件单层网壳的力学性能更好。为了避免上述现有技术的缺点，本专利提出一种铝合金矩形管单层网壳螺栓连接节点。

发明内容

本专利的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种铝合金矩形管单层网壳螺栓连接节点。对于矩形钢管单层网壳结构，目前较为成熟的螺栓连接节点为上下两个螺栓穿过焊接在矩形杆件端部的封板和节点体连接的形式，但对于铝合金矩形管，由于铝合金的可焊性较差，封板若直接和矩形管焊接，焊接接头的强度将大大降低（接头强度约为铝合金母材的0.5～0.7），这将严重影响杆件强度的充分利用。因此，结合较为成熟的铝合金铆接连接技术，本专利提出了采用可焊性较好的封板、角钢或平板进行过渡的连接方式。本发明的技术方案如下：

一种铝合金矩形管单层网壳螺栓连接节点，包括节点体、高强螺栓、螺母、防松垫圈、封板、角钢或平板及盲铆钉。与之连接的杆件为铝合金矩形管。其中，所述节点体开有若干螺栓孔；所述封板上开有上下两个圆孔；所述高强螺栓的螺杆从螺帽至另一端头依次分为大螺纹段、多边形段和小螺纹段，所述大螺纹段与小螺纹段的螺纹方向相反；所述螺母和高强螺栓大螺纹段相配合，所述节点体的螺栓孔和相应高强螺栓的小螺纹段相配合；所述防松垫圈由两片相同的垫圈组成一套，中间开圆孔，每片的上、下面带有不同锯齿，一面为凸轮状大齿，其斜坡角度大于螺栓螺纹角，另一面为较密小齿；所述封板和节点体通过高强螺栓和螺母连接；所述角钢或平板上开有盲铆钉可穿越的铆钉孔；所述铝合金矩形管上开有盲铆钉可穿越的铆钉孔；所述封板与角钢或平板为可焊性较好的钢材、不锈钢等非铝合金材料。

施工安装方法：（1）首先在工厂加工制作各部件和铝合金矩形管，然后将角钢或平板与封板焊接；（2）将高强螺栓从封板的焊接侧穿入，从相应圆孔穿出，然后穿过防松垫圈的圆孔，其中两片垫圈的大齿面相对。将螺母拧入高强螺栓的大螺纹段，将焊接好的封板和角钢或平板与铝合金矩形管通过盲铆钉进行铆接；（3）在现场施工时，转动高强螺栓的多边形段将高强螺栓的小螺纹段拧入节点体相应的螺栓孔中，直至多边形段和节点体顶紧，然后向螺帽方向转动螺母，直至螺母、防松垫圈和封板顶紧。

本发明的有益效果：