專利名稱：鋼管構(gòu)件空間復(fù)k型節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，屬于建筑工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前空間結(jié)構(gòu)在建筑工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，尤其多應(yīng)用于大 跨度、高強(qiáng)度的工業(yè)廠房、站臺雨棚、體育場館等重要建筑物中。節(jié)點(diǎn)是 空間結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，空間結(jié)構(gòu)之所以能三維受力、空間作用，節(jié) 點(diǎn)起著關(guān)鍵的作用。合理確定節(jié)點(diǎn)的幾何構(gòu)型、節(jié)點(diǎn)板件厚度與節(jié)點(diǎn)加厚 區(qū)域的范圍以及加勁肋的設(shè)置方式，是保證結(jié)構(gòu)安全性、提高材料利用率、 有效減小用鋼量的關(guān)鍵問題之一。而節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性與桿件截面形式密切相 關(guān)，桿件通常采用圓管、方管、矩形管等截面形式。
目前，國內(nèi)空間結(jié)構(gòu)中鋼管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)形式普遍存在以下不足-
1. 節(jié)點(diǎn)形式較為簡單，節(jié)點(diǎn)處弦桿外腹桿伸出數(shù)量局限性較大。 節(jié)點(diǎn)形式、構(gòu)造、制作工藝在空間結(jié)構(gòu)學(xué)科中占有非常重要的地位，
節(jié)點(diǎn)形式的不斷創(chuàng)新，發(fā)展才會對空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展起到相應(yīng)的推動作用。 而目前國內(nèi)空間結(jié)構(gòu)中鋼管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)形式較為簡單，節(jié)點(diǎn)處弦桿外腹桿 伸出數(shù)量局限性較大，難以應(yīng)對空間結(jié)構(gòu)工程中可能出現(xiàn)的復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)要 求。
2. 方管構(gòu)件的空間節(jié)點(diǎn)形式很少。
目前，由于圓管截面無方向性，在空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛。迄今為止， 國內(nèi)外學(xué)者對于圓管桁架節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行了一些研究，使管桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)技術(shù) 得到了一定的發(fā)展。而方管(矩形管)截面由于方向性強(qiáng)，主要用于平面 桁架，所以方管構(gòu)件的空間節(jié)點(diǎn)形式很少。當(dāng)空間結(jié)構(gòu)中的方管桁架交叉 時(shí)，將有數(shù)根桿件交匯在同一節(jié)點(diǎn)，幾何關(guān)系和受力都很復(fù)雜，這時(shí)就需 要采用新型而且靈活的節(jié)點(diǎn)形式來完成各個(gè)桿件的交匯。 發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)。本發(fā) 明對各桿件之間的夾角及腹桿的數(shù)量進(jìn)行了優(yōu)化，使整體結(jié)構(gòu)受力更合理， 能夠應(yīng)對空間結(jié)構(gòu)工程中可能出現(xiàn)的較為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。本發(fā)明包括弦桿和 腹桿，腹桿與弦桿固定連接。弦桿和腹桿之間的角度以及腹桿和腹桿之間
的角度的取值范圍為30度 150度。
所述的弦桿及腹桿為圓鋼管，在圓鋼管節(jié)點(diǎn)處向外某一側(cè)伸出的腹桿
數(shù)量小于等于弦桿直徑與各腹桿平均直徑的比值取整后的4倍。
所述的弦桿及腹桿為方鋼管或矩形鋼管或菱形鋼管。在鋼管節(jié)點(diǎn)處向 外某一側(cè)伸出的腹桿數(shù)量小于等于弦桿橫截面周長與各腹桿橫截面平均周 長的比值取整后的4倍。
在所述的弦桿及腹桿內(nèi)沿徑向設(shè)置有橫向加勁肋，沿軸向設(shè)置有豎向 加勁肋。
本發(fā)明與一般的空間結(jié)構(gòu)鋼管構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)相比，對腹桿的數(shù)量及各桿件 之間的角度進(jìn)行了限制，這樣可以使整體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的受力更驅(qū)合理，增強(qiáng) 了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，能夠應(yīng)對空間結(jié)構(gòu)工程中可能出現(xiàn)的較為復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)要 求，擁有較廣的應(yīng)用范圍和良好的應(yīng)用前景。另外，本發(fā)明在桿件內(nèi)還設(shè) 置了橫向加勁肋和豎向加勁肋，保證了構(gòu)件的局部穩(wěn)定性，形成剛度較大 的節(jié)點(diǎn)域，使腹桿的內(nèi)力可以有效傳遞，這樣可以適用于任意角度腹桿交 匯的情況，從而避免了采用超大鑄鋼節(jié)點(diǎn)。


圖l:弦桿與腹桿為圓管構(gòu)件時(shí)節(jié)點(diǎn)的示意圖 圖2:弦桿與腹桿為方管構(gòu)件時(shí)節(jié)點(diǎn)的示意圖 圖3:圓鋼管桿件(K+K)節(jié)點(diǎn)形式 圖4:圓鋼管桿件(K+T)節(jié)點(diǎn)形式
圖5:方鋼管構(gòu)件(K+KT)節(jié)點(diǎn)形式 圖6:方鋼管構(gòu)件(KT+KT)節(jié)點(diǎn)形式圖7:方鋼管構(gòu)件(KK+T)節(jié)點(diǎn)形式
圖8:方鋼管構(gòu)件(KK+KT)節(jié)點(diǎn)形式
圖中1、弦桿，2、腹桿。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖1 圖8對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖3所示，包括弦桿1和腹桿2，腹桿2與弦桿1固定 連接，弦桿和腹桿之間的角度以及腹桿和腹桿之間的角度均為50度。本實(shí) 施例中的弦桿及腹桿均為圓鋼管弦桿，如圖1所示。本實(shí)施例中在節(jié)點(diǎn)處 從弦桿向外，在弦桿兩側(cè)伸出了兩個(gè)腹桿平面，兩個(gè)腹桿平面均形成(K+K) 的復(fù)合節(jié)點(diǎn)，即在弦桿兩側(cè)的腹桿的數(shù)量均為兩個(gè)，如圖3所示。
弦桿的直徑為100毫米，所有腹桿的平均直徑為70毫米，弦桿的直徑 與所有腹桿的平均直徑的比值為1.43，取整后為l，所以腹桿的數(shù)量應(yīng)該 小于等于4，本實(shí)施例中選用的是4個(gè)，滿足對腹桿數(shù)量的要求。
本實(shí)施例中的鋼管為空心圓鋼管，在內(nèi)部設(shè)置有徑向固定有橫向加勁 肋，多個(gè)橫向加勁肋沿鋼管的軸向均勻分布。并且在橫向加勁肋上設(shè)置有 孔洞，方便工作人員的焊接。在空心圓鋼管的內(nèi)部沿著鋼管的軸向還設(shè)置 有豎向加勁肋。橫向加勁肋和豎向加勁肋與鋼管的管壁進(jìn)行悍接。 實(shí)施例2:
本實(shí)施例中在弦桿兩側(cè)的腹桿平面形成(K+T)的復(fù)合節(jié)點(diǎn)，如圖4所示， 即在弦桿兩側(cè)的腹桿的數(shù)量分別為一個(gè)或兩個(gè)，也滿足對腹桿數(shù)量的要求。 另外本實(shí)施例中的鋼管為普通實(shí)心管。 實(shí)施例3
本實(shí)施例包括弦桿1和腹桿2，腹桿2與弦桿1固定連接，弦桿和腹桿 之間的角度以及腹桿和腹桿之間的角度均為150度。本實(shí)施例中的弦桿及 腹桿均為方鋼管，如圖2所示。本實(shí)施例中在節(jié)點(diǎn)處從弦桿向外，在弦桿 兩側(cè)伸出了兩個(gè)腹桿平面，兩個(gè)腹桿平面均形成(K+KT)的復(fù)合節(jié)點(diǎn)，即在弦桿兩側(cè)的腹桿的數(shù)量分別為兩個(gè)和三個(gè)，如圖5所示。
本實(shí)施例中弦桿的橫截面周長為400毫米，各腹桿橫截面平均周長為 320毫米，弦桿的橫截面周長與所有腹桿的橫截面平均周長的比值為1.25， 取整后為l，所以腹桿的數(shù)量應(yīng)該小于等于4，本實(shí)施例中在弦桿兩側(cè)選用 的腹桿的數(shù)量分別為兩個(gè)和三個(gè)，滿足對腹桿數(shù)量的要求。
方形管可以為實(shí)心管，也可以為空心管，實(shí)心的情況內(nèi)部可以灌入混 凝土或加入其它材料。
實(shí)施例4:
本實(shí)施例與實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)基本相同，不同指出僅在于在弦桿兩側(cè)的
腹桿平面均形成(KT+KT)的復(fù)合節(jié)點(diǎn)，如圖6所示，弦桿即腹桿的橫截面 周長與實(shí)施例3相同，所以腹桿的數(shù)量滿足要求。
實(shí)施例5:
本實(shí)施例中在弦桿兩側(cè)的腹桿平面形成(KK+T)的復(fù)合節(jié)點(diǎn)，如圖7 所示，弦桿及腹桿的截面形狀為矩形鋼管，弦桿和腹桿之間的角度以及腹 桿和腹桿之間的角度均為30度。本實(shí)施例中弦桿的橫截面周長為360毫米， 各腹桿橫截面平均周長為200毫米，弦桿的橫截面周長與所有腹桿的橫截 面平均周長的比值為1.8，取整后為2，所以腹桿的數(shù)量應(yīng)該小于等于8， 本實(shí)施例中在弦桿兩側(cè)選用的腹桿的數(shù)量分別為兩個(gè)和三個(gè)，滿足對腹桿 數(shù)量的要求。 實(shí)施例6:
本實(shí)施例中在弦桿兩側(cè)的腹桿平面形成(KK+KT)的復(fù)合節(jié)點(diǎn)，如圖8 所示，弦桿及腹桿的截面形狀為菱形鋼管，弦桿和腹桿之間的角度以及腹 桿和腹桿之間的角度均為30度。本實(shí)施例中弦桿的橫截面周長為400毫米， 各腹桿橫截面平均周長為320毫米，弦桿的橫截面周長與所有腹桿的橫截 面平均周長的比值為1.25，取整后為l，所以腹桿的數(shù)量應(yīng)該小于等于4， 本實(shí)施例中在弦桿兩側(cè)選用的腹桿的數(shù)量分別為兩個(gè)和三個(gè)，滿足對腹桿 數(shù)量的要求。本實(shí)施例與實(shí)施例l的結(jié)構(gòu)基本相同，不同指出僅在于弦桿及腹桿 為焊接薄壁箱形管。
權(quán)利要求
1、鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，包括弦桿和腹桿，腹桿與弦桿固定連接；其特征在于弦桿和腹桿之間的角度以及腹桿和腹桿之間的角度的取值范圍為30度～150度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的 弦桿及腹桿為圓鋼管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，其特征在于在圓鋼管節(jié)點(diǎn)處向外的任一側(cè)伸出的腹桿數(shù)量小于等于弦桿直徑與各腹桿平均直徑的比值取整后的4倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述的弦桿及腹桿為方鋼管或矩形鋼管或菱形鋼管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，其特征在于在鋼管節(jié)點(diǎn)處向外的任一側(cè)伸出的腹桿數(shù)量小于等于弦桿橫截面周長與各腹桿橫截面平均周長的比值取整后的4倍。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3或權(quán)利要求4或權(quán)利要求5 所述的鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，其特征在于在所述的弦桿及腹桿內(nèi)沿徑向設(shè)置有橫向加勁肋，沿軸向設(shè)置有豎向加勁肋。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼管構(gòu)件空間復(fù)K型節(jié)點(diǎn)，屬于建筑工程領(lǐng)域。本節(jié)點(diǎn)包括弦桿和腹桿，弦桿和腹桿之間的角度以及腹桿和腹桿之間的角度的取值范圍為30度～150度。當(dāng)腹桿和弦桿為圓鋼管時(shí)，在圓鋼管節(jié)點(diǎn)處向外的任一側(cè)伸出的腹桿數(shù)量小于等于弦桿直徑與各腹桿平均直徑的比值取整后的4倍。當(dāng)弦桿及腹桿為方鋼管、矩形鋼管或菱形鋼管時(shí)，在鋼管節(jié)點(diǎn)處向外的任一側(cè)伸出的腹桿數(shù)量小于等于弦桿橫截面周長與各腹桿橫截面平均周長的比值取整后的4倍。本發(fā)明中在弦桿及腹桿內(nèi)沿徑向設(shè)置有橫向加勁肋，沿軸向設(shè)置有豎向加勁肋。本發(fā)明對腹桿的數(shù)量及各桿件之間的角度進(jìn)行了限制，這樣可以使整體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的受力更驅(qū)合理，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
文檔編號E04B1/58GK101435228SQ200810240509
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者翼 彭, 曹萬林, 王堯鴻, 胡純煬, 重 范 申請人:中國建筑設(shè)計(jì)研究院