本實(shí)用新型涉及一種空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，特別是一種異型截面雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

鋁合金材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，作為一種新型建筑結(jié)構(gòu)材料，已經(jīng)在國外得到廣泛應(yīng)用。我國對鋁合金結(jié)構(gòu)的研究起步較晚，但發(fā)展迅速，目前已建成多個(gè)大型鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式主要為H型鋁截面-板式節(jié)點(diǎn)連接單層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和佛倫蒂爾小雙層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。隨著在工程中的應(yīng)用,這兩種鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系暴露出一些自身的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)H型鋁截面-板式節(jié)點(diǎn)連接單層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)只是連接了H型鋁合金桿件的上下翼緣，并沒有連接腹板，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的抗剪剛度較弱，降低了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力。

2)鋁合金材料彈性模量較小，剛度較弱，因此H型單層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，其承載力受穩(wěn)定性控制，鋁合金材料強(qiáng)度難以充分發(fā)揮，降低了材料利用率。

3)佛倫蒂爾小雙層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的毅式節(jié)點(diǎn)剛度較弱，且由于毅式節(jié)點(diǎn)本身的局限性,導(dǎo)致上下兩層桿件之間的距離較小，目前已建和在建的佛倫蒂爾小雙層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的上下兩層桿件的高度一般在0.5米左右，導(dǎo)致此結(jié)構(gòu)體系的受力性能接近于單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定性較差，因此鋁合金材料強(qiáng)度難以充分發(fā)揮,降低了材料利用率。

綜上所述，目前鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)主要為單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)承載力受穩(wěn)定性控制；現(xiàn)有雙層鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中需要使用焊縫連接，鋁合金材料對高溫較為敏感，焊縫熱影響區(qū)材料強(qiáng)度退化嚴(yán)重，故雙層鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不適用于雙層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。因此，亟需提出一種全螺栓裝配的雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種異型截面雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠有效改善鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載力，提高鋁合金材料的強(qiáng)度利用率。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種異型截面雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括位于上層的多個(gè)異型截面鋁合金桿件Ⅰ和位于下層的多個(gè)異型截面鋁合金桿件Ⅱ，所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ結(jié)構(gòu)相同，均采用“開”字型結(jié)構(gòu)，設(shè)有沿側(cè)向凸出的上下兩層翼緣和沿垂向凸出的左右兩道翼緣，所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ的垂向翼緣與所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ的垂向翼緣相對；所有所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ采用圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ連接，所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的上蓋板與所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ的側(cè)向上層翼緣以及所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板與所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ的側(cè)向下層翼緣分別采用螺栓Ⅰ連接；在所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板的下表面中部設(shè)有兩個(gè)與其一體成型的連接耳板Ⅰ，兩個(gè)所述連接耳板Ⅰ左右相對設(shè)置；所有所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ采用圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ連接，所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板與所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ的側(cè)向上層翼緣以及所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的下蓋板與所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ的側(cè)向下層翼緣分別采用螺栓Ⅱ連接；在所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板的上表面中部設(shè)有兩個(gè)與其一體成型的連接耳板Ⅱ，兩個(gè)所述連接耳板Ⅱ左右相對設(shè)置；上下相對的所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ采用斜腹鋁板組連接，所述斜腹鋁板組設(shè)有兩個(gè)左右相對且通過螺栓Ⅲ連接在一起的斜腹鋁板，所述斜腹鋁板與所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ的垂向翼緣和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ的垂向翼緣采用螺栓Ⅳ連接；上下相對的所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板和所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板采用兩個(gè)左右相對且通過螺栓Ⅴ連接的豎腹鋁板連接，所述豎腹鋁板與所述連接耳板Ⅰ和所述連接耳板Ⅱ采用螺栓Ⅵ連接。

所述豎腹鋁板設(shè)置在所述連接耳板Ⅰ和所述連接耳板Ⅱ的外側(cè)，所述斜腹鋁板設(shè)置在所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ的垂向翼緣和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ的垂向翼緣外側(cè)。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：通過采用左右組對設(shè)置的腹部鋁板將上下兩層截面為“開”字型的桿件全部采用螺栓連接，并形成雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，避免了在鋁合金結(jié)構(gòu)中使用焊縫連接，提高了鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和鋁合金材料強(qiáng)度的利用率，并且本實(shí)用新型施工簡單，操作方便。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)體系二維示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的異型截面鋁合金桿件Ⅰ和異型截面鋁合金桿件Ⅱ橫截面圖；

圖3為本實(shí)用新型的異型截面鋁合金桿件Ⅰ和異型截面鋁合金桿件Ⅱ用斜腹鋁板組連接的正視圖；

圖4為本實(shí)用新型的異型截面鋁合金桿件Ⅰ和異型截面鋁合金桿件Ⅱ用斜腹鋁板組連接的側(cè)視圖；

圖5為本實(shí)用新型在圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ和圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ處的三維示意圖。

圖中：1、異型截面鋁合金桿件Ⅰ；2、異型截面鋁合金桿件Ⅱ；3、斜腹鋁板；4、豎腹鋁板；5a、圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的上蓋板；5b、圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板；6a、圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板；6b、圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的下蓋板；7、螺栓Ⅰ；8、螺栓Ⅲ，9、螺栓Ⅳ，10、螺栓Ⅵ，11、連接耳板Ⅱ。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請參閱圖1～圖5，一種異型截面雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括位于上層的多個(gè)異型截面鋁合金桿件Ⅰ1和位于下層的多個(gè)異型截面鋁合金桿件Ⅱ2，所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2結(jié)構(gòu)相同，均采用“開”字型結(jié)構(gòu)，設(shè)有沿側(cè)向凸出的上下兩層翼緣和沿垂向凸出的左右兩道翼緣；所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1的垂向翼緣與所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2的垂向翼緣相對。

所有所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1采用圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ連接，所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的上蓋板5a與所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1的側(cè)向上層翼緣以及所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板5b與所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1的側(cè)向下層翼緣分別采用螺栓Ⅰ7連接；在所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板5b的下表面中部設(shè)有兩個(gè)與其一體成型的連接耳板Ⅰ，兩個(gè)所述連接耳板Ⅰ左右相對設(shè)置。

所有所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2采用圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ連接，所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板6a與所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2的側(cè)向上層翼緣以及所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的下蓋板6b與所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2的側(cè)向下層翼緣分別采用螺栓Ⅱ連接；在所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板6a的上表面中部設(shè)有兩個(gè)與其一體成型的連接耳板Ⅱ11，兩個(gè)所述連接耳板Ⅱ11左右相對設(shè)置。

上下相對的所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2采用斜腹鋁板組連接，所述斜腹鋁板組設(shè)有兩個(gè)左右相對且通過螺栓Ⅲ8連接在一起的斜腹鋁板3，位置對應(yīng)的兩塊斜腹鋁板3用若干個(gè)等間距的螺栓Ⅲ8連在一起，使兩塊斜腹鋁板協(xié)同工作，形成抗彎剛度較好的腹桿，與上下兩層異型截面鋁合金桿件形成雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，有效改善了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載力，提高了鋁合金材料的利用率。

所述斜腹鋁板3與所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1的垂向翼緣和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2的垂向翼緣采用螺栓Ⅳ9連接。

上下相對的所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅰ的下蓋板5b和所述圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板6a采用兩個(gè)左右相對且通過螺栓Ⅴ連接的豎腹鋁板4連接，位置對應(yīng)的兩塊豎腹鋁板4用若干個(gè)等間距的螺栓Ⅴ連在一起，使兩塊豎腹鋁板協(xié)同工作，形成抗彎剛度較好的腹桿，與上下兩層異型截面鋁合金桿件形成雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，有效改善了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和承載力，提高了鋁合金材料的利用率。所述豎腹鋁板4與所述連接耳板Ⅰ和所述連接耳板Ⅱ11采用螺栓Ⅵ10連接。

在本實(shí)施例中，所述豎腹鋁板4設(shè)置在所述連接耳板Ⅰ和所述連接耳板Ⅱ11的外側(cè)，所述斜腹鋁板3設(shè)置在所述異型截面鋁合金桿件Ⅰ1的垂向翼緣和所述異型截面鋁合金桿件Ⅱ2的垂向翼緣外側(cè)。

進(jìn)行異型截面雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的制作安裝時(shí)，首先根據(jù)異型截面雙層鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙，在工廠將異型截面鋁合金桿件、鋁板、圓盤節(jié)點(diǎn)及其相應(yīng)配件進(jìn)行精確加工，包括這些組件及配件的螺栓孔預(yù)留，隨后將這些組件及配件運(yùn)送至施工現(xiàn)場。

現(xiàn)場安裝時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場安裝設(shè)備和空間條件，或采用散裝法，或采用分塊安裝法、或采用整體裝配頂升法進(jìn)行螺栓裝配和安裝固定。下面以高空散裝法為例進(jìn)行說明。按照由周圈向中央、先下層后上層的施工順序，首先在地面上進(jìn)行周邊支承下層圓盤節(jié)點(diǎn)的預(yù)拼裝，根據(jù)測量放樣的支座中線點(diǎn)安裝周邊支承圓盤節(jié)點(diǎn)并固定后，進(jìn)行周圈桿件安裝。然后進(jìn)行中間結(jié)構(gòu)圓盤節(jié)點(diǎn)與桿件的安裝，具體地講，對于圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ，首先將異型截面鋁合金桿件2和圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的下蓋板6b吊至高空，然后采用螺栓Ⅱ?qū)X合金桿件2的側(cè)向下層翼緣與圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的下蓋板6b連接在一起。待異型截面鋁合金桿件Ⅱ2與圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的下蓋板6b連接完成后，再采用螺栓Ⅱ?qū)A盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ的上蓋板6a與異型截面鋁合金桿件2的側(cè)向上層翼緣連接在一起。中間結(jié)構(gòu)位于下層的圓盤節(jié)點(diǎn)Ⅱ與異型截面鋁合金桿件Ⅱ2安裝完成后，進(jìn)行上層鋁合金網(wǎng)格的安裝固定，方法同下層鋁合金網(wǎng)格。之后通過螺栓Ⅳ9將斜腹鋁板3與異型截面鋁合金桿件Ⅱ2的側(cè)向上層翼緣和異型截面鋁合金桿件Ⅰ1的側(cè)向下層翼緣連接在一起，采用螺栓Ⅵ10將豎腹鋁板4與所述連接耳板Ⅰ和所述連接耳板Ⅱ11連接在一起。最后，采用螺栓Ⅲ將相對的兩塊斜腹鋁板3連接在一起，采用螺栓Ⅴ將相對的兩塊豎腹鋁板4連接在一起。如此,按照由周圈向中央、先下層后上層逐級施工，直至雙層鋁合金網(wǎng)格結(jié)構(gòu)安裝完成。

盡管上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。