一種網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大跨度空間結(jié)構(gòu)鋼與混凝土組合節(jié)點(diǎn)，屬于建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大跨度空間結(jié)構(gòu)系以桿件為基礎(chǔ)，按一定規(guī)律組成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過節(jié)點(diǎn)連結(jié)而成的空間結(jié)構(gòu)。構(gòu)成網(wǎng)架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體和截頭四角錐等，由這些基本單元可組合成平面形狀的三邊形，四邊形，六邊形，圓形或其他任何形體。這種結(jié)構(gòu)具有空間受力大、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，可用作體育館、影劇院、展覽廳、候車廳、體育場(chǎng)看臺(tái)雨篷、飛機(jī)庫(kù)、雙向大柱網(wǎng)架結(jié)構(gòu)距車間等建筑的屋蓋，目前在國(guó)內(nèi)外得到廣闊應(yīng)用和發(fā)展。其中節(jié)點(diǎn)是大跨度空間結(jié)構(gòu)的最為重要的傳力構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)的受力較為復(fù)雜，受到多個(gè)方向的拉力、壓力、剪力和彎矩的共同作用。大跨度空間結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)形式有焊接球形節(jié)點(diǎn)、螺栓球節(jié)點(diǎn)和相貫節(jié)點(diǎn)等幾種形式。焊接球形節(jié)點(diǎn)可以承受拉力、壓力、剪力和彎矩的共同作用，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處承擔(dān)較大的彎矩作用時(shí)，焊接球是否能達(dá)到完全理想的剛接還有待進(jìn)一步研究。螺栓球連接節(jié)點(diǎn)剛度較弱，相當(dāng)于鉸接，只能承受軸向的拉壓力，無法承受彎矩的作用。相貫節(jié)點(diǎn)造成主管的壁厚和直徑較大，其節(jié)點(diǎn)也不能達(dá)到完全理想的剛接。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，旨在為大跨度空間結(jié)構(gòu)提供一種質(zhì)量輕、剛度大、強(qiáng)度高且變形小的鋼與混凝土組合節(jié)點(diǎn)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種大跨度空間結(jié)構(gòu)鋼與混凝土組合節(jié)點(diǎn)，包括空心的結(jié)構(gòu)主體，在結(jié)構(gòu)主體內(nèi)澆筑混凝土，待混凝土完全凝固后，混凝土與主體結(jié)構(gòu)形成一體的剛性結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度大，剛性好，結(jié)構(gòu)主體的外壁上固定連接有多根連接管，如腹桿、弦桿或腹桿與弦桿的結(jié)合，多根連接管與其他的節(jié)點(diǎn)連接，通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接，形成網(wǎng)架或網(wǎng)殼。
[0005]在授權(quán)公告號(hào)為“CN 102733493 B”、實(shí)用新型名稱為“鋼管混凝土桁架防脫粘節(jié)點(diǎn)及其施工方法”的專利文件中，公開了一種通過主管向支管內(nèi)灌注混凝土的結(jié)構(gòu)和施工方式，保證主管與支管之間的連接強(qiáng)度和密實(shí)性，解決了傳統(tǒng)鋼管混凝土桁架只在主管內(nèi)部填充混凝土而造成的節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土與鋼管內(nèi)壁容易發(fā)生脫粘的問題，提高了節(jié)點(diǎn)的承載能力，但是這種結(jié)構(gòu)的質(zhì)量重，主管和支管內(nèi)均填充有混凝土，桁架質(zhì)量大，不適用于大跨度空間結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型只在節(jié)點(diǎn)內(nèi)填充混凝土，不僅提高節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，而且減小了空間結(jié)構(gòu)的重量(由于混凝土的容重為25KN/m3，鋼的容重為78KN/m3，相對(duì)于實(shí)心鋼節(jié)點(diǎn)，本實(shí)用新型的強(qiáng)度和剛度相差無幾，但重量卻小很多)。另外，本實(shí)用新型的加工周期短，成本低，能夠滿足大型鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度需求。
[0006]在授權(quán)公告號(hào)為“CN 102002981 B”、發(fā)明名稱為“鋼半球內(nèi)筑混凝土節(jié)點(diǎn)及其施工方法”的專利文件中，公開了一種鋼半球內(nèi)筑混凝土節(jié)點(diǎn)及其施工方法，其技術(shù)方案為:節(jié)點(diǎn)構(gòu)件由扣置的殼狀鋼半球、圓形封底底板、連接下部建筑結(jié)構(gòu)的鋼骨柱和連接上部建筑結(jié)構(gòu)的牛腿四部分連接而成，牛腿的一端連接在殼狀鋼半球的殼體外圍，另一端與上部建筑結(jié)構(gòu)連接，殼狀鋼半球的底面焊接有圓形封底底板，圓形封底底板中心開有灌注孔，所述殼狀鋼半球的殼體內(nèi)部通過灌注孔澆注有混凝土，圓形封底底板與鋼骨柱的頂面焊接，所述鋼骨柱的鋼骨包括頂面的圓形支撐頂板和下面與之焊接的十字肋板鋼骨，圓形支撐頂板的中心開的澆注孔。僅解決了混凝土柱向鋼結(jié)構(gòu)支撐過渡的固定支座問題，與本實(shí)用新型的增加節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度也不相同，上述的專利文件中也沒有任何關(guān)于如何增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度的技術(shù)方案，本申請(qǐng)通過在空心結(jié)構(gòu)體內(nèi)灌注混凝土，很好地解決了空心鋼節(jié)點(diǎn)剛度和強(qiáng)度差的問題。
[0007]其中，為了降低制造成本，考慮到取材的方便性和通用性，結(jié)構(gòu)主體選用市場(chǎng)上通用的空心鋼管，空心鋼管的側(cè)板均與截面積漸變的空心過渡件固定連接，過渡件的大口端與空心管的開端口截面相同并固定對(duì)接，過渡件的小口端與連接管端口截面相同并固定對(duì)接，過渡件與空心管之間無縫連接，保證節(jié)點(diǎn)與過渡件之間的連接強(qiáng)度。
[0008]其中，結(jié)構(gòu)主體的內(nèi)腔設(shè)置有襯管，所述襯管與結(jié)構(gòu)主體同心設(shè)置，且襯管的長(zhǎng)度與結(jié)構(gòu)主體的長(zhǎng)度相同，所述結(jié)構(gòu)主體的兩端均焊接有端蓋，所述端蓋、襯管外壁與結(jié)構(gòu)主體內(nèi)壁之間形成密封空腔，所述襯管內(nèi)灌注有混凝土，所述襯管的外壁與結(jié)構(gòu)主體的內(nèi)壁之間灌注有混凝土，所述結(jié)構(gòu)主體的外壁上固定連接有多根連接管，保證節(jié)點(diǎn)整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免因過渡件的強(qiáng)度不夠而引起節(jié)點(diǎn)整體變形，提高鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和安全性。
[0009]其中，結(jié)構(gòu)主體的結(jié)構(gòu)為六塊側(cè)板圍成的正六邊形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體的每塊側(cè)板上均連接有截面積漸變的空心過渡件，所述過渡件的大口端與結(jié)構(gòu)主體的外壁相連，大口端截面與側(cè)板截面大小相同并通過焊接的方式相連，過渡件的小口端與連接管的一端相連，小口端截面與連接管截面相同并通過焊接的方式相連，過渡件的承載力更大，通過節(jié)點(diǎn)連成后的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。
[0010]其中，作為另一種連接方式，結(jié)構(gòu)主體的結(jié)構(gòu)為六塊側(cè)板圍成的正六邊形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體的每塊側(cè)板上均連接有方形截面的空心連接管，連接管截面與結(jié)構(gòu)主體側(cè)板的大小相同并通過焊接的方式相連。
[0011 ] 其中，過渡件內(nèi)與灌注有混凝土，密封后，過渡件內(nèi)的混凝土不易出現(xiàn)破碎或開裂現(xiàn)象，過渡件的端口穩(wěn)定性更好，過渡件與連接管連接后，連接處強(qiáng)度大，不易變形。
[0012]其中，襯管內(nèi)設(shè)置有內(nèi)加強(qiáng)筋，所述內(nèi)加強(qiáng)筋由多塊內(nèi)加強(qiáng)板相互組合而成，多塊內(nèi)加強(qiáng)板圍繞襯管的中心軸呈輻射狀均布，所述多塊內(nèi)加強(qiáng)板的一端與襯管的內(nèi)壁相連，所述多塊內(nèi)加強(qiáng)板的另一端連接在一起，內(nèi)加強(qiáng)筋能夠增加襯管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證節(jié)點(diǎn)在受力后不易變形，抗震性能好。
[0013]其中，襯管的外壁與結(jié)構(gòu)主體的內(nèi)壁之間也設(shè)置有外加強(qiáng)筋，所述外加強(qiáng)勁由多塊外加強(qiáng)板首尾相接而成，所述多塊外加強(qiáng)板的一端與襯管的外壁相連，所述多塊外加強(qiáng)板的另一端與結(jié)構(gòu)主體的內(nèi)壁相連，外加強(qiáng)筋能夠增加襯管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證節(jié)點(diǎn)在受力后不易變形，抗震性能好。
[0014]其中，連接管為腹桿，或?yàn)橄覘U，或?yàn)楦箺U與弦桿的組合。
[0015]本實(shí)用新型通過在結(jié)構(gòu)主體內(nèi)灌注混凝土，混凝土硬化后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將連接管與結(jié)構(gòu)主體固定連接形成大跨度空間結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的鋼節(jié)點(diǎn)相比有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1)選用鋼材市場(chǎng)上現(xiàn)有的型鋼在工廠內(nèi)加工，制作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；
[0017]2)可減小節(jié)點(diǎn)的尺寸，使得網(wǎng)殼或網(wǎng)架的外觀更加優(yōu)美；
[0018]3)節(jié)點(diǎn)具有鋼管混凝土剛度大、強(qiáng)度高和變形小的特點(diǎn)，能夠有效地傳遞網(wǎng)架和網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)受到的軸力、剪力和彎矩；
[0019]4)能夠減輕網(wǎng)殼和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的自重，提高網(wǎng)架、網(wǎng)殼的抗震性能，可廣泛應(yīng)用于大跨度網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]圖1為實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。