本實(shí)用新型涉及一種鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，特別是一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

鋁合金材料屬于一種新型建筑材料，具有自重輕、比強(qiáng)度高、美觀、耐腐蝕性能好、可以擠壓成型等優(yōu)點(diǎn)，最初在航空航天領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，隨后該種材料被引入到了土木工程領(lǐng)域,亦被廣泛推廣。鋁合金與鋼材相比，密度僅為鋼材的1/3，輕盈的結(jié)構(gòu)體系有利于抗震設(shè)計(jì)，同時(shí)自重的降低減小了下部支座的負(fù)擔(dān)，這一優(yōu)勢(shì)在大跨度空間結(jié)構(gòu)中更為明顯,尤其是在大跨度空間結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的今天，鋁合金正體現(xiàn)出它的優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前景。

國(guó)內(nèi)對(duì)于鋁合金的研究起步較晚，國(guó)外的研究始于50年代，目前的研究成果相對(duì)成熟。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)鋁合金的研究步伐正在加快，研究?jī)?nèi)容也越來(lái)越深入廣泛，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成了10余座大型鋁合金空間結(jié)構(gòu)。如今，鋁合金結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為僅次于鋼結(jié)構(gòu)的重要建筑結(jié)構(gòu)。

對(duì)于一個(gè)空間結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，空間結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、施工安裝是否方便、造價(jià)高低是否符合要求都與節(jié)點(diǎn)存在密切聯(lián)系。目前，在鋁合金空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的節(jié)點(diǎn)為鋁合金圓盤(pán)蓋板節(jié)點(diǎn)(又稱TEMCOR節(jié)點(diǎn))，這種節(jié)點(diǎn)在上下翼緣處分別放置一個(gè)蓋板，相連桿件在上下翼緣處各通過(guò)8顆不銹鋼緊固螺栓與蓋板連接，大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)上連接六根不銹鋼工字型截面桿件，從而形成空間結(jié)構(gòu)。

但是圓盤(pán)蓋板節(jié)點(diǎn)仍存在不足之處，由于蓋板僅通過(guò)螺栓與桿件翼緣連接，因此節(jié)點(diǎn)的抗剪性能很差。由于螺栓孔的存在，無(wú)論是桿件還是蓋板都在螺栓孔的邊緣存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，并從圓盤(pán)蓋板外邊緣往節(jié)點(diǎn)中心逐步減輕，因此在節(jié)點(diǎn)使用過(guò)程中結(jié)構(gòu)的破壞往往發(fā)生在應(yīng)力集中最大的位置，即蓋板外邊緣處發(fā)生，削弱了桿件的抗拉承載力，從而出現(xiàn)了“強(qiáng)構(gòu)件，弱節(jié)點(diǎn)”的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象違背了工程設(shè)計(jì)的“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，因此需要對(duì)圓盤(pán)蓋板節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，以保證工程結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的穩(wěn)定和安全。

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(wèn)題而提供一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)能夠加強(qiáng)現(xiàn)有圓盤(pán)蓋板節(jié)點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度，提升其抗拉性能，以保證其滿足工程設(shè)計(jì)關(guān)于“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括上下兩塊圓盤(pán)蓋板和工字型鋁合金桿件，該節(jié)點(diǎn)還包括中心立柱，所述中心立柱設(shè)置在上下兩塊所述圓盤(pán)蓋板之間，上下兩塊所述圓盤(pán)蓋板和所述中心立柱通過(guò)對(duì)拉螺栓連接在一起；所述工字型鋁合金桿件在靠近所述中心立柱的端部設(shè)有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱的一端設(shè)有桿端嵌入榫；在所述中心立柱上沿其徑向設(shè)有與所述腹板凸出部吻合的嵌入槽，所述嵌入槽的底部是與所述桿端嵌入榫吻合的嵌入卯；所述工字型鋁合金桿件的翼緣板與所述圓盤(pán)蓋板采用高強(qiáng)螺栓連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板在螺栓連接區(qū)域是加寬部，在翼緣板加寬部與未變寬度的翼緣板之間設(shè)有過(guò)渡段。

所述過(guò)渡段與所述未變寬度的翼緣板之間的夾角α＝120°～150°。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：通過(guò)采用加寬工字型鋁合金桿件的翼緣板螺栓連接區(qū)以及使工字型鋁合金桿件與中心立柱采用榫卯嵌合連接的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了現(xiàn)有圓盤(pán)蓋板節(jié)點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度，提升了其抗拉性能，以保證其滿足工程設(shè)計(jì)關(guān)于“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”的要求，保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的三維示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的三維拆分示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的工字型鋁合金桿件翼緣加寬示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的工字型鋁合金桿件和中心立柱嵌入連接的立體示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的工字型鋁合金桿件和中心立柱嵌入連接的俯視示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的圓盤(pán)蓋板示意圖。

圖中：1、對(duì)拉螺栓，2、高強(qiáng)螺栓，3、圓盤(pán)蓋板，4、工字型鋁合金桿件，5、中心立柱；6、桿端嵌入榫；7、嵌入槽；8、嵌入卯；9、翼緣板加寬部；10、過(guò)渡段。

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(shuō)明如下：

請(qǐng)參閱圖1～圖6，一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，包括上下兩塊圓盤(pán)蓋板3和工字型鋁合金桿件4，該節(jié)點(diǎn)還包括中心立柱5，所述中心立柱5設(shè)置在上下兩塊所述圓盤(pán)蓋板3之間，上下兩塊所述圓盤(pán)蓋板3和所述中心立柱5通過(guò)對(duì)拉螺栓1連接在一起。

所述工字型鋁合金桿件4在靠近所述中心立柱5的端部設(shè)有腹板凸出部，在所述腹板凸出部靠近所述中心立柱5的一端設(shè)有桿端嵌入榫6；在所述中心立柱5上沿其徑向設(shè)有與所述腹板凸出部吻合的嵌入槽7，所述嵌入槽7的底部是與所述桿端嵌入榫6吻合的嵌入卯8。

所述工字型鋁合金桿件4的翼緣板與所述圓盤(pán)蓋板3采用高強(qiáng)螺栓2連接，所述工字型鋁合金桿件4的翼緣板在螺栓連接區(qū)域是加寬部，在翼緣板加寬部9與未變寬度的翼緣板之間設(shè)有過(guò)渡段10。

在本實(shí)施例中，為了保證過(guò)渡段10在起始位置和終止位置的應(yīng)力集中系數(shù)不變，應(yīng)使所述過(guò)渡段10與所述未變寬度的翼緣板之間的夾角α＝120°～150°為宜。

為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，現(xiàn)舉一應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明：

上述連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)在某工程中應(yīng)用，工字型鋁合金桿件4的尺寸為400*280*15*10，則l₁＝280mm，根據(jù)受力分析和相關(guān)計(jì)算，確定l₂＝338mm，倒角α取150°，則過(guò)渡區(qū)域的長(zhǎng)度d＝(l₂-l₁)/tan(180°-α)＝(338-280)/tan(180°-150°)＝100mm。之后根據(jù)節(jié)點(diǎn)受力大小確定上下圓盤(pán)蓋板3的半徑和厚度以及使用的高強(qiáng)螺栓2的個(gè)數(shù)和種類，并根據(jù)構(gòu)造要求確定其他的尺寸。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)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，還可以作出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。