一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結構節點的制作方法

本實用新型涉及一種鋁合金空間結構節點，特別是一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結構節點。

背景技術：

鋁合金材料屬于一種新型建筑材料，具有自重輕、比強度高、美觀、耐腐蝕性能好、可以擠壓成型等優點，最初在航空航天領域被廣泛應用，隨后該種材料被引入到了土木工程領域,亦被廣泛推廣。鋁合金與鋼材相比，密度僅為鋼材的1/3，輕盈的結構體系有利于抗震設計，同時自重的降低減小了下部支座的負擔，這一優勢在大跨度空間結構中更為明顯,尤其是在大跨度空間結構快速發展的今天，鋁合金正體現出它的優越性，有著廣闊的發展前景。

國內對于鋁合金的研究起步較晚，國外的研究始于50年代，目前的研究成果相對成熟。近年來，我國對鋁合金的研究步伐正在加快，研究內容也越來越深入廣泛，國內已經建成了10余座大型鋁合金空間結構。如今，鋁合金結構已經成為僅次于鋼結構的重要建筑結構。

對于一個空間結構來說，空間結構是否穩定、施工安裝是否方便、造價高低是否符合要求都與節點存在密切聯系。目前，在鋁合金空間結構中應用最為廣泛的節點為鋁合金圓盤蓋板節點(又稱TEMCOR節點)，這種節點在上下翼緣處分別放置一個蓋板，相連桿件在上下翼緣處各通過8顆不銹鋼緊固螺栓與蓋板連接，大多數的節點上連接六根不銹鋼工字型截面桿件，從而形成空間結構。

但是圓盤蓋板節點仍存在不足之處，由于蓋板僅通過螺栓與桿件翼緣連接，因此節點的抗剪性能很差。由于螺栓孔的存在，無論是桿件還是蓋板都在螺栓孔的邊緣存在應力集中現象，并從圓盤蓋板外邊緣往節點中心逐步減輕，因此在節點使用過程中結構的破壞往往發生在應力集中最大的位置，即蓋板外邊緣處發生，削弱了桿件的抗拉承載力，從而出現了“強構件，弱節點”的現象。這一現象違背了工程設計的“強節點，弱構件”的要求，因此需要對圓盤蓋板節點進行改進優化，以保證工程結構在使用過程中的穩定和安全。

技術實現要素：

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結構節點，該節點能夠加強現有圓盤蓋板節點的抗拉強度，提升其抗拉性能，以保證其滿足工程設計關于“強節點，弱構件”的要求，保證工程結構的穩定性與安全性。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結構節點，包括上下兩塊圓盤蓋板和工字型鋁合金桿件，該節點還包括中心立柱，所述中心立柱設置在上下兩塊所述圓盤蓋板之間，上下兩塊所述圓盤蓋板和所述中心立柱通過對拉螺栓連接在一起；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有桿端嵌入榫；在所述中心立柱上沿其徑向設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蓋板采用高強螺栓連接，所述工字型鋁合金桿件的翼緣板在螺栓連接區域是加寬部，在翼緣板加寬部與未變寬度的翼緣板之間設有過渡段。

所述過渡段與所述未變寬度的翼緣板之間的夾角α＝120°～150°。

本實用新型具有的優點和積極效果是：通過采用加寬工字型鋁合金桿件的翼緣板螺栓連接區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構，增強了現有圓盤蓋板節點的抗拉強度，提升了其抗拉性能，以保證其滿足工程設計關于“強節點，弱構件”的要求，保證工程結構的穩定性與安全性。

附圖說明

圖1為本實用新型的三維示意圖；

圖2為本實用新型的三維拆分示意圖；

圖3為本實用新型的工字型鋁合金桿件翼緣加寬示意圖；

圖4為本實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為本實用新型的圓盤蓋板示意圖。

圖中：1、對拉螺栓，2、高強螺栓，3、圓盤蓋板，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、過渡段。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1～圖6，一種連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結構節點，包括上下兩塊圓盤蓋板3和工字型鋁合金桿件4，該節點還包括中心立柱5，所述中心立柱5設置在上下兩塊所述圓盤蓋板3之間，上下兩塊所述圓盤蓋板3和所述中心立柱5通過對拉螺栓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的一端設有桿端嵌入榫6；在所述中心立柱5上沿其徑向設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蓋板3采用高強螺栓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有過渡段10。

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

為了更好地說明本實用新型的實施方式，現舉一應用實例進行說明：

上述連接桿件翼緣加寬型鋁合金空間結構節點在某工程中應用，工字型鋁合金桿件4的尺寸為400*280*15*10，則l₁＝280mm，根據受力分析和相關計算，確定l₂＝338mm，倒角α取150°，則過渡區域的長度d＝(l₂-l₁)/tan(180°-α)＝(338-280)/tan(180°-150°)＝100mm。之后根據節點受力大小確定上下圓盤蓋板3的半徑和厚度以及使用的高強螺栓2的個數和種類，并根據構造要求確定其他的尺寸。

盡管上面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍的情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。