螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑結構【技術領域】，涉及一種螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，包括多個H型鋁合金桿件，位于上層的H型鋁合金桿件通過上層的螺栓裝配節(jié)點與豎鋁合金圓腹桿的上端相連，位于下層的H型鋁合金桿件通過下層的螺栓裝配節(jié)點與豎鋁合金圓腹桿的下端相連，所述的螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板、下蓋板、中心肋管和肋板，肋板與中心肋管連接在一起，中心肋管通過螺栓與上蓋板、下蓋板連接在一起；H型鋁合金桿件的上翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的上蓋板連接在一起，下翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的下蓋板連接在一起，H型鋁合金桿件的腹板通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的肋板連接在一起，形成螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構。本發(fā)明能夠提高結構體系的整體穩(wěn)定性，提高材料利用率。
【專利說明】螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金網殼結構，更具體地說，涉及一種螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構。
【背景技術】
[0002]鋁合金網殼結構憑借其優(yōu)良的防腐蝕能力，在如游泳館、化工行業(yè)和煤炭行業(yè)的廠房和倉庫、以及海洋氣候條件下的結構等領域得到了廣泛的應用。目前常用的鋁合金網殼結構形式主要是H型單層鋁合金網殼結構和佛倫蒂爾小雙層鋁合金網殼結構。隨著在工程中的應用，這兩種鋁合金網殼結構體系暴露出一些自身的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
[0003]1、H型單層鋁合金網殼結構中節(jié)點只是連接了 H型鋁合金桿件的上下翼緣，并沒有連接腹板，導致節(jié)點的抗剪剛度較弱，降低了結構的穩(wěn)定承載力。
[0004]2、H型單層鋁合金網殼結構屬于單層網殼結構，其承載力主要受穩(wěn)定控制，因此鋁合金材料強度難于充分發(fā)揮，降低了材料利用率。
[0005]3、佛倫蒂爾小雙層鋁合金網殼結構的節(jié)點為轂式節(jié)點，抗彎剛度較弱，導致此結構體系的整體穩(wěn)定性較差。
[0006]4、佛倫蒂爾小雙層鋁合金網殼結構雖然包括上下兩層桿件，但是由于轂式節(jié)點本身的局限性，導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殼結構的上下兩層桿件的高度一般在0.5米左右，導致此結構體系的整體穩(wěn)定性較差，因此鋁合金材料強度難于充分發(fā)揮，降低了材料利用率。

【發(fā)明內容】

[0007]為克服上述現(xiàn)有鋁合金網殼結構技術方面的不足，本發(fā)明提供一種螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構。
[0008]本發(fā)明的技術方案如下:
[0009]一種螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，包括位于上層的多個H型鋁合金桿件、位于下層的多個H型鋁合金桿件、位于上層的H型鋁合金桿件通過上層的螺栓裝配節(jié)點與豎鋁合金圓腹桿的上端相連，位于下層的H型鋁合金桿件通過下層的螺栓裝配節(jié)點與豎鋁合金圓腹桿的下端相連，所述的螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板、下蓋板、中心肋管和肋板，肋板通過焊縫與中心肋管連接在一起，中心肋管通過螺栓與上蓋板、下蓋板連接在一起型鋁合金桿件的上翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的上蓋板連接在一起，H型鋁合金桿件的下翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的下蓋板連接在一起，H型鋁合金桿件的腹板通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的肋板連接在一起，形成螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構。
[0010]作為優(yōu)選實施方式，所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，所述的螺栓裝配節(jié)的上蓋板和下蓋板分別為完整的上蓋板和下蓋板，螺栓裝配節(jié)點可以是等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點，也可以是非等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點。[0011]對于非等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點，有兩種連接方式:一種是在完整的上蓋板的下部還固定有分塊上蓋板，H型鋁合金桿件的上翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的完整的上蓋板或者分塊上蓋板連接在一起；另一種是:在完整的下蓋板的上部還固定有分塊下蓋板，H型鋁合金桿件的下翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的完整的下蓋板或者分塊下蓋板連接在一起。
[0012]所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，螺栓裝配節(jié)點的中心肋管中應當澆筑滿混凝土 ；所述的豎鋁合金圓腹桿可以包括圓形鋁合金管、上端板、下端板，上端板和下端板中包括預留螺栓孔，通過螺栓將豎腹桿與螺栓裝配節(jié)點連接在一起。所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構還可以包括周邊支承螺栓裝配節(jié)點，所述的周邊支承螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板和下蓋板，上蓋板和下蓋板通過焊縫與預埋板連接在一起，預埋板采用不銹鋼板。上層的H型鋁合金桿件和下層的H型鋁合金桿件的布置形式均可采用肋環(huán)型網格、施威德勒型網格、三向網格、凱威特型網格、聯(lián)方型網格、短程線型網格。
[0013]本發(fā)明的有益效果是將新型的螺栓裝配節(jié)點成功應用于雙層鋁合金網殼結構，豐富雙層鋁合金網殼結構的節(jié)點形式，提高結構體系的整體穩(wěn)定性，使鋁合金材料強度得以充分發(fā)揮，提高材料利用率，滿足建筑對更大跨度的要求；并且通過將完整的螺栓裝配節(jié)點的蓋板分塊，克服了匯交于節(jié)點的H型鋁合金桿件必須采用相同截面高度的限制，節(jié)約鋁材，從而降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結構體系二維示意圖；
[0015]圖2為等高H型鋁合金桿件結構軸測圖；
[0016]圖3為非等高H型鋁合金桿件結構軸測圖；
[0017]圖4為等高H型鋁合金桿件結構前視圖；
[0018]圖5為非等高H型鋁合金桿件結構前視圖；
[0019]圖6為等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點軸測圖；
[0020]圖7為等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點分解圖；
[0021]圖8為非等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點軸測圖；
[0022]圖9為非等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點分解圖；
[0023]圖10為周邊支承下層螺栓裝配節(jié)點軸測圖；
[0024]圖11為豎鋁合金圓腹桿軸測圖。
[0025]圖中，1:上層H型鋁合金桿件，2:下層H型鋁合金桿件，3:上層螺栓裝配節(jié)點，4:下層螺栓裝配節(jié)點，5:豎鋁合金圓腹桿，6a:上層螺栓裝配節(jié)點上蓋板，6b:上層螺栓裝配節(jié)點下蓋板，6c:上層螺栓裝配節(jié)點分塊下蓋板，7a:下層螺栓裝配節(jié)點上蓋板，7b:下層螺栓裝配節(jié)點下蓋板，7c:下層螺栓裝配節(jié)點分塊上蓋板，8:螺栓，9:中心肋管，10:肋板，11:連接板，12:豎鋁合金圓腹桿上端板，13:豎鋁合金圓腹桿下端板，14:預埋板，15:混凝土，16:螺栓孔，17:中心肋管上端板，18:中心肋管下端板
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行說明。[0027]如圖1、圖2和圖3所示，本實施例螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，包括上層H型鋁合金桿件1、下層H型鋁合金桿件2、上層螺栓裝配節(jié)點3、下層螺栓裝配節(jié)點4、豎鋁合金圓腹桿5和螺栓8。在本發(fā)明里，上層螺栓裝配節(jié)點3和下層螺栓裝配節(jié)點4結構基本相同，不同之處主要是:前者位于豎鋁合金圓腹桿5的上部，后者位于豎鋁合金圓腹桿5的下部。
[0028]螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構的上層H型鋁合金桿件I和下層H型鋁合金桿件2的布置形式采用三向網格。
[0029]螺栓裝配節(jié)點分為中間結構螺栓裝配節(jié)點和周邊支承螺栓裝配節(jié)點，其中中間結構螺栓裝配節(jié)點又分為等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點和非等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點，如圖4、圖5所示，中間結構螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板、下蓋板、中心肋管和肋板。
[0030]以下層螺栓裝配節(jié)點為例，等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板7a、下蓋板7b、中心肋管9和肋板10，中心肋管9包括圓形鋁合金管、上端板17、下端板18，上端板17和下端板18中包括預留螺栓孔16，通過螺栓8將中心肋管9與下層螺栓裝配節(jié)點的上蓋板7a、下蓋板7b連接在一起，肋板10通過焊縫與中心肋管9連接在一起，如圖6、圖7所示。非等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板7a、下蓋板7b、分塊上蓋板7c、中心肋管9和肋板10，中心肋管9包括圓形鋁合金管、上端板17、下端板18，上端板17和下端板18中包括預留螺栓孔16，通過螺栓8將中心肋管9與下層螺栓裝配節(jié)點的上蓋板7a、下蓋板7b連接在一起，肋板10通過焊縫與中心肋管9連接在一起，分塊上蓋板7c也通過焊縫與中心肋管9連接在一起，如圖8、圖9所示。周邊支承下層螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板7a和下蓋板7b，上蓋板7a和下蓋板7b通過焊縫與預埋板14連接在一起，預埋板14采用不銹鋼板，如圖10所示。
[0031]下層螺栓裝配節(jié)點的中心肋管9中澆筑滿混凝土，如圖7、圖9所示。
[0032]下層螺栓裝配節(jié)點的上蓋板7a、下蓋板7b的預留螺栓孔分為內側螺栓孔和外側螺栓孔，下層螺栓裝配節(jié)點的下蓋板7b的外側螺栓孔與下層H型鋁合金桿件2的下翼緣連接，內側螺栓孔與中心肋管9的下端板18連接；下層螺栓裝配節(jié)點的上蓋板7a的外側螺栓孔與下層H型鋁合金桿件2的上翼緣連接，內側螺栓孔與中心肋管9的上端板17、豎鋁合金圓腹桿5的下端板13連接。非等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點的分塊上蓋板7c只包括外側螺栓孔，與下層H型鋁合金桿件2的上翼緣連接。
[0033]下層H型鋁合金桿件2的上翼緣通過螺栓8與下層螺栓裝配節(jié)點的上蓋板7a或分塊上蓋板7c連接在一起，下層H型鋁合金桿件2的下翼緣通過螺栓8與下層螺栓裝配節(jié)點的下蓋板7b連接在一起，下層H型鋁合金桿件2的腹板通過螺栓8與下層螺栓裝配節(jié)點的肋板10連接在一起，如圖6?圖10所示。
[0034]上層螺栓裝配節(jié)點的構造及上層H型鋁合金桿件與上層螺栓裝配節(jié)點的連接方式與下層螺栓裝配節(jié)點的情況完全對稱。
[0035]螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構的豎鋁合金圓腹桿5包括圓形鋁合金管、上端板12、下端板13，上端板12和下端板13中包括預留螺栓孔16，如圖11所示，通過螺栓8將豎鋁合金圓腹桿5與螺栓裝配節(jié)點連接在一起，形成螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構。
[0036]進行螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構的制作安裝時，首先根據(jù)螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構的設計圖紙，在工廠將H型鋁合金桿件、豎鋁合金圓腹桿、螺栓裝配節(jié)點及其相應配件進行精確加工，包括這些組件及配件的螺栓孔預留，中心肋管內澆筑滿混凝土，肋板與中心肋管的焊接，分塊上蓋板、分塊下蓋板與中心肋管的焊接，所有焊接工作均在工廠進行，隨后將這些組件及配件運送至施工現(xiàn)場。
[0037]現(xiàn)場安裝時，可根據(jù)現(xiàn)場安裝設備和空間條件，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行螺栓裝配和安裝固定。下面以高空散裝法為例進行說明。按照由周圈向中央、先下層后上層的施工順序，首先在地面上進行周邊支承下層螺栓裝配節(jié)點的預拼裝，根據(jù)測量放樣的支座中線點安裝周邊支承螺栓裝配節(jié)點并點焊固定后，進行首圈桿件安裝。然后進行中間結構螺栓裝配節(jié)點與桿件的安裝，對于等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點，首先在地面上通過螺栓8將中心肋管9與下蓋板7b連接在一起，然后吊至高空通過螺栓8依次將H型鋁合金桿件2的下翼緣與下蓋板7b連接在一起、將H型鋁合金桿件2的腹板與肋板10連接在一起，待6根H型鋁合金桿件2均與下蓋板7b和肋板10連接完成后，再通過螺栓8將上蓋板7a分別與中心肋管9和H型鋁合金桿件2的上翼緣連接在一起；對于非等高H型鋁合金桿件下層螺栓裝配節(jié)點，首先在地面上通過螺栓將中心肋管9與下蓋板7b連接在一起，然后吊至高空通過螺栓8依次將H型鋁合金桿件2的下翼緣與下蓋板7b連接在一起、將H型鋁合金桿件2的腹板與肋板10連接在一起、將H型鋁合金桿件2的上翼緣與分塊上蓋板7c連接在一起，最后通過螺栓8將上蓋板7a分別與中心肋管9和與中心肋管9等高的H型鋁合金桿件2的上翼緣連接在一起。中間結構下層螺栓裝配節(jié)點與桿件安裝完成后，進行上層鋁合金網殼的螺栓裝配和桿件安裝固定，方法同下層鋁合金網殼。最后通過螺栓8將豎鋁合金圓腹桿5與下層螺栓裝配節(jié)點的上蓋板7a和上層螺栓裝配節(jié)點的下蓋板6b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殼結構安裝完成。
【權利要求】
1.一種螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，包括位于上層的多個H型鋁合金桿件、位于下層的多個H型鋁合金桿件、位于上層的H型鋁合金桿件通過上層的螺栓裝配節(jié)點與豎鋁合金圓腹桿的上端相連，位于下層的H型鋁合金桿件通過下層的螺栓裝配節(jié)點與豎鋁合金圓腹桿的下端相連，所述的螺栓裝配節(jié)點包括上蓋板、下蓋板、中心肋管和肋板，肋板通過焊縫與中心肋管連接在一起，中心肋管通過螺栓與上蓋板、下蓋板連接在一起型鋁合金桿件的上翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的上蓋板連接在一起，H型鋁合金桿件的下翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的下蓋板連接在一起，H型鋁合金桿件的腹板通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的肋板連接在一起，形成螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，所述的螺栓裝配節(jié)的上蓋板和下蓋板分別為完整的上蓋板和下蓋板。
3.根據(jù)權利要求2所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，所述的螺栓裝配節(jié)點為等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點。
4.根據(jù)權利要求2所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，所述的螺栓裝配節(jié)點為非等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點，在完整的上蓋板的下部還固定有分塊上蓋板，H型鋁合金桿件的上翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的完整的上蓋板或者分塊上蓋板連接在一起。
5.根據(jù)權利要求2所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，所述的螺栓裝配節(jié)點為非等高H型鋁合金桿件螺栓裝配節(jié)點，在完整的下蓋板的上部還固定有分塊下蓋板，H型鋁合金桿件的下翼緣通過螺栓與螺栓裝配節(jié)點的完整的下蓋板或者分塊下蓋板連接在一起。
6.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，螺栓裝配節(jié)點的中心肋管中燒筑滿混凝土。
7.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，所述的豎鋁合金圓腹桿包括圓形鋁合金管、上端板、下端板，上端板和下端板中包括預留螺栓孔，通過螺栓將豎腹桿與螺栓裝配節(jié)點連接在一起。
8.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構還包括周邊支承螺栓裝配節(jié)點，所述的周邊支承螺栓裝配節(jié)點包括周邊上蓋板和周邊下蓋板，周邊上蓋板和周邊下蓋板通過焊縫與預埋板連接在一起，預埋板采用不銹鋼板。
9.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的螺栓裝配雙層鋁合金網殼結構，其特征在于，上層的H型鋁合金桿件和下層的H型鋁合金桿件的布置形式均可采用肋環(huán)型網格、施威德勒型網格、三向網格、凱威特型網格、聯(lián)方型網格、短程線型網格。
【文檔編號】E04B1/32GK103590488SQ201310534849
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】劉紅波, 陳志華, 王小盾, 何永禹, 周婷 申請人:天津大學