一種抗拉焊接空心球節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種抗拉焊接空心球節(jié)點，它是由殼體、支撐系統(tǒng)和緊固系統(tǒng)構(gòu)成；其中殼體由左半球殼體、右半球殼體和圓環(huán)板組成，構(gòu)成焊接空心球外殼，用于連接空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的圓鋼管；支撐系統(tǒng)由斜桿、直桿和輔助鋼板組成，斜桿與直桿按一定夾角焊接在一起，在斜桿與直桿匯交處焊接輔助鋼板；緊固系統(tǒng)構(gòu)由高強螺母和高強螺栓桿組成，二者分別焊接在左、右輔助鋼板上，在組裝時旋轉(zhuǎn)擰緊后在進行焊接，使左、右半球殼體成一個整體。本實用新型通過在焊接空心球內(nèi)部增加支撐系統(tǒng)和圓環(huán)板，增加了焊接空心球的承載能力和剛度；在與普通焊接空心球承載能力形同的情況下具有重量輕和變形小的優(yōu)點，特別適用于大跨度的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
一種抗拉焊接空心球節(jié)點
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型公布了一種抗拉焊接空心球節(jié)點，特別適用于大跨度的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種空間桿系結(jié)構(gòu)，它是由連接桿件按照一定的形式通過節(jié)點連接而成，具有三維受力特點，能承受各方向的作用，具有較高的安全儲備。由于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體性好、空間剛度大、自重輕、施工速度快；因此廣泛應(yīng)用于大會堂、影劇院、體育館、航空港等公共建筑和飛機庫、造船廠的船體結(jié)構(gòu)車間等工業(yè)建筑。
[0003]空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的弦桿層數(shù)根據(jù)所處位置不同可分為上弦桿、下弦桿和腹桿，其中上層弦桿受壓應(yīng)力下層弦桿受拉應(yīng)力。由于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在非對稱荷載、集中荷載和動荷載作用下，需要承受較大的內(nèi)力，因此對連接桿件和節(jié)點的強度要求要比普通鋼結(jié)構(gòu)要高。
[0004]空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中起著連接匯交桿件、傳遞桿件內(nèi)力的作用。由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在每個節(jié)點上匯交的桿件較多，且這些桿件往往不在同一平面內(nèi)，故網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造要比平面桁架復雜得多。因此節(jié)點形式是否合理，將直接影響網(wǎng)架的工作性能、安裝質(zhì)量、用鋼量及工程造價等，節(jié)點形式的選擇對空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的重要性不言而喻。
[0005]空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)常用的節(jié)點的構(gòu)造形式有焊接空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點、焊接鋼板節(jié)點、焊接鋼管節(jié)點等。由于焊接空心球節(jié)點比其它節(jié)點能夠承擔較大的內(nèi)力且具有傳力明確、構(gòu)造簡單的優(yōu)點，因此空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點常選用焊接空心球節(jié)點。
[0006]目前焊接空心球節(jié)點是用兩塊圓鋼板經(jīng)熱壓或冷壓成兩個半球后對焊而成。但是當空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)跨度較大或承受荷載較大時，下弦桿連接的焊接空心球節(jié)點難以承受如此大的拉應(yīng)力，大大限制了空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展;若單將空心球的直徑做大，不僅會浪費材料還會增加結(jié)構(gòu)自重。
[0007]綜上所述，需要提供一種制作簡單、施工方便、適應(yīng)性強的抗拉焊接空心球節(jié)點，彌補目前焊接空心球節(jié)點技術(shù)存在的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型針對現(xiàn)有焊接空心球節(jié)點技術(shù)存在的不足，提供了一種抗拉焊接空心球節(jié)點，能夠很好的解決普通焊接空心球節(jié)點承載力不足的問題，可廣泛應(yīng)用于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
[0009]本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點的構(gòu)造是:由殼體、支撐系統(tǒng)和緊固系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于，所述的殼體由左半球殼體、右半球殼體和圓環(huán)板組成，所述的支撐系統(tǒng)由斜桿、直桿和輔助鋼板組成，所述的緊固系統(tǒng)構(gòu)由高強螺母和高強螺栓桿組成。
[0010]所述的左半球殼體和右半球殼體是用Q345圓鋼板經(jīng)熱壓形成的半球殼體，邊緣處做有坡口，便于后續(xù)焊接;所述的圓環(huán)板是采用與半球殼體相同的材料切割而成的加勁圓環(huán)板，焊接在右半球殼體邊緣，用以增加焊接空心球的剛度。
[0011]所述的斜桿和直桿是由直徑為18mm?25mm的HRB335級帶肋鋼筋按設(shè)計要求裁切而成的鋼筋桿體，一端焊接在半球殼體內(nèi)側(cè)，另一端焊接在輔助鋼板一側(cè)，斜桿與直桿的角度為30°，在每個半球殼體內(nèi)側(cè)共焊接四根斜桿一根直桿，與輔助鋼板組成支撐系統(tǒng);所述的輔助鋼板為厚度10?20mm的圓形鋼板，一側(cè)焊接斜桿和直桿的匯交面，另一側(cè)則焊接高強螺母或高強螺栓桿。
[0012]所述的高強螺母和高強螺栓桿是鋼結(jié)構(gòu)中采用的高強螺栓的螺母和螺栓桿，其中高強螺母與左半球的輔助鋼板焊接在一起，高強螺栓桿與右側(cè)輔助鋼板焊接在一起;在進行組裝時，二者旋轉(zhuǎn)擰緊構(gòu)成緊固系統(tǒng)。
[0013]本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點，具體包括以下步驟:
[0014](I)按照設(shè)計要加工左半球殼體、右半球殼體，切割圓環(huán)板、輔助鋼板，裁切斜桿和直桿；
[0015](2)將裁切完的斜桿和直桿按照角度要求分別焊接在左半球殼體和右半球殼體內(nèi)側(cè)，將斜桿和直桿匯交處切割打磨平整后焊接輔助鋼板；
[0016](3)將高強螺母和高強螺栓桿分別與左側(cè)輔助鋼板和右側(cè)輔助鋼板進行焊接，沿右半球殼體邊緣將圓環(huán)板和右半球殼體焊接并清除焊渣；
[0017](4)將左半球殼體和右半球殼體對接并旋轉(zhuǎn)，使中心處的高強螺母和高強螺栓桿擰緊，然后沿坡口將左半球殼體、右半球殼體焊接成一個球體，打磨焊縫并清除焊渣。
[0018]本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點，通過在焊接空心球內(nèi)部設(shè)置支撐系統(tǒng)增加了焊接空心球的承載能力，彌補目前焊接空心球節(jié)點存在的缺陷，具有制作簡單、適應(yīng)性強的特點，其優(yōu)點為:
[0019](I)空心球體內(nèi)部支撐系統(tǒng)的斜桿和直桿可由普通建筑鋼筋經(jīng)裁切得到，由于其長度較短也可使用建筑鋼筋余料，即充分利用了資源，又可節(jié)約成本；
[0020](2)高強螺栓在內(nèi)部旋轉(zhuǎn)擰緊之后將支撐體系和左、右半球殼體連成一個整體，不僅提高了焊接空心球的水平承載能力還增加了焊接空心球的剛度；
[0021](3)圓環(huán)板與空心球焊接成為一個整體，在增加豎向承載力的同時也約束了焊接空心球的變形。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點主視圖；
[0023]圖2為本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點右半球側(cè)視圖；
[0024]圖3為本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點與鋼管連接示意圖。
[0025]圖例說明:1-左半球殼體;2-右半球殼體;3-斜桿;4-直桿;5-輔助鋼板;6-高強螺母;7-高強螺栓桿;8-圓環(huán)板;9-焊縫。
【具體實施方式】
[0026]本實用新型提供了一種抗拉焊接空心球節(jié)點，為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0027]如圖1和圖2所示，本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點，主要由左半球殼體1、右半球殼體2、斜桿3、直桿4、輔助鋼板5、高強螺母6、高強螺栓桿7、圓環(huán)板8和焊縫9組成。
[0028]所述的左半球殼體I和右半球殼體2是用Q345圓鋼板經(jīng)熱壓形成的半球殼體，邊緣處做有坡口，便于后續(xù)焊接;所述的圓環(huán)板8是采用與半球殼體相同的材料切割而成的加勁圓環(huán)板，焊接在右半球殼體2邊緣，用以增加焊接空心球的剛度。
[0029]所述的斜桿3和直桿4是由直徑為18mm?25mm的HRB335級帶肋鋼筋按設(shè)計要求裁切而成的鋼筋桿體，一端焊接在半球殼體內(nèi)側(cè)，另一端焊接在輔助鋼板5—側(cè)，斜桿與直桿的角度為30°，在每個半球殼體內(nèi)側(cè)共焊接四根斜3桿一根直桿4，與輔助鋼板5組成支撐系統(tǒng);所述的輔助鋼板5為厚度10?20mm的圓形鋼板，一側(cè)焊接斜桿3和直桿4的匯交面，另一側(cè)則焊接高強螺母6或高強螺栓桿7。
[0030]所述的高強螺母6和高強螺栓桿7是鋼結(jié)構(gòu)中采用的高強螺栓的螺母和螺栓桿，其中高強螺母6與左半球的輔助鋼板5焊接在一起，高強螺栓桿7與右側(cè)輔助鋼板5焊接在一起;在進行組裝時，二者旋轉(zhuǎn)擰緊構(gòu)成緊固系統(tǒng)。
[0031]本實用新型一種抗拉焊接空心球節(jié)點，具體包括以下步驟:
[0032](I)按照設(shè)計要加工左半球殼體1、右半球殼體2，切割圓環(huán)板8、輔助鋼板5，裁切斜桿3和直桿4;
[0033](2)將裁切完的斜桿3和直桿4按照角度要求分別焊接在左半球殼體I和右半球殼體2內(nèi)側(cè)，將斜桿3和直桿4匯交處切割打磨平整后焊接輔助鋼板5;
[0034](3)將高強螺母6和高強螺栓桿7分別與左側(cè)輔助鋼板5和右側(cè)輔助鋼板5進行焊接，沿右半球殼體2邊緣將圓環(huán)板8和右半球殼體2焊接并清除焊渣；
[0035](4)將左半球殼體I和右半球殼體2對接并旋轉(zhuǎn)，使中心處的高強螺母6和高強螺栓桿7擰緊，然后沿坡口將左半球殼體1、右半球殼體2焊接成一個球體，打磨焊縫9并清除焊渣。
【主權(quán)項】
1.一種抗拉焊接空心球節(jié)點，其特征在于，它是由殼體、支撐系統(tǒng)和緊固系統(tǒng)構(gòu)成;所述的殼體由左半球殼體、右半球殼體和圓環(huán)板組成，其中殼體是由圓鋼板經(jīng)熱壓形成的半球殼體，左、右半球殼體構(gòu)成焊接空心球外殼，用于連接空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的圓鋼管;所述的支撐系統(tǒng)由斜桿、直桿和輔助鋼板組成，斜桿和直桿是由HRB335級帶肋鋼筋按設(shè)計要求裁切而成的鋼筋桿體，斜桿與直桿按一定夾角焊接在一起，輔助鋼板焊接在斜桿與直桿匯交處；所述的緊固系統(tǒng)構(gòu)由高強螺母和高強螺栓桿組成，是鋼結(jié)構(gòu)中采用的高強螺栓的螺母和螺栓桿，分別焊接在左、右半球的輔助鋼板上。
【文檔編號】E04B1/58GK205637116SQ201620412843
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】朱慶文, 杜貽騰, 李承勝, 賈緒路, 劉啟順, 吳帥, 陳佃浩, 段會玲
【申請人】山東科技大學, 李廷春