提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统及方法与流程

本发明属于空间网格结构领域，涉及一种提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统及方法。

背景技术：

空间网格结构的轻型、坚固、大空间与透明度的特点在建筑和结构设计人中的不断探索和创新下越来越多的得到应用，然而现有空间网格结构中各中心节点的连接均采用刚性连接，变形位移较小，从而极大的降低了空间网格结构的抗连续倒塌性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统及方法，该系统及方法能够有效的提高空间网格结构的抗连续倒塌性能。

为达到上述目的，本发明所述的提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统包括若干中心节点，相邻两个中心节点之间设置有第一连接管，各中心节点上均设置有衬管，第一连接管上设有第一限位块，衬管上设置有第二限位块，其中，第一限位块与第二限位块相配合。

当需要提高空间网格结构的抗悬链线性能时，第一限位块固定于第一连接管的内壁上，第二限位块固定于衬管的外壁上，第一限位块位于第二限位块与中心节点之间，且衬管插入于第一连接管内，在初始状态下，第一连接管的端部与中心节点相连接，第一限位块与第二限位块之间有间隙，在拉伸过程中，当第一连接管断裂时，第一限位块与第二限位块卡接。

当需要提高空间网格结构的抗压稳定性能时，第一限位块位于第一连接管的外壁上，第二限位块位于衬管的内壁上，第一限位块位于第二限位块与中心节点之间，且衬管套接于第一连接管上，在初始状态下，第一连接管的端部与中心节点分离，且第一限位块与第二限位块卡接，第一连接管内套接有第二连接管，其中，第二连接管的端部与中心节点相连接；当第一连接管受压或者屈曲时，第一限位块与第二限位块分离，第一连接管的端部与中心节点相接触。

第一限位块的数目大于等于2，且各第一限位块沿周向均匀分布。

第一限位块的数目大于等于2，且各第一限位块沿周向均匀分布。

本发明所述提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现方法包括以下步骤：

在第一连接管在拉伸过程中，当第一连接管与中心节点的连接位置断裂时，第一限位块向第二限位块滑动，并最终与第二限位块相卡接，使得第一连接管上的拉伸力通过第一限位块、第二限位块及衬管传递到中心节点上，以提高相邻中心节点之间的变形能力，并最终随着变形的增大，而导致衬管断裂。

本发明所述提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现方法包括以下步骤：

在第二连接管压缩变形过程中，相邻中心节点之间的距离变小，从而使得第一连接管与中心节点之间的距离逐渐缩小，并最终与中心节点相接触，从而使得第一连接管与第二连接管共同参与相邻中心节点之间的压缩变形。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统及方法在具体操作时，相邻两个中心节点之间设有第一连接管，各中心节点上设置有衬管，第一连接管上设置有第一限位块，衬管上设置有第二限位块，通过第一限位块与第二限位块相配合，使得衬管及第一连接管参与相邻中心节点之间的受力，以提高空间网格结构的抗连续倒塌性能，结构简单，操作方便，实用性较强。

附图说明

图1为实施例一的变形过程示意图；

图2为实施例一与现有技术的性能对比图；

图3为实施例二的变形过程示意图；

图4为实施例二与现有技术的性能对比图。

其中，1为第一连接管、2为衬管、3为第一限位块、4为第二限位块、5为第二连接管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统包括若干中心节点，相邻两个中心节点之间设置有第一连接管1，各中心节点上均设置有衬管2，第一连接管1上设有第一限位块3，衬管2上设置有第二限位块4，其中，第一限位块3与第二限位块4相配合。

实施例一

参考图1，本实施例需要提高空间网格结构的抗悬链线性能，其中，第一限位块3固定于第一连接管1的内壁上，第二限位块4固定于衬管2的外壁上，第一限位块3位于第二限位块4与中心节点之间，且衬管2插入于第一连接管1内，在初始状态下，第一连接管1的端部与中心节点相连接，第一限位块3与第二限位块4之间有间隙，在拉伸过程中，当第一连接管1断裂时，第一限位块3与第二限位块4卡接，其中，第一限位块3的数目大于等于2，且各第一限位块3沿周向均匀分布。

本实施例所述提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现方法包括以下步骤：在第一连接管1在拉伸过程中，当第一连接管1与中心节点的连接位置断裂时，第一限位块3向第二限位块4滑动，并最终与第二限位块4相卡接，使得第一连接管1上的拉伸力通过第一限位块3、第二限位块4及衬管2传递到中心节点上，以提高相邻中心节点之间的变形能力，并最终随着变形的增大，而导致衬管2断裂。

图2中的现有技术为刚性管，从图2中可以看出，本实施例能够承受的变形位移更大，且能够承接更大的拉伸承载力，因此能够吸收更多由于杆件失效释放的能量。

实施例二

参考图3，本实施例需要提高空间网格结构的抗压稳定性能，第一限位块3位于第一连接管1的外壁上，第二限位块4位于衬管2的内壁上，第一限位块3位于第二限位块4与中心节点之间，且衬管2套接于第一连接管1上，在初始状态下，第一连接管1的端部与中心节点分离，且第一限位块3与第二限位块4卡接，第一连接管1内套接有第二连接管5，其中，第二连接管5的端部与中心节点相连接；当第一连接管1受压或者屈曲时，第一限位块3与第二限位块4分离，第一连接管1的端部与中心节点相接触，其中，第一限位块3的数目大于等于2，且各第一限位块3沿周向均匀分布。

本实施例所述提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现方法包括以下步骤：

在第二连接管5压缩变形过程中，相邻中心节点之间的距离变小，从而使得第一连接管1与中心节点之间的距离逐渐缩小，并最终与中心节点相接触，从而使得第一连接管1与第二连接管5共同参与相邻中心节点之间的压缩变形。

图4中的现有技术为刚性管，从图4中可以看出，由于第一连接管1的存在，杆件失稳过程发生较大的改变，峰值荷载增大的同时，相对应的峰值位置也得到显著的提升，因此突然的失稳破坏可以得到提前控制。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种提高空间网格结构抗连续倒塌性能的实现系统及方法，包括若干中心节点，相邻两个中心节点之间设置有第一连接管，各中心节点上均设置有衬管，第一连接管上设有第一限位块，衬管上设置有第二限位块，其中，第一限位块与第二限位块相配合，该系统及方法能够有效的提高空间网格结构的抗连续倒塌性能。

技术研发人员：田黎敏;魏建鹏;李伟;张程冰;郝际平
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2019.03.20
技术公布日：2019.06.21