一种自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点的制作方法

本技术涉及空间结构领域的大跨度单层钢木组合网壳结构中的连接节点，尤其涉及一种自由曲面单层钢木组合网壳的多角度装配式节点。

背景技术：

目前，常规形态的单层钢木组合网壳结构中的节点包括叠合节点、植筋节点、木构件- 钢填板螺栓连接、木构件一钢夹板螺栓连接等，应用比较广泛。但大跨度单层钢木组合网壳结构的节点研发较少，特别是自由曲面形态的钢木组合网壳中的连接节点对于杆件连接提出更高的要求，节点不仅要满足刚度要求，还需要满足多根杆件连接的空间角度要求。

技术实现要素：

本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的单层钢木组合网壳结构装配式节点设计问题，提供一种自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点，本自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点适用于胶合钢木组合网壳结构连接，能够根据建筑造型需求调节构件空间角度，各零部件和配件均可在工厂预制加工，利于材料标准化制作，便于施工人员现场组装，可有效提高单层钢木组合网壳结构，特别是自由曲面单层钢木组合网壳结构的施工效率。

为实现上述技术目的，本技术所采用的技术方案为：一种自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点，包括中心毂和杆件端部套筒；所述中心毂与杆件端部套筒固定连接；所述杆件端部套筒通过夹板与钢木组合杆件连接；中心毂包括中心圆筒、端面盖板和肋板；所述肋板固定连接在中心圆筒的筒壁上；所述端面盖板为两个，分别固定连接在中心圆筒的上端面和下端面；肋板位于两个端面盖板之间；所述肋板与端面盖板之间留有间距；所述杆件端部套筒包括左侧肋板、右侧肋板、封板、上翼缘板和下翼缘板；所述左侧肋板位于上翼缘板和下翼缘板之间并且分别与上翼缘板和下翼缘板固定连接；所述右侧肋板也位于上翼缘板和下翼缘板之间并且分别与上翼缘板和下翼缘板固定连接；所述左侧肋板的后端和右侧肋板的后端均与封板的前端面连接；所述上翼缘板的后端和下翼缘板的后端也均与封板的前端面连接；所述左侧肋板、下翼缘板、右侧肋板和上翼缘板围合成套筒空腔；所述肋板伸入套筒空腔内；所述肋板的数量与杆件端部套筒的数量相等；所述肋板与杆件端部套筒固定连接；所述封板的后端面的4个角部固定连接夹板；所述钢木组合杆件由钢板与胶合木板组成；所述钢木组合杆件与夹板固定连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述肋板通过第二螺栓与杆件端部套筒固定连接；所述肋板上设有通孔，所述左侧肋板和右侧肋板上也设有通孔；第二螺栓依次穿过左侧肋板上的通孔、肋板上的通孔和右侧肋板上的通孔，将肋板与杆件端部套筒固定连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述肋板上设有2个用于与杆件端部套筒连接的通孔。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述中心圆筒上部的端面盖板与上翼缘板之间通过第一螺栓固定连接；所述中心圆筒下部的端面盖板与下翼缘板之间也通过第一螺栓固定连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述杆件端部套筒数量为N，N≥1。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述肋板以中心圆筒的轴线为中心以放射状分布在中心圆筒筒壁外；所述肋板与中心圆筒通过焊接的方式固定连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述肋板与中心圆筒上部的端面盖板之间的间距与上翼缘板的厚度相等；所述肋板与中心圆筒下部的端面盖板之间的间距与下翼缘板的厚度相等。

作为本技术进一步改进的技术方案，左侧肋板和右侧肋板之间的间距与肋板的厚度相等。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述夹板通过焊接的方式固定连接于封板的后端面的4个角部；所述钢木组合杆件的钢板与胶合木板上设有通孔，所述夹板上也设有通孔；所述钢木组合杆件的钢板与胶合木板通过第三螺栓与夹板固定连接。

本技术的中心毂由中心圆筒、端面盖板和肋板焊接形成整体。肋板以中心圆筒的轴线为中心，以放射状分布在中心圆筒筒壁外，按照N根杆件在中心毂中面内设计角度分布，肋板的数目与连接杆件数目相等为N，每块肋板上预留2个通孔用于与杆件端部套筒连接。端面盖板上按照N根杆件设计角度预留通孔。肋板与端面盖板之间的间距为杆件端部套筒上、下翼缘板的厚度。

杆件端部套筒由左侧肋板、右侧肋板、封板、上翼缘板和下翼缘板组成，左侧肋板、右侧肋板、上翼缘板和下翼缘板的后端均与封板焊接，围合成套筒空腔。杆件端部套筒倾角根据杆件在中心毂中面外倾角进行设计。杆件端部套筒通过螺栓、尤其是高强螺栓与中心毂实现杆件装配式连接。杆件端部套筒中的左侧肋板、右侧肋板之间的间距等于肋板的厚度。

本技术一种自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点特别适用于钢木组合网壳结构的杆件连接，可以解决自由曲面多角度大角度等装配要求，同时满足节点刚性连接要求。各零部件和配件均可在工厂预制加工：中心毂由中心圆筒、端面盖板和肋板焊接形成整体，有效增强节点中心区整体性；杆件端部套筒各部件根据杆件在中心毂中面外倾角进行加工，满足杆件大角度连接要求；夹板与杆件端部套筒的封板焊接连接；杆件为钢木组合杆件，预留螺栓连接通孔，通过第三螺栓与夹板固定连接。现场施工时，杆件端部套筒通过高强螺栓与中心毂实现杆件装配式连接，便于施工定位，大大降低施工难度。

本技术构造简单、整体性好，施工现场可直接装配组装，施工简便，适用于单层钢木组合网壳结构，尤其是自由曲面单层钢木组合网壳结构，实现了适应于单层钢木组合网壳结构多杆件连接的不同空间角度的要求。

附图说明

下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。

附图1：本技术实施例1的分解结构示意图。

附图2：本技术实施例1中的中心毂、杆件端部套筒以及钢木组合杆件结构示意图。

附图3：本技术实施例1中的中心毂结构示意图。

附图4：本技术实施例1中的杆件端部套筒及钢木组合杆件结构示意图。

附图5：本技术实施例2的结构示意图。

附图6：本技术实施例2中的根据钢木组合杆件在中心毂中面内设计角度分布肋板的结构示意图。

附图7：本技术实施例3中的通过杆件端部套筒调节钢木组合杆件各倾角后的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1、图2、图3和图4，一种自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点，包括中心毂和杆件端部套筒；所述中心毂与杆件端部套筒固定连接；所述杆件端部套筒通过夹板与钢木组合杆件连接；中心毂包括中心圆筒1、端面盖板2和肋板3；所述肋板3固定连接在中心圆筒2的筒壁上；所述端面盖板2为两个，分别固定连接在中心圆筒1的上端面和下端面；肋板3位于两个端面盖板2之间；所述肋板3与端面盖板2之间留有间距；所述杆件端部套筒包括左侧肋板7、右侧肋板8、封板10、上翼缘板5和下翼缘板6；所述左侧肋板7位于上翼缘板5和下翼缘板6之间并且分别与上翼缘板5和下翼缘板6固定连接；所述右侧肋板8也位于上翼缘板5和下翼缘板6之间并且分别与上翼缘板5和下翼缘板6固定连接；所述左侧肋板7的后端和右侧肋板8的后端均与封板10的前端面连接；所述上翼缘板5的后端和下翼缘板6的后端也均与封板10的前端面连接；所述左侧肋板7、下翼缘板6、右侧肋板 8和上翼缘板5围合成套筒空腔；所述肋板3伸入套筒空腔内；所述肋板3的数量与杆件端部套筒的数量相等；所述肋板3与杆件端部套筒固定连接；所述封板10的后端面的4个角部固定连接夹板13；所述钢木组合杆件由钢板12与胶合木板11组成；所述钢木组合杆件与夹板13固定连接。

作为优选方案，本实施例中，所述肋板3通过第二螺栓9尤其是高强螺栓与杆件端部套筒固定连接；所述肋板3上设有通孔，所述左侧肋板7和右侧肋板8上也设有通孔；第二螺栓9依次穿过左侧肋板7上的通孔、肋板3上的通孔和右侧肋板8上的通孔，将肋板3与杆件端部套筒固定连接。所述肋板3上设有2个用于与杆件端部套筒连接的通孔。所述中心圆筒1上部的端面盖板2与上翼缘板5之间通过第一螺栓4固定连接；第一螺栓4可以为高强螺栓；所述中心圆筒1下部的端面盖板2与下翼缘板6之间也通过第一螺栓4固定连接。所述杆件端部套筒的数量为N，N≥1。所述肋板3以中心圆筒1的轴线为中心以放射状分布在中心圆筒1筒壁外；所述肋板3与中心圆筒1通过焊接的方式固定连接。所述肋板3与中心圆筒上部的端面盖板2之间的间距与上翼缘板5的厚度相等；所述肋板3与中心圆筒下部的端面盖板2之间的间距与下翼缘板6的厚度相等。左侧肋板7和右侧肋板8之间的间距与肋板3的厚度相等。所述夹板13通过焊接的方式固定连接于封板10的4个角部；所述钢木组合杆件的钢板12与胶合木板11上设有通孔，所述夹板13上也设有通孔；所述钢木组合杆件的钢板12与胶合木板11通过第三螺栓14与夹板13固定连接。

中心毂由中心圆筒与端面盖板、肋板焊接组成；杆件端部套筒的各部件：左侧肋板、右侧肋板、封板、上翼缘板和下翼缘板均在工厂预制；杆件端部套筒通过封板与夹板焊接连接；钢木组合杆件与夹板的螺栓连接在工厂加工完成；在施工现场，不需现场焊接，只需将中心毂与杆件端部套筒通过高强螺栓连接即装配成网壳结构。本自由曲面单层钢木组合网壳多角度装配式节点通过中心毂与杆件端部套筒的通孔来实现施工定位，并通过左侧肋板、右侧肋板、上翼缘板和下翼缘板等实现杆件的空间角度调节，施工速度快，降低了构件加工以及现场施工难度。

实施例2

参见图5，本实施例2与实施例1基本相同，相同之处不再详述，不同之处在于杆件端部套筒为6个，相应的连接6根钢木组合杆件。作为优选方案，参见图6，根据6根钢木组合杆件在中心毂中面内设计角度分布肋板3，相邻杆件夹角分别为α1～α6。

实施例3

参见图7，本实施例3与实施例1基本相同，相同之处不再详述，不同之处在于杆件端部套筒为2个，相应的连接2根钢木组合杆件。作为优选方案，参见图7，两根钢木组合杆件相对于中心毂中面呈不同的倾角θ1和θ2。