一种连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点的制作方法

1.本实用新型属于建筑工程领域，具体涉及一种连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点。


背景技术：

2.钢网壳节点是网壳结构设计的重点，是影响网壳结构安全的重要因素。常规设计网壳杆件采用圆钢管，焊接球节点。采用常规设计方法后，考虑外包檩条及建筑面层做法，整体外包厚度将难以控制，难以满足建筑造型轻盈化要求。建筑造型的复杂化也对构件的截面形状提出了更多样化的要求。如何使节点既能安全稳定连接不同截面钢杆件的同时，又满足现代建筑日益高标准的造型要求，且表现出较好的经济性和可施工性是钢网壳节点设计必须解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种构造简单、传力路径清晰、传力直接可靠、施工方便、有较好的经济性、满足建筑造型要求的连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳连接节点。
4.本实用新型提供的技术方案是：一种连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，由矩形钢管一、矩形钢管二、转接矩形钢管、侧板和位于侧板之间的上肋板、中肋板和下肋板构成，所述矩形钢管一与侧板焊接连接；所述矩形钢管二通过转接矩形钢管与侧板焊接连接；所述上肋板与侧板上部焊接连接；所述中肋板与侧板中部焊接连接；所述下肋板与侧板下部焊接连接。以侧板作为连接主体能有效减少焊接节点的高度。
5.上肋板、中肋板和下肋板分别作为侧板上、中、下加劲肋与侧板焊接，侧板与矩形钢管一和转接矩形钢管再次焊接后形成有效节点。结构节点可有效传递由各个方向矩形钢管一和转接矩形钢管传来的轴力、剪力及弯矩，加劲肋能有效提升钢侧板的稳定性和整体节点的刚度，给网壳结构的安全可靠度提供保障。
6.所述中肋板作为侧板平面外支撑可减小侧板侧壁计算长度，有效减少侧板壁厚。在保证结构安全性的同时，中肋板的布设对节点制作及经济性均有重要意义。
7.所述转接矩形钢管与侧板焊接处截面尺寸与矩形钢管一相同，与矩形钢管二焊接处截面尺寸与矩形钢管二相同。矩形钢管二通过转接矩形钢管与侧板焊接，解决了网壳杆件高度不一致时的杆件传力问题，是实现网壳结构不等高杆件连接的有效手段。
8.所述侧板为圆形型钢或由直径相同的半圆钢板焊接而成的圆环形钢管，其平面投影呈圆环型。侧板采用圆钢管形式，有利于均匀受力，且平面投影为圆环型有利于矩形钢管一和转接矩形钢管在平面各个角度上与钢侧板的焊接定位。
9.所述侧板高度略高于矩形钢管一的高度和转接矩形钢管的最大截面高度，为矩形钢管一和转接矩形管与侧板空间施焊留有一定冗余度，进而解决此节点现场焊接施工定位难题，为现场焊接施工提供方便。
10.采用本实用新型用于钢网壳连接节点处理，能在精准连接不等高矩形截面管杆的
基础上，在保证受力点安全可靠的前提下有效控制连接节点高度，且节点的构造简单、传力直接可靠、施工方便，能有效满足建筑构造轻盈化要求。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图；
12.图2为图1的a-a剖面图；
13.图3为图1的b-b剖面图。
具体实施方式
14.下面结合具体实施案例，进一步阐述本实用新型。
15.如图1-3所示，本实用新型由矩形钢管一1、矩形钢管二2、转接矩形钢管3、侧板4和位于侧板之间的上肋板5、中肋板6和下肋板7构成，所述矩形钢管一1与侧板4焊接连接；所述矩形钢管二2通过转接矩形钢管3与侧板4焊接连接；所述上肋板5与侧板4上部焊接连接；所述中肋板6与侧板4中部焊接连接；所述下肋板7与侧板4下部焊接连接。上肋板5、中肋板6和下肋板7作为侧板4上、中、下加劲肋与侧板4焊接，侧板4与矩形钢管一1和转接矩形钢管3再次焊接后形成有效节点，传递由各个方向矩形钢管一1和转接矩形钢管3传来的轴力、剪力及弯矩。
16.中肋板6作为侧板4平面外支撑可减小侧板4的侧壁计算长度，有效减少侧板4壁厚。在保证结构安全性的同时，中肋板6的布设对节点制作及经济性均有重要意义。
17.上肋板5、中肋板6、下肋板7与侧板4可作为网壳标准节点在工厂制作，矩形钢管一1和转接矩形钢管3在施工现场通过与工厂预制好的节点在侧板4外侧焊接后形成钢网壳整体结构。相较与常规焊接球节点，本实用新型结构简单、传力直接、可有效控制节点高度，进而实现结构整体性、安全可靠度和造型轻盈的要求。
18.侧板4设计采用圆钢管，有利于矩形钢管一1和转接矩形钢管3在平面各个角度上与侧板4焊接。
19.适当增高侧板4，使其高度略高于矩形钢管一1和转接矩形钢管3的截面高度，为矩形钢管一1和转接矩形管3与侧板4空间施焊留有一定冗余度，进而解决此节点现场焊接施工定位难题，为现场焊接施工提供方便。
20.矩形钢管二2通过转接矩形管3与平面投影为圆环型侧板4焊接；解决了网壳杆件高度不一致时的杆件传力问题。是实现网壳结构不等高杆件连接的有效解决手段。
21.本实用新型能在精准连接不等高矩形截面管杆的基础上，在保证受力点安全可靠的前提下有效控制连接节点高度，且节点的构造简单、传力直接可靠、施工方便，能有效满足建筑构造轻盈化要求。
22.实施案例：
23.某大跨度网壳，跨度18m
×
55m，网壳矢高4.5m。为实现轻盈外露效果，建筑要求网壳整体外包后厚度不得大于500mm。常规设计网壳杆件采用圆钢管，焊接球节点。经计算最大球节点直径达到900mm,考虑外包檩条及建筑面层做法，整体外包厚度达到近1200mm，无法满足建筑造型轻盈化要求。后将网壳杆件调整为矩形管，网壳连接节点采用了本新型实用节点构造。经计算分析，大部分网壳杆件高度为200mm,部分网壳杆件高度达到300mm。常
规节点高度为220mm，部分杆件高度较大处节点高度320mm，确保了建筑外立面的呈现。工程实践表明: 本实用新型节点构造贴合网壳节点受力特点，传力直接、安全可靠，有效减少节点高度同时兼顾不同高度杆件的连接，在保证受力点安全可靠的前提下能有效满足建筑构造轻盈化要求。
24.应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。


技术特征：
1.一种连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，其特征在于：由矩形钢管一（1）、矩形钢管二（2）、转接矩形钢管（3）、侧板（4）和位于侧板之间的上肋板（5）、中肋板（6）和下肋板（7）构成，所述矩形钢管一（1）与侧板（4）焊接连接；所述矩形钢管二（2）通过转接矩形钢管（3）与侧板（4）焊接连接；所述上肋板（5）与侧板（4）上部焊接连接；所述中肋板（6）与侧板（4）中部焊接连接；所述下肋板（7）与侧板（4）下部焊接连接。2.根据权利要求1所述的连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，其特征在于：所述上肋板（5）、中肋板（6）和下肋板（7）分别作为侧板（4）的上加劲肋、中加劲肋和下加劲肋与侧板（4）焊接，侧板（4）与矩形钢管一（1）和转接矩形钢管（3）再次焊接后形成有效节点。3.根据权利要求1所述的连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，其特征在于：所述转接矩形钢管（3）与侧板（4）焊接处截面尺寸与矩形钢管一（1）截面尺寸相同，与矩形钢管二（2）焊接处截面尺寸与矩形钢管二（2）截面尺寸相同。4.根据权利要求1所述的连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，其特征在于：所述侧板（4）为圆形型钢或由直径相同的半圆钢板焊接而成的圆环形钢管，其平面投影呈圆环型。5.根据权利要求1所述的连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，其特征在于：侧板（4）高度略高于矩形钢管一（1）的高度和转接矩形钢管（3）的最大截面高度。

技术总结
本实用新型提供了一种连接不等高矩形截面管杆件的钢网壳节点，包括矩形钢管一、矩形钢管二、侧板和位于侧板之间的上肋板、中肋板和下肋板，上肋板与侧板上部焊接连接；中肋板与侧板中部焊接连接；下肋板与侧板下部焊接连接；矩形钢管一与环形侧板焊接连接；矩形钢管二通过转接矩形钢管与侧板焊接连接。本实用新型能在精准连接不等高矩形截面管杆的基础上，在保证受力点安全可靠的前提下有效控制连接节点高度，且节点的构造简单、传力直接可靠、施工方便，能有效满足建筑构造轻盈化要求。能有效满足建筑构造轻盈化要求。能有效满足建筑构造轻盈化要求。


技术研发人员：袁强 张达生 温四清 施文 尹伟康 邢彬
受保护的技术使用者：中信建筑设计研究总院有限公司
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2023/1/3