本发明属于钢铝构件连接,具体为一种多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点。
背景技术:
1、出于建筑创作的要求,空间网格结构中采用自由曲面的方案越来越多,曲率越来越大,往往要求多个杆件在同一节点进行耦合连接。在钢铝复合网格结构中,不可避免的会产生钢构件、铝构件在同一节点处交汇。
2、现有技术中一般的做法为:(1)将节点相连的铝构件替换为钢构件,由于钢材的高强度、高可焊性,这种节点安全度较高。但是这种方案会增加钢铝复合结构中钢型材的替代数量,替代过多后会增加空间结构的自重,增大杆件截面,对于建筑空间效果的呈现带来不利影响,同时需要对钢构件进行防火处理。另外,由于钢材的耐腐蚀性能较差,替代后室外钢构件的耐久性很难保证。(2)采用铝材焊接技术,即将铝构件与钢构件焊接,但焊接后热影响效应会显著降低铝合金材料的强度,常用的6061-t6铝材热影响区的名义屈服强度焊接折减系数为0.48,且焊接质量在施工现场难以保证,难以满足结构受力的强度需求。
3、在钢构件为大曲率弯扭构件时,上述两种做法存在的问题尤为明显,因此,亟需设计一种多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,以解决上述技术问题。
2、为此,本发明提供一种多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,包括:
3、双道钢制弯扭构件(1);
4、五边形钢冠梁(2),与双道钢制弯扭构件的底部焊接连接,所述五边形钢冠梁(2)的底部连接有钢柱;
5、双钢圆盘(3),连接在五边形钢冠梁(2)远离双道钢制弯扭构件的一侧外壁;
6、直线型铝型材(4),与双钢圆盘(3)连接。
7、优选地,所述双道钢制弯扭构件(1)整体呈v形,所述五边形钢冠梁(2)垂直双道钢制弯扭构件(1)的对称面设置,所述双钢圆盘(3)的中轴线在双道钢制弯扭构件(1)的对称面上。
8、优选地,所述双道钢制弯扭构件(1)由两根弯扭工字钢焊接而成。
9、优选地,两根弯扭工字钢的相互远离一侧的腹板与下部翼缘板、五边形钢冠梁(2)的外壁之间焊接有第一筋板(6)。
10、优选地,所述第一筋板(6)与弯扭工字钢的腹板和下部翼缘板、以及五边形钢冠梁(2)的外壁之间形成三角锥形中空结构。
11、优选地,两根弯扭工字钢的相互远离一侧与五边形钢冠梁(2)的外壁之间焊接有第二筋板(5),所述第二筋板(5)与弯扭工字钢的下部翼缘板位于同一平面。
12、优选地,两根弯扭工字钢的底部贴合五边形钢冠梁(2)的外侧设置,两根弯扭工字钢的下部翼缘板之间、上部翼缘板之间均为同平面焊接,两根弯扭工字钢的腹板与五边形钢冠梁(2)的外侧焊接。
13、优选地,所述五边形钢冠梁(2)的内壁之间焊接有加劲板(7)。
14、优选地,两根弯扭工字钢的腹板底部之间留有间隙,所述加劲板(7)贴合设置在弯扭工字钢的腹板与五边形钢冠梁(2)的焊缝相互远离一侧。
15、优选地,远离双道钢制弯扭构件(1)底部的五边形钢冠梁(2)内壁之间也焊接有加劲板(7)。
16、与现有技术相比,本发明的特点和有益效果为:本发明利用五边形钢冠梁和双钢圆盘将双道钢制弯扭构件、直线型铝型材连接,其中双道钢制弯扭构件实现相切转向,并将荷载传递至五边形钢冠梁,然后经五边形钢冠梁底部的钢柱向下传递至下部结构或基础。五边形钢冠梁的设计便于双道钢制弯扭构件与五边形钢冠梁、直线型铝型材、钢柱在空间交汇连接,提高节点的刚度和稳定性。五边形钢冠梁的形状根据整个节点体系的受力情况而定,五边形钢冠梁在本节点体系中处于受力最大的关键部位,承受来自上部自由曲面钢铝屋盖的恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用、温度作用等各种荷载组合下的内力。本发明可以实现钢铝复合网格结构中钢构件与铝构件的可靠连接,保证整体结构的质量和安全性。本发明引入五边形钢冠梁和双钢圆盘,将大曲率的钢制弯扭杆件、直线型铝型材和钢柱在有限空间内进行耦合连接。解决了多个不同材料、不同连接方式、不同截面型式构件在有限空间连接的矛盾。
1.一种多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,所述双道钢制弯扭构件(1)整体呈v形,所述五边形钢冠梁(2)垂直双道钢制弯扭构件(1)的对称面设置,所述双钢圆盘(3)的中轴线在双道钢制弯扭构件(1)的对称面上。
3.根据权利要求2所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,所述双道钢制弯扭构件(1)由两根弯扭工字钢焊接而成。
4.根据权利要求3所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,两根弯扭工字钢的相互远离一侧的腹板与下部翼缘板、五边形钢冠梁(2)的外壁之间焊接有第一筋板(6)。
5.根据权利要求4所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,所述第一筋板(6)与弯扭工字钢的腹板和下部翼缘板、以及五边形钢冠梁(2)的外壁之间形成三角锥形中空结构。
6.根据权利要求4所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,两根弯扭工字钢的相互远离一侧与五边形钢冠梁(2)的外壁之间焊接有第二筋板(5),所述第二筋板(5)与弯扭工字钢的下部翼缘板位于同一平面。
7.根据权利要求3所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,两根弯扭工字钢的底部贴合五边形钢冠梁(2)的外侧设置,两根弯扭工字钢的下部翼缘板之间、上部翼缘板之间均为同平面焊接,两根弯扭工字钢的腹板与五边形钢冠梁(2)的外侧焊接。
8.根据权利要求7所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,所述五边形钢冠梁(2)的内壁之间焊接有加劲板(7)。
9.根据权利要求8所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,两根弯扭工字钢的腹板底部之间留有间隙,所述加劲板(7)贴合设置在弯扭工字钢的腹板与五边形钢冠梁(2)的焊缝相互远离一侧。
10.根据权利要求8所述的多边形截面冠梁与钢、铝型材连接耦合节点,其特征在于,远离双道钢制弯扭构件(1)底部的五边形钢冠梁(2)内壁之间也焊接有加劲板(7)。