一种用于网架结构的节点.pdf

本发明涉及一种用于网架结构的节点。所述节点包括具有球冠形外表面(1’)和平面底面(1”)的中心部(1)，所述外表面上设有径向孔(2)，另外，还包括第一组杆件(3)，其端部带有在径向孔(2)内耦接的螺纹元件。所述节点还包括带有扁平端的第二组杆件(7)，通过连接套筒(4，5)以层叠的方式组装在中心部(1)的平面底面(1’)上，连接套筒(4，5)由圆柱部(6)和至少一个圆锥部(8)构成，圆柱部(6)的直径略小于设在第二组杆件扁平端部的孔(9)的直径，圆锥部(8)有利于所述连接套筒(4，5)的穿过。

1.  一种用于网架结构的节点，包括：
-中心部(1)，所述中心部具有球冠形外表面(1’)和平面底面(1”)，所述外表面上设有径向孔(2)，
-第一组杆件(3)，所述第一组杆件(3)端部设有用于与所述径向孔(2)耦接的螺纹元件。

2.  根据权利要求1所述的用于网架结构的节点，其特征在于：还包括端部扁平的第二组杆件(7)，所述第二组杆件(7)以层叠的方式组装在所述中心部(1)的平面底面(1”)上。

3.  根据权利要求1所述的用于网架结构的节点，其特征在于：所述节点还包括连接套筒(4，5)，所述连接套筒(4，5)由圆柱部(6)和至少一个圆锥部(8)构成，所述圆柱部(6)直径略小于所述第二组杆件(7)扁平端上所设孔(9)的直径，所述圆锥部(8)便于所述连接套筒(4，5)穿过孔，直到所述圆柱部(6)与所述孔(9)相配合，在杆件(7)之间形成钢性连接。

4.  根据权利要求2所述的用于网架结构的节点，其特征在于：所述连接套筒(4)具有一个加宽座，其由所述第二组杆件(7)的扁平端叠层支撑。

5.  根据权利要求1所述的用于网架结构的节点，其特征在于：所述节点还包括设置在所述中心部(1)通孔(10)内的第一锚栓(11)，所述连接套筒(4，5)通过内螺纹与所述第一锚栓螺纹连接。

6.  根据权利要求1所述的用于网架结构的节点，其特征在于：所述节点还包括封闭体(13)，所述封闭体具有球冠形的外表面(13’)和平面底面(13”)，所述封闭体组装在所述第二组杆件(7)的扁平端叠层之上，其中，所述连接套筒(5)具有两个圆锥端部(8)，所述封闭体(13)通过第二锚栓(11’)与所述连接套筒(5)连接。

7.  根据权利要求6所述的用于网架结构的节点，其特征在于：所述封闭体(13)设有用于组装径向杆件(3)的径向螺纹孔(2’)。

一种用于网架结构的节点
发明目的
本发明涉及一种构成金属网架结构的节点，如用于建筑屋顶或类似结构的节点。
本发明的目的是提供一种节点，从用于组装少量杆件的简单方案到包括以不同连接方式组装杆件的复杂方案，该节点都能满足网架结构组装的要求，相对现有方案，降低了可观的重量和价格。
背景技术
节点是金属网架结构的必要元件，用于连接杆件进而形成框架。因此，节点必须具备足够的强度且可以传输压力，通过结合使用焊接、螺钉、螺纹和键构成框架。
目前用于构建网架结构的最主要的节点如下所述。
米罗(Mero)节点体系由一球体构成的中心部组成，中心部径向上设有螺纹孔用来放置与框架杆件为一体的螺杆。杆件由圆形管组成，在管的端部焊接相应的实体元件，其中，引入穿过实体元件的螺纹螺钉并与中心部上相应的孔螺纹连接。尽管这种类型的节点体系相对昂贵，由于其具有令人满意的强度，其应用也是相当广泛。
单杆(Unistrut)节点体系中，中心部由一个中心折叠板构成，杆件通过销与其相连，其中，杆件具有相同的长度，可以由非专业人员放入原位。
毂形(Triodetic)节点体系，由一种连接方式构成，其没有采用焊接、螺纹连接或铆接，其中心部上设有凹槽，圆形截面的杆件的扁平端在压力的作用下插入。
焊接节点系统由空间框架组成，空间框架通过八面体构成，八面体边缘是具有圆形截面的杆件，杆件与杆件或与多孔钢球焊接。因为具有被认为是理想的连贯性，这种类型的节点具有很强的刚度，但是，由于其劳动力成本很高，在大型工程中不经常采用。
萨顿(Sarton)节点体系包括圆形截面的杆件，其扁平端易于层叠，并且其上具有用于放置系紧螺栓的孔。为了引入螺栓，杆件必须非常精确的层叠，以便扁平端的孔对齐，这是非常复杂的，并且通常需要孔的直径略大于相应螺栓的直径，还涉及到杆件与杆件间存在的间隙和移动。对于径向布置在同一个平面上的连接杆件来说，这是一种经济有效的方法，但是这不适合用来解决市场上所需的所有空间连接，例如，杆件在不同平面上的径向排列连接。
发明内容
本发明的一种用于网架结构的节点，在组装杆件方面，提供了一种非常灵活的方案，本发明的节点包括中心部，该部件重量轻，价格低，且可以采用复杂或简单连接方式与杆件耦接，所获得的连接在所有连接中具有良好的机械特性。
本发明的节点包括具有球冠形外表面和平面底面的中心部，该外表面上带有径向孔。
第一组杆件，其端部为带有螺纹的杆或螺栓，该第一组杆件耦接在球冠的径向孔内，杆件在同一个平面或不同的平面径向排列，从而得到一个重量轻、价格低的节点，且在杆件的连接上却获得良好的机械性能。对于简单的网架结构，中心部的平面底面没有连接，所有连接只能通过球冠进行。
第二组杆件，带有扁平端部，该组杆件组装在中心部的平面底面上，通过扁平端层叠排列在中心部的平面底面上。
为了实现第二组杆件的扁平端与中心部的平面底面连接，中心部上设置了通孔，通孔内装有螺栓，螺栓直径略小于穿过的中心部通孔的直径，与有加宽座的连接套筒螺纹连接，连接套筒的加宽座由第二组杆件的扁平端叠层支撑，压在中心部的平面底面上。
连接套筒由圆柱部和至少一个圆锥部构成。圆柱部的外径与杆件的扁平端上的锚孔直径大致相同，由于套筒和杆件之间存在的很小的间隙，因此在连接上能够保证良好的应力传递。
连接套筒的圆锥部便于导引其穿过杆件扁平端上设置的孔，由于导引作用，产生杆件孔的自对准，连接套筒最终通过与杆件的孔相配合的圆柱部耦接。
因此，与在中心部径向孔的所有连接都采用螺纹连接的节点相比，本发明节点具有更低的价格，而且也能够满足所有必要的空间连接。
换句话说，本发明的节点具有很好的机械性能和较低的价格，使其有效的适用于各种类型的网架结构。
本发明的节点还可以包括球冠形的封闭体，安装在第二组杆件的扁平端的叠层之上。这种情况下，穿过杆件上孔的连接套筒在其两端部分别有一个圆锥部，锚栓通过套筒相应端旋入其内螺纹孔内，锚栓将每个中心部与连接套筒连接在一起，连接套筒周围的铰接杆的扁平端处在两中心部之间。
所述封闭体径向还包括一系列螺纹孔，用于锚接径向延伸杆，以构成更为复杂的网架结构。
附图说明
为了对上述描述进一步说明，以及根据优选的实施方式更好的理解本发明的技术特征，作为说明书的一部分附一套图，以下所示为说明性和非限定性特征：
图1所示为一种用于网架结构的节点示意图，其包括球冠形中心部和沿径向分布用螺纹连接在中心部孔内的第一组杆件。
图2所示为一种用于网架结构的节点的主视图，其包括球冠形中心部，用螺纹连接在中心部的径向孔内的第一组杆件，和组装在中心部的平面底面上带有扁平端的第二组杆件。
图3所示为一种用于网架结构的节点的主视图，显示组装在第二组杆件上的附加的球冠形封闭体。
图4所示为图2所示的节点的爆炸图，详细示出了杆的扁平端的孔。
图5所示为图3所示节点的爆炸图。
图6所示为组装节点的局部剖面图，其中没有显示所述杆在径向孔内的锚接。
图7所示为中心部和封闭体组装在一起的节点的局部剖面图，其中没有显示杆件在径向孔内的锚接。
具体实施方式
本发明的一种用于网架结构的节点，是由中心部1构成，所述中心部包括球冠形的外表面1’和平面底面1”，所述中心部的外表面1’上分布有一系列的径向螺纹孔2，用于与端部设置有相应螺纹元件的第一组杆件3配合。该节点如图1所示。
图2中，节点包括带有扁平端部的第二组杆件7，该组杆件以层叠的方式装配在中心部1的平面底面1”上。
图4和图6显示，节点还可以设置一个连接套筒4，其由圆柱部6和至少一个圆锥部8构成，圆柱部的直径略小于第二组杆件7的扁平端上孔的直径，设置圆锥部便于连接套筒穿入孔内，使圆柱部与所述孔9相配合，这样在第二组杆件7之间就形成了一种刚性连接。
图6所示，中心部1设置一个通孔10，用于放置锚栓11，锚栓的直径比通孔10的直径略小，以便连接套筒4旋在锚栓11上保证两者的配合。
连接套筒4具有一个加宽的座，压紧在第二组杆件7的扁平端上，以防止杆件端部的轴向运动。
图4所示为节点部件组装前的爆炸图，其中，连接套筒4要先穿过第二组杆件7扁平端的孔9，然后将锚栓11旋在连接套筒4上，图1所示为这些元件连接后构成的节点。
在图3、5和7所示的另一实施例中，所述节点还包括球冠形封闭体13，位于由第二组杆件7的扁平端形成的叠层之上，所述封闭体13可以与用于装配径向杆件3的径向孔2螺纹连接。这种情况下，连接套筒5具有两个圆锥端部8，所述封闭体13通过锚栓11’以及压在中心部1和封闭体13之间的杆件7扁平端与连接套筒5相连接。
图5所示为这个可替换的实施例节点的部件在组装前的爆炸图，其中，连接套筒5要先穿过杆件7的扁平端的孔9，然后，所述中心部1和所述封闭体13通过在连接套筒5两端旋两个锚栓11、11’装配在一起，图3所示为这些元件连接后形成的节点。