一种采用自锁螺栓装配空间结构的铝合金节点技术领域
本发明涉及一种空间结构铝合金节点，具体涉及一种采用自锁螺栓装配空间结构
的铝合金节点，属土木工程领域。
背景技术
铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀性良好、加工性能、反射率高以及色泽美观等诸
多优点。铝合金通过挤压成型技术能获得多种复杂截面的型材，因此越来越多地被应用于
建筑结构领域，尤其适合植物园温室、游泳馆、溜冰场和石油化工储罐等对防腐要求较高的
建筑。自由曲面结构由于其不局限与传统曲面的解析表达，曲面形式更加富于起伏变化，不
仅更具有视觉冲击力，结构受力也更加合理。因此在大跨度空间结构领域，自由曲面结构受
到的关注日益广泛。目前，在铝合金单层网壳结构中应用及研究最普遍的节点是美国
Temcor公司设计的板式节点。此类节点适用于工字型杆件，杆件的平面外刚度较小，稳定性
较差。节点形式单一已经成为限制铝合金网壳结构发展的一大原因，因此有待研发适合铝
合金材料性质、传力方式明确合理、便于施工的节点。公开号为CN104912203A、申请日为
2015年4月22日的发明专利申请公开了一种用于空间结构的铝合金柱板式节点结构；该申
请的杆件采用工字钢，该方案虽然能满足不同空间网格结构对杆件角度的要求，但是该方
案的各零件连接均采用螺栓连接，螺栓数量太多，不利于施工、稳定性较差。
发明内容
本发明为了解决现有空间结构铝合金节点螺栓数量多，不利于施工，稳定性较差
的问题，提出了一种采用自锁螺栓装配空间结构的铝合金节点。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种采用自锁螺栓装配空间结构的铝合金节点，其组成包括六棱柱体、六个矩形
接头、六个矩形杆件、数个上自锁螺栓、数个下自锁螺栓和数个自锁螺母，所述六棱柱体的
横截面为正六边形，六个矩形接头与六棱柱体的六个侧面一一对应，矩形接头垂直于侧面
设置，且矩形接头与六棱柱体铸造为一体，所述矩形接头和矩形杆件均为空心矩形，矩形接
头的上端壁厚上设有四个上接头通孔，四个上接头通孔呈矩形布置，矩形接头的下端壁厚
上设有四个下接头通孔，四个下接头通孔与四个上接头通孔一一正对，六个矩形杆件与六
个矩形接头一一对应，矩形杆件套装在矩形接头上，矩形杆件的上端壁厚上设有与四个上
接头通孔一一正对的四个杆件上通孔，矩形杆件的下端壁厚上设有与四个下接头通孔一一
正对的四个杆件下通孔，上自锁螺栓穿过杆件上通孔、上接头通孔后与自锁螺母螺纹连接，
下上自锁螺栓穿过杆件下通孔、下接头通孔后与自锁螺母螺纹连接，所述矩形接头长度方
向的中心线与矩形杆件长度方向的中心线重合。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
一、由于本发明的矩形接头与六棱柱体为一体铸造而成，六个矩形接头与六个矩
形杆件采用自锁螺栓连接，自锁螺栓穿孔只需穿过两层板件，提高了螺栓穿孔率；自锁螺栓
的布置灵活；普通螺栓需要两面施工，自锁螺栓只需在一面施工，解决了闭口截面施工困难
的问题。同时，本发明的节点构造简单，便于施工，且受力性能良好；本发明的节点域面积
小，可使由此构成的网壳结构更加通透。
二、本发明的方法施工便捷、施工速度快、施工质量容易保证。
三、本发明适用于大跨度空间结构铝合金装配式节点。
附图说明
图1是本发明的整体结构立体图；
图2是矩形接头2与矩形杆件3的连接关系分解图；
图3是矩形杆件3的结构立体图；
图4是矩形接头2与矩形杆件3通过上自锁螺栓4和下自锁螺栓5连接且螺栓未锁紧
状态的示意图；
图5是矩形接头2与矩形杆件3通过上自锁螺栓4和下自锁螺栓5连接且螺栓锁紧状
态的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式包括六棱柱体(1)、
六个矩形接头2、六个矩形杆件3、数个上自锁螺栓4、数个下自锁螺栓5和数个自锁螺母6，六
棱柱体1的横截面为正六边形，六个矩形接头2与六棱柱体1的六个侧面1-1一一对应，矩形
接头2垂直于侧面1-1设置，且矩形接头2与六棱柱体1铸造为一体，所述矩形接头2和矩形杆
件3均为空心矩形，矩形接头2的上端壁厚上设有四个上接头通孔2-1，四个上接头通孔2-1
呈矩形布置，矩形接头2的下端壁厚上设有四个下接头通孔2-2，四个下接头通孔2-2与四个
上接头通孔2-1一一正对，六个矩形杆件3与六个矩形接头2一一对应，矩形杆件3套装在矩
形接头2上，矩形杆件3的上端壁厚上设有与四个上接头通孔2-1一一正对的四个杆件上通
孔3-1，矩形杆件3的下端壁厚上设有与四个下接头通孔2-2一一正对的四个杆件下通孔3-
2，上自锁螺栓4穿过杆件上通孔3-1、上接头通孔2-1后与自锁螺母6螺纹连接，下上自锁螺
栓5穿过杆件下通孔3-2、下接头通孔2-2后与自锁螺母6螺纹连接，所述矩形接头2长度方向
的中心线与矩形杆件3长度方向的中心线重合。
具体实施方式二：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式为六棱柱体1、矩形
接头2和矩形杆件3均为铝合金材料。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式为六棱柱体1为空心棱柱
体。这样设置可使网壳结构更加轻巧通透，同时也降低结构自重。其它组成及连接关系与具
体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式为六棱柱体1的中心设有
中心柱1-2，六棱柱体1的上下端面分别设有六个筋板1-3，六个筋板1-3与正六边形的六个
角一一对应，且筋板1-3的一端与六棱柱体1连接，筋板1-3的另一端与中心柱1-2连接，中心
柱1-2和筋板1-3与六棱柱体1一体制成。六棱柱体1的中心设有支撑筋1-2。这样设置为增加
六棱柱体1的强度。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式为矩形杆件3的高度与六
棱柱体1的高度相等。这样设置便于屋面体系的铺设安装。其它组成及连接关系与具体实施
方式四相同。