[发明专利]一种异型截面双层铝合金空间网格结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间网格结构，特别是一种异型截面双层铝合金空间网格结构。

背景技术

铝合金材料具有轻质高强，耐腐蚀性好等优点，作为一种新型建筑结构材料，已经在国外得到广泛应用。我国对铝合金结构的研究起步较晚，但发展迅速，目前已建成多个大型铝合金空间网格结构，结构形式主要为H型铝截面-板式节点连接单层铝合金网格结构和佛伦蒂尔小双层铝合金网格结构。随着在工程中的应用,这两种铝合金网格结构体系暴露出一些自身的不足，主要表现在以下几个方面:

1)H型铝截面-板式节点连接单层铝合金网格结构中节点只是连接了H型铝合金杆件的上下翼缘，并没有连接腹板，导致节点的抗剪刚度较弱，降低了结构的稳定承载力。

2)铝合金材料弹性模量较小，刚度较弱，因此H型单层铝合金网格结构稳定性较差，其承载力受稳定性控制，铝合金材料强度难以充分发挥，降低了材料利用率。

3)佛伦蒂尔小双层铝合金网格结构的毅式节点刚度较弱，且由于毅式节点本身的局限性,导致上下两层杆件之间的距离较小，目前已建和在建的佛伦蒂尔小双层铝合金网格结构的上下两层杆件的高度一般在0.5米左右，导致此结构体系的受力性能接近于单层网壳结构，整体稳定性较差，因此铝合金材料强度难以充分发挥,降低了材料利用率。

综上所述，目前铝合金空间网格结构主要为单层网壳结构，结构承载力受稳定性控制；现有双层钢网格结构中需要使用焊缝连接，铝合金材料对高温较为敏感，焊缝热影响区材料强度退化严重，故双层钢网格结构的结构形式不适用于双层铝合金网格结构。因此，亟需提出一种全螺栓装配的双层铝合金空间网格结构。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种异型截面双层铝合金空间网格结构，该结构能够有效改善铝合金空间网格结构的整体稳定性和承载力，提高铝合金材料的强度利用率。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种异型截面双层铝合金空间网格结构，包括位于上层的多个异型截面铝合金杆件Ⅰ和位于下层的多个异型截面铝合金杆件Ⅱ，所述异型截面铝合金杆件Ⅰ和所述异型截面铝合金杆件Ⅱ结构相同，均采用“开”字型结构，设有沿侧向凸出的上下两层翼缘和沿垂向凸出的左右两道翼缘，所述异型截面铝合金杆件Ⅰ的垂向翼缘与所述异型截面铝合金杆件Ⅱ的垂向翼缘相对；所有所述异型截面铝合金杆件Ⅰ采用圆盘节点Ⅰ连接，所述圆盘节点Ⅰ的上盖板与所述异型截面铝合金杆件Ⅰ的侧向上层翼缘以及所述圆盘节点Ⅰ的下盖板与所述异型截面铝合金杆件Ⅰ的侧向下层翼缘分别采用螺栓Ⅰ连接；在所述圆盘节点Ⅰ的下盖板的下表面中部设有两个与其一体成型的连接耳板Ⅰ，两个所述连接耳板Ⅰ左右相对设置；所有所述异型截面铝合金杆件Ⅱ采用圆盘节点Ⅱ连接，所述圆盘节点Ⅱ的上盖板与所述异型截面铝合金杆件Ⅱ的侧向上层翼缘以及所述圆盘节点Ⅱ的下盖板与所述异型截面铝合金杆件Ⅱ的侧向下层翼缘分别采用螺栓Ⅱ连接；在所述圆盘节点Ⅱ的上盖板的上表面中部设有两个与其一体成型的连接耳板Ⅱ，两个所述连接耳板Ⅱ左右相对设置；上下相对的所述异型截面铝合金杆件Ⅰ和所述异型截面铝合金杆件Ⅱ采用斜腹铝板组连接，所述斜腹铝板组设有两个左右相对且通过螺栓Ⅲ连接在一起的斜腹铝板，所述斜腹铝板与所述异型截面铝合金杆件Ⅰ的垂向翼缘和所述异型截面铝合金杆件Ⅱ的垂向翼缘采用螺栓Ⅳ连接；上下相对的所述圆盘节点Ⅰ的下盖板和所述圆盘节点Ⅱ的上盖板采用两个左右相对且通过螺栓Ⅴ连接的竖腹铝板连接，所述竖腹铝板与所述连接耳板Ⅰ和所述连接耳板Ⅱ采用螺栓Ⅵ连接。

所述竖腹铝板设置在所述连接耳板Ⅰ和所述连接耳板Ⅱ的外侧，所述斜腹铝板设置在所述异型截面铝合金杆件Ⅰ的垂向翼缘和所述异型截面铝合金杆件Ⅱ的垂向翼缘外侧。

本发明具有的优点和积极效果是：通过采用左右组对设置的腹部铝板将上下两层截面为“开”字型的杆件全部采用螺栓连接，并形成双层铝合金空间网格结构，避免了在铝合金结构中使用焊缝连接，提高了铝合金空间网格结构的稳定性和铝合金材料强度的利用率，并且本发明施工简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明的结构体系二维示意图；

图2为本发明的异型截面铝合金杆件Ⅰ和异型截面铝合金杆件Ⅱ横截面图；

图3为本发明的异型截面铝合金杆件Ⅰ和异型截面铝合金杆件Ⅱ用斜腹铝板组连接的正视图；

图4为本发明的异型截面铝合金杆件Ⅰ和异型截面铝合金杆件Ⅱ用斜腹铝板组连接的侧视图；

图5为本发明在圆盘节点Ⅰ和圆盘节点Ⅱ处的三维示意图。