[发明专利]一种采用螺栓球节点连接的复合构件

说明书

本发明涉及一种采用螺栓球节点连接的复合构件，该构件包括节点球体(6)和至少一个管件，各个汇交的管件的一端通过螺纹连接固定在节点球体(6)上；所述的管件包括薄壁圆管(1)、泡沫填充物(2)、金属杆(3)、盖板(4)、套筒(5)所述的金属杆(3)位于构件中心轴线处，其两头均设有套筒(5)，所述的薄壁圆管(1)位于构件最外层，其两端均设有盖板(4)，所述的套筒(5)与盖板(4)抵接；所述的薄壁圆管(1)和金属杆(3)之间填充有泡沫填充物(2)。与现有技术相比，本发明解决了复合构件局部失稳问题，竖向承载力显著提高，同时解决了铝合金结构中杆件和球节点连接的问题。

技术领域

本发明涉及一种复合构件，尤其是涉及一种采用螺栓球节点连接的复合构件。

背景技术

铝合金材料具有轻质高强、耐腐蚀性能好、加工方便、可一体化成型等优点，在大跨度空间结构领域得到了越来越广泛的应用，如园林温室、大型干煤库顶盖、储油罐拱项、污水处理厂顶棚等。

螺栓球节点又称为MERO节点，由德国MERO公司于1942年发明，70年代从德国引进我国。

传统铝合金螺栓球节点由节点球体、螺栓、套筒、紧固螺钉、锥头和封板几部分组成，在构造时首先将置有螺栓的锥头或封板焊接在管件两端，在伸出锥头或封板的螺杆上套套筒，以紧固螺钉将螺栓与套筒连接在一起。拼装时直接拧动套筒，通过紧固螺钉带动螺栓转动，从而使螺栓旋入球体直至螺栓头与封板或锥头贴紧为止，各汇交管件均按此方式连接后即形成节点。

但是，传统铝合金螺栓球节点由于构造工序中管件两端的焊接工序，使得整体承载力被大幅削弱，且安装工序较为复杂。

因此，如何设计一种美观、安装方便、承载力高，同时管件无需焊接加工就能与节点球体连接的球节点连接，成为工程上亟待解决的问题。

专利CN 204435566 U公开一种螺栓球节点钢网架连接结构，包括螺栓A和螺栓B，螺栓球节点钢网架连接结构主体由螺栓球、若干封板头、螺栓、钢管、若干套筒、若干锥头组成，螺栓为若干螺栓A和若干螺栓B组成，螺栓球为设置有若干螺栓孔的实心金属球，螺栓A穿过封板头和螺栓球上的螺栓孔旋合，螺栓B穿过套筒和螺栓球上的螺栓孔旋合，封板头卡住螺栓A的头部，封板头为T形金属筒，封板头固定连接在钢管的尾端；套筒为金属筒，套筒和螺栓B之间设置有紧固螺钉；锥头的尾端为锥形，锥头的中心段为中空圆筒，锥头的末端设置有直径小于锥头的中心段内径的圆孔，但该结构存在以下不足：

(1)该结构中螺栓采用独立结构，通过封板头和套筒将螺栓球与杆件连接，此种连接方式传力不直接，螺栓易疲劳磨损；而本申请采用在穿心金属杆两端开螺纹的方式，传力更直接高效。

(2)该结构采用紧固螺钉来连接套筒和螺栓，此方法对螺钉强度要求较高，且螺钉易磨损；而本申请中的螺栓本属于杆件结构穿心金属杆的一部分，无需额外设置连接，安装更方便、强度更可靠。

(3)相较该结构采用的传统钢材料，本申请采用性能更优异的铝合金材料加工制作节点和杆件，质量更轻，强度更高，符合现代化结构用材的趋势。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种显著提高承力管件的承载力、降低施工难度、节约铝材的采用螺栓球节点连接的复合构件。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种采用螺栓球节点连接的复合构件，该构件包括节点球体和至少一个管件，所述管件的一端通过螺纹连接固定在所述节点球体上，将管件旋入球体，各管件均按此方式连接后即形成螺栓球节点。

所述的管件包括薄壁圆管、泡沫填充物、金属杆、盖板、套筒；所述的金属杆穿过所述薄壁圆管并位于管件中心轴线处，整体贯穿泡沫填充物，并施加预应力，其两头均设有套筒；所述的薄壁圆管位于管件最外层，其两端均设有盖板，所述的套筒与盖板抵接；所述的薄壁圆管和金属杆之间填充有泡沫填充物。