防潮防腐的空间管桁架连接节点、连接单元及应用方法

本发明涉及建筑用空间管桁架，具体涉及防潮防腐的空间管桁架连接节点、连接单元及应用方法。

背景技术：

1、随着建筑行业的迅猛发展，大跨度、大空间建筑应势而起，空间管桁架结构能够在较小自重的前提下跨越巨大的空间跨度，其体系轻盈、受力合理、刚度较大、外观优美，保证了建筑的通透性和视觉的开放性。

2、现有的空间管桁架腹杆与弦杆采用焊接连接，桁架节点外露面积大，防腐防潮难，后期维护需要高空作业。与腐蚀后修复或更换的高昂费用相比，防腐防潮的初期投入相对较低，而且能够减少因腐蚀导致的频繁维护和检修工作。

3、值得注意的是，腐蚀和潮湿环境显著会减少桁架节点的使用寿命，使得管桁架在海洋、化工等环境中使用受限。在关键基础设施项目，如桥梁、建筑和大型工业设施中，桁架节点的完好性对于整体结构的安全至关重要。防腐防潮能够减少因腐蚀造成的安全隐患，保障人员和财产的安全。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提出了防潮防腐的空间管桁架连接节点、连接单元及应用方法，将大幅度降低后期防潮防腐维护成本，确保空间大跨度管桁架节点的长期稳定性和安全性。

2、为实现上述目的，本发明采用以下方案：

3、防潮防腐的空间管桁架连接节点，包括桁架弦杆、空心螺纹孔球、双段螺栓和桁架腹杆，所述桁架弦杆贯穿并通过加劲肋与空心螺纹孔球固定连接，所述空心螺纹孔球上设有多个供双段螺栓贯穿的第一螺纹孔，所述双段螺栓一端连接桁架腹杆，双段螺栓另一端螺入第一螺纹孔中并延伸至空心螺纹孔球内，双段螺栓位于空心螺纹孔球内的一端通过第二螺纹孔与桁架弦杆螺纹连接，所述第二螺纹孔设置在桁架弦杆上，所述双段螺栓通过双螺母使桁架腹杆和空心螺纹孔球紧固，所述双段螺栓外可拆卸的套设有保护壳。

4、进一步的，所述双段螺栓包括轴径不同、螺纹相反的大螺纹轴和小螺纹轴，所述大螺纹轴与双螺母螺纹配合，所述小螺纹轴与第一螺纹孔、第二螺纹孔螺纹配合。

5、进一步的，所述桁架腹杆包括桁架腹杆本体，桁架腹杆本体的一端焊接有锥形管，锥形管的一端设有第一通孔，所述双段螺栓的螺纹端从桁架腹杆的内部穿入第一通孔并延伸出第一通孔外。

6、进一步的，所述双螺母包括螺纹相反的厚螺母和薄螺母，所述厚螺母设置在所述薄螺母的下方。

7、进一步的，所述加劲肋设置有两个，加劲肋呈弧型，两个所述加劲肋相对焊接在所述桁架弦杆的外侧壁上，加劲肋的弧形端与所述空心螺纹孔球焊接，所述加劲肋的直径与所述空心螺纹孔球的球径相同。

8、进一步的，所述空心螺纹孔球由两个空心半球拼接构成。

9、进一步的，所述保护壳与桁架腹杆、保护壳与空心螺纹孔球之间嵌有结构耐候胶。

10、进一步的，在所述空心螺纹孔球上开设有贯穿球心的第二通孔，所述第二通孔内设置所述桁架弦杆，所述第二通孔孔径大于所述桁架弦杆杆径5～10mm。

11、可防潮防腐的空间管桁架连接单元，包括通过桁架腹杆上下连接的多个水平单元；每个所述水平单元包括位于同一水平面的多个所述空心螺纹孔球，水平单元内的所述空心螺纹孔球沿桁架弦杆轴向方向通过同一个桁架弦杆连接，水平单元内的位于不同桁架弦杆上的空心螺纹孔球通过桁架腹杆连接。

12、防潮防腐的空间管桁架连接节点的应用方法，包括以下步骤：

13、步骤一、在两个空心半球上开设第一螺纹孔和第二通孔，第一螺纹孔位置和数量根据施工需要确定；

14、步骤二、在桁架弦杆上开设与第一螺纹孔相配套的第二螺纹孔及焊接加劲肋，第二螺纹孔位置和数量根据第一螺纹孔和桁架腹杆确定；

15、步骤三、对双螺母外表面进行清洗底油、喷漆处理、晾干固化防潮防腐措施；

16、步骤四、将桁架弦杆从空心半球穿入第二通孔中，两个空心半球的拼接处依次与桁架弦杆、加劲肋焊接；

17、步骤五、待双段螺栓螺纹端从桁架腹杆内穿出锥形管的第一通孔后，焊接桁架腹杆和锥形管，依次拧入薄螺母、厚螺母至大螺纹轴，将薄螺母、厚螺母相向旋转，达到自锁状态；

18、步骤六、将桁架腹杆及连接有空心螺纹孔球的桁架弦杆运送至施工现场，待桁架腹杆通过双段螺栓依次与空心螺纹孔球、桁架弦杆锚固后，通过双螺母紧固桁架腹杆和空心螺纹孔球完成连接节点的组装；

19、步骤七、将保护壳紧扣在双螺母外，在保护壳与连接节点的缝隙处嵌入结构耐候胶。

20、本发明具有的有益效果为：首先，发明采用的空心球壳减少了桁架节点外露面积，能够有效提升节点处的防潮防腐蚀性能，大幅度降低了后期维护检修成本。

21、而且，双段螺栓与空心螺纹孔球的第一螺纹孔、桁架弦杆的第二螺纹孔同时连接，有效提升了连接节点的锚固承载力；桁架弦杆和空心螺纹孔球之间设置的加劲肋大大提高了连接节点沿轴向的刚度和承载力。

22、另外，双螺母刷漆处理，配合外部套装的保护壳，有效的避免了因双螺母接缝不严导致的湿气、化学物质渗入连接节点的问题。

23、本专利解决了传统焊接空间管桁架结构防腐防潮难题，节点装配化程度高，经济效益明显，有效延长桁架节点的使用寿命，保证了大跨度空间管桁架节点的长期稳定性和安全性。

技术特征：

1.防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：包括桁架弦杆(1)、空心螺纹孔球(2)、双段螺栓(3)和桁架腹杆(5)，桁架弦杆(1)贯穿所述空心螺纹孔球(2)并通过加劲肋(4)与空心螺纹孔球(2)固定连接，所述空心螺纹孔球(2)上设有多个供双段螺栓(3)贯穿的第一螺纹孔(12)，所述双段螺栓(3)一端连接桁架腹杆(5)，所述双段螺栓(3)另一端螺入第一螺纹孔(12)中并延伸至空心螺纹孔球(2)内，双段螺栓(3)位于空心螺纹孔球(2)内的一端通过第二螺纹孔(13)与桁架弦杆(1)螺纹连接，所述第二螺纹孔(13)设置在桁架弦杆(1)上，所述双段螺栓(3)通过双螺母使桁架腹杆(5)和空心螺纹孔球(2)紧固，所述双段螺栓(3)外套设有保护壳(9)。

2.根据权利要求1所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：所述双段螺栓(3)包括轴径不同、螺纹相反的大螺纹轴(31)和小螺纹轴(32)，所述大螺纹轴(31)设置在空心螺纹孔球(2)外与双螺母螺纹配合，所述小螺纹轴(32)设置在空心螺纹孔球(2)内与第一螺纹孔(12)、第二螺纹孔(13)螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：所述桁架腹杆(5)包括桁架腹杆本体(51)，桁架腹杆本体(51)的一端焊接有锥形管(6)，锥形管(6)的一端设有第一通孔(10)，所述双段螺栓(3)的螺纹端从桁架腹杆(5)的内部穿入第一通孔(10)并延伸出第一通孔(10)外。

4.根据权利要求2所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：所述双螺母包括螺纹相反的厚螺母(8)和薄螺母(7)，所述厚螺母(8)设置在所述薄螺母(7)的下方。

5.根据权利要求1所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：所述加劲肋(4)设置有两个，加劲肋(4)呈弧型，两个所述加劲肋(4)相对焊接在所述桁架弦杆(1)的外侧壁上，加劲肋(4)的弧型端与所述空心螺纹孔球(2)焊接，所述加劲肋(4)的直径与所述空心螺纹孔球(2)的球径相同。

6.根据权利要求1所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：所述空心螺纹孔球(2)由两个空心半球(21)拼接构成。

7.根据权利要求1所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：所述保护壳(9)与桁架腹杆(5)、保护壳(9)与空心螺纹孔球(2)之间嵌有结构耐候胶。

8.根据权利要求1所述的防潮防腐的空间管桁架连接节点，其特征在于：在所述空心螺纹孔球(2)上开设有贯穿球心的第二通孔(11)，所述第二通孔(11)内设置所述桁架弦杆(1)，所述第二通孔(11)孔径大于所述桁架弦杆(1)杆径5～10mm。

9.防潮防腐的空间管桁架连接单元，其特征在于：包括通过桁架腹杆(5)上下连接的多个水平单元；每个所述水平单元包括位于同一水平面的多个所述空心螺纹孔球(2)，水平单元内的所述空心螺纹孔球(2)沿桁架弦杆(1)轴向方向通过同一个桁架弦杆(1)连接，水平单元内的位于不同桁架弦杆(1)上的空心螺纹孔球(2)通过桁架腹杆(5)连接。

10.防潮防腐的空间管桁架连接节点的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及空间管桁架技术领域，具体涉及防潮防腐的空间管桁架连接节点及应用方法，包括桁架弦杆、空心螺纹孔球、双段螺栓和桁架腹杆，桁架弦杆贯穿并通过加劲肋与空心螺纹孔球固定连接，空心螺纹孔球上设有多个供双段螺栓贯穿的第一螺纹孔，双段螺栓一端连接桁架腹杆，双段螺栓另一端螺入第一螺纹孔中并延伸至空心螺纹孔球内，双段螺栓位于空心螺纹孔球内的一端通过第二螺纹孔与桁架弦杆螺纹连接，第二螺纹孔设置在桁架弦杆上，双段螺栓通过双螺母使桁架腹杆和空心螺纹孔球紧固，所述双段螺栓外套设有保护壳。本方案提出了空心螺纹孔球空间管桁架连接节点，将大幅度降低后期防潮防腐维护成本，确保空间大跨度管桁架节点的长期稳定性和安全性。技术研发人员：王培军,朱泉宇,于绍斌,刘杰猛,刘梅,丁昊,王宁,汤冰岩受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11