一种索支撑铝竹组合网壳节点结构及方法

本发明涉及建筑工程，尤其是一种索支撑铝竹组合网壳节点结构及方法。

背景技术：

1、网壳结构是以杆件为基础，沿着某个曲面有规律地布置而组成的空间结构体系，网壳结构具有结构刚度好、结构多变，美观性强、且能跨越较大空间的优点，因此具有广阔的发展空间，目前网壳结构广泛采用钢材和铝合金作为结构主体材料。但是通过钢构件连接的网壳结构存在自重大且耐腐蚀性差的问题。

2、铝合金材料相对于钢构件，具有自重轻、耐腐蚀性好、易加工、美观等优点，此外铝合金材料因为其可再生性好、可回收性好的特点可以更好地满足建筑物绿色环保、可持续性好等要求，但是采用铝合金材料施工网壳结构需要用到大量的铝合金，铝合金材料在生产过程中耗能相对较高，碳排放量较大，不满足环保的发展需求,此外纯金属材质的网壳结构不具备固碳能力。现有技术中还存在将铝合金与竹材一起应用施工铝竹组合网壳结构的方式，竹材本身还具有固碳能力，可以吸收室内的二氧化碳，但竹材的强度和刚度相对常规的金属材料仍然是较低的，进而造成铝竹组合网壳结构的整体强度不足。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种索支撑铝竹组合网壳节点结构及方法，由铝合金节点和竹制材料组成，具有质量较轻、造价低廉、绿色环保的优点。拉索仅提高较小质量的同时可较大程度的提高四边形网格单元的刚度，进而提升网壳整体刚度，适用于公园、生态景区的空间结构。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，包括铝合金节点板、套筒组件、拉索组件和竹制圆管；铝合金节点板沿环向形成容纳空间，若干套筒组件的一端固定在容纳空间；套筒组件另一端与竹制圆管端部插接配合并通过固定件固定连接，若干拉索组件两端用于固定在不同铝合金节点板的容纳空间处，拉索组件与套筒组件交错设置。

4、作为进一步的实现方式，所述铝合金节点板包括呈圆形且相对设置的铝合金上节点板和铝合金下节点板，容纳空间形成于铝合金上节点板和铝合金下节点板之间。

5、作为进一步的实现方式，所述铝合金上节点板和铝合金下节点板的间距与所述套筒组件的截面高度适配。

6、作为进一步的实现方式，所述套筒组件为双层环形结构，包括嵌套且同轴设置的铝合金外置套筒和铝合金内置套筒，套筒组件远离铝合金节点板一端开口设置。

7、作为进一步的实现方式，所述铝合金外置套筒和铝合金内置套筒上对应设有若干第一螺栓孔。

8、作为进一步的实现方式，所述竹制圆管端部对应设有圆形孔洞，竹制圆管用于插接在铝合金外置套筒和铝合金内置套筒之间并通过螺栓组件固定。

9、作为进一步的实现方式，所述拉索组件包括拉索和铝合金耳板，铝合金耳板竖向连接在铝合金上节点板和铝合金下节点板之间，所述拉索两端用于与铝合金耳板连接。

10、作为进一步的实现方式，所述拉索两端设有连接扣，连接扣以及铝合金耳板上对应设有第二螺栓孔，通过螺栓组件实现拉索与铝合金耳板连接。

11、作为进一步的实现方式，所述铝合金节点板、套筒组件、铝合金耳板为通过3d打印形成的一体化结构，铝合金上节点板和铝合金下节点板相对一面可设置设定坡度，以实现套筒组件、铝合金耳板倾斜设置。

12、第二方面，一种索支撑铝竹组合网壳节点结构的安装方法，包括如下步骤：

13、首先根据模型采用3d打印技术形成铝合金节点板、套筒组件、铝合金耳板的一体化结构，之后将竹制圆管端部插入铝合金外置套筒和铝合金内置套筒之间并通过固定件固定连接；将拉索端部的连接扣通过固定件与铝合金耳板连接，形成如上任一所述的索支撑铝竹组合网壳节点结构。

14、上述本发明的有益效果如下：

15、1.本发明铝竹组合网壳节点结构以竹制材料作为构件，具有轻量化的特点，相比常见网壳的钢构件能极大减少生产过程中的碳排放量，竹制材料还具有固碳能力，吸收室内的二氧化碳；另外通过拉索连接不同的铝合金节点板，拉索仅提高较小质量的同时可较大程度的提高网壳节点结构的刚度，保证了复杂空间节点连接的传力可靠性，进而提升网壳整体刚度。

16、2.本发明的铝竹组合网壳节点结构基于3d打印技术制造，铝合金上节点板和铝合金下节点板相对一面可设置设定坡度，满足铝合金内置套筒、铝合金外置套筒、竹制圆管不同连接的需求，可根据实际节点连接角度精确建立任意夹角节点板和套管模型，能够提高生产效率，降低生产成本。

17、3.本发明的索支撑铝竹组合网壳节点结构采用了全装配式结构体系，其具有工厂模块化生产，现场装配式施工的特点，能够有效提高网壳建造效率，减少结构现场建造工期，保障工程质量和安全监管。

技术特征：

1.一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，包括铝合金节点板、套筒组件、拉索组件和竹制圆管；铝合金节点板沿环向形成容纳空间，若干套筒组件的一端固定在容纳空间；套筒组件另一端与竹制圆管端部插接配合并通过固定件固定连接，若干拉索组件两端用于固定在不同铝合金节点板的容纳空间处，拉索组件与套筒组件交错设置。

2.根据权利要求1所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，铝合金节点板包括呈圆形且相对设置的铝合金上节点板和铝合金下节点板，容纳空间形成于铝合金上节点板和铝合金下节点板之间。

3.根据权利要求2所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述铝合金上节点板和铝合金下节点板的间距与所述套筒组件的截面高度适配。

4.根据权利要求1或3所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述套筒组件为双层环形结构，包括嵌套且同轴设置的铝合金外置套筒和铝合金内置套筒，套筒组件远离铝合金节点板一端开口设置。

5.根据权利要求4所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述铝合金外置套筒和铝合金内置套筒上对应设有若干第一螺栓孔。

6.根据权利要求5所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述竹制圆管端部对应设有圆形孔洞，竹制圆管用于插接在铝合金外置套筒和铝合金内置套筒之间并通过螺栓组件固定。

7.根据权利要求2所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述拉索组件包括拉索和铝合金耳板，铝合金耳板竖向连接在铝合金上节点板和铝合金下节点板之间，所述拉索两端用于与铝合金耳板连接。

8.根据权利要求7所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述拉索两端设有连接扣，连接扣以及铝合金耳板上对应设有第二螺栓孔，通过螺栓组件实现拉索与铝合金耳板连接。

9.根据权利要求7所述的一种索支撑铝竹组合网壳节点结构，其特征在于，所述铝合金节点板、套筒组件、铝合金耳板为通过3d打印形成的一体化结构，铝合金上节点板和铝合金下节点板相对一面可设置设定坡度，以实现套筒组件、铝合金耳板倾斜设置。

10.一种索支撑铝竹组合网壳节点结构的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及建筑工程技术领域，公开了一种索支撑铝竹组合网壳节点结构及方法，包括铝合金节点板、套筒组件、拉索组件和竹制圆管；铝合金节点板沿环向形成容纳空间，若干套筒组件的一端固定在容纳空间；套筒组件另一端与竹制圆管端部插接配合并通过固定件固定连接，若干拉索组件两端用于固定在不同铝合金节点板的容纳空间处，拉索组件与套筒组件交错设置；铝竹组合网壳节点结构以竹制材料作为构件，具有轻量化的特点，相比常见网壳的钢构件能极大减少生产过程中的碳排放量；另外通过拉索连接不同的铝合金节点板，拉索仅提高较小质量的同时可较大程度的提高网壳节点结构的刚度，保证了复杂空间节点连接的传力可靠性，进而提升网壳整体刚度。技术研发人员：赵帅,王昊,包立新,柴国鑫,周鲁,周小涵受保护的技术使用者：山东建筑大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16