單層網(wǎng)殼H型鋼鼓型折板節(jié)點專利應(yīng)用展示

   單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為常規(guī)結(jié)構(gòu)，其受力要求大部分桿件為剛接，單層網(wǎng)殼的特點有2點，1是主要受力桿件均為剛接，2是主要受力桿件相互交錯交織成網(wǎng)，對其中一段受力桿件，其平面外計算長度遠小于其平面內(nèi)計算長度，從受力角度分析能夠充分發(fā)揮材料性能的截面為H型鋼，但是一直沒有一個簡潔通用利于實現(xiàn)且能充分發(fā)揮材料性能的節(jié)點做法。且早期建筑更注重實用性，所以以往單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用較少，經(jīng)常應(yīng)用的是雙層網(wǎng)殼，雙層網(wǎng)殼的螺栓球節(jié)點及焊接球節(jié)點能夠充分發(fā)揮雙層網(wǎng)殼的性能，此問題不突出，近代人們對于建筑藝術(shù)的追求不斷提高，得益于空間設(shè)計軟件的進步，越來越多的曲面屋蓋及曲面幕墻得以實現(xiàn)，單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)美的龍骨脈絡(luò)，被廣泛應(yīng)用。但是其節(jié)點依然沒有得到大的改進，尋找一種能充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)特點及材料性能的節(jié)點變得突出和緊迫。

   為此本公司申請了專利《一種適用于單層網(wǎng)殼的H型鋼鼓型折板節(jié)點及其應(yīng)用方法》,本專利節(jié)點是為了解決多條空間異面H型鋼桿件交匯于一點的剛接構(gòu)造問題，現(xiàn)有做法當桿件扭轉(zhuǎn)時無法解決翼緣板和腹板同時連續(xù)的問題；本專利節(jié)點通過在扭轉(zhuǎn)腹板之間插入中心圓管，使腹板得以連續(xù)，在扭轉(zhuǎn)翼緣板之間通過折彎多面板過渡，使翼緣板得以連續(xù)，使得桿件實現(xiàn)剛接連接。構(gòu)造以易設(shè)計，易加工，易施工，低成本和普適為控制指標，兼顧美觀和實用。適用于曲面屋蓋及曲面幕墻的H型鋼桿件單層網(wǎng)殼節(jié)點構(gòu)造。其節(jié)點域由核心組件及嵌套標準H型鋼拼接節(jié)點和對應(yīng)H型鋼桿件組成；所述的核心組件由中心圓管、折彎多面板與腹板連接板組成；所述的折彎多面板包括上折彎多面板和下折彎多面板；所述的折彎多面板存在中心面構(gòu)型和外檐面構(gòu)型兩種多面構(gòu)型，均可由一塊平板通過折彎得到；同一節(jié)點域中多條空間異面H型鋼桿件的定位線交匯于一點，H型鋼桿件通過嵌套的標準H型鋼拼接節(jié)點與核心組件伸出的由腹板連接板和上下折彎多面板外檐組成的對應(yīng)H型牛腿拼接實現(xiàn)連續(xù)；在核心組件內(nèi)部，通過在空間異面的腹板連接板之間插入中心圓管，使腹板連接板得以連續(xù)，在空間異面的上下折彎多面板外檐之間通過中心面構(gòu)型或者外檐面構(gòu)型兩種折板方式使上下折彎多面板分別得以連續(xù)；使得H型鋼桿件之間實現(xiàn)剛接連接。由于節(jié)點域形狀類似鼓型，且上下折彎多面板為多面構(gòu)型，所以簡稱此節(jié)點為H型鋼鼓型折板節(jié)點。

   本專利節(jié)點的有益效果是：

      1.本專利節(jié)點集合現(xiàn)有技術(shù)節(jié)點的優(yōu)勢于一身。具有鼓型節(jié)點的剛接性能，嵌入式轂節(jié)點的腹板連續(xù)性能，鋁節(jié)點的翼緣板連續(xù)性能，全焊接節(jié)點的普適性能，且便于加工和施工，是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的理想節(jié)點。

       2.本專利節(jié)點適用于H型鋼單層網(wǎng)殼，而H型鋼作為單層網(wǎng)殼受力最理想材料，采用本節(jié)點能夠充分發(fā)揮單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和H型鋼材料性能，材料均由常規(guī)板材及型材組成易于采購，構(gòu)型焊接量較少易于加工，能夠降低曲面屋蓋及曲面幕墻的材料成本;與規(guī)范標準節(jié)點相結(jié)合便于設(shè)計，能夠降低其受力分析難度;通過三維建模軟件結(jié)合二次開發(fā)插件可以實現(xiàn)高效建模，能夠滿足工期要求及加工要求；桿件方向兼顧表皮構(gòu)造，桿件外側(cè)可以直接安裝鋁合金副框，配幕墻面板，無需增加次龍骨，且栓焊連接便于現(xiàn)場施工及施工驗算。此節(jié)點可擴大單層網(wǎng)殼的應(yīng)用范圍。

   節(jié)點大樣如下圖所示：

（外檐面構(gòu)型）

（中心面構(gòu)型）

   應(yīng)用本專利的第一個實際工程為曲阜源盛農(nóng)林有限公司足球烯溫室項目，項目坐落于山東省濟寧市曲阜市書院街道。主框架采用單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，節(jié)點采用H型鋼鼓型折板節(jié)點，項目效果圖如下圖所示：

   下面結(jié)合項目現(xiàn)場圖片進行詳細介紹：本項目鋼結(jié)構(gòu)主梁節(jié)點為上文中描述的中心面構(gòu)型，次梁剛接節(jié)點為上文中描述的外檐面構(gòu)型，次梁鉸接節(jié)點附加在主梁節(jié)點上，為上文中描述的中心面構(gòu)型背側(cè)鋼梁連接形式。節(jié)點施工圖如下圖所示：

   本項目主結(jié)構(gòu)施工采用分片吊裝方案，節(jié)點均采用全栓或者栓焊結(jié)合，施工精度高，吊裝無需滿堂腳手架，機械、輔材、人工成本低，體現(xiàn)了本專利節(jié)點的施工成本優(yōu)勢，吊裝過程如下圖所示：

   本項目外維護采用部分玻璃、部分鋁板、部分PC采光板的形式，效果圖如下圖所示：

   此項目僅是本專利節(jié)點的一種應(yīng)用，實際應(yīng)用中會有千變?nèi)f化。本專利節(jié)點考慮了設(shè)計、加工、施工、裝修、時間成本、資金成本、建筑藝術(shù)效果等各環(huán)節(jié)，可以為客戶提供更多個性化的選擇。通過本項目發(fā)現(xiàn)，理論與實際相符，本專利節(jié)點的確具有專利說明書中描述的各種優(yōu)勢，且國內(nèi)外沒有此種節(jié)點形式，具備一定的創(chuàng)造性；為加工此節(jié)點，且滿足精度、成本要求，本公司開發(fā)的加工設(shè)備已更新到第二代，且經(jīng)過了實際項目驗證，歡迎社會各界人士前來參觀指導(dǎo)、合作洽談；歡迎設(shè)計院同仁檢索專利論文，了解對應(yīng)的設(shè)計方法，歡迎來電進行技術(shù)交流，謝謝。