本實(shí)用新型涉及一種鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)，主要應(yīng)用在建筑領(lǐng)域中鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及鋁合金桁架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

鋁儲(chǔ)量豐富，通過(guò)添加其他合金元素和熱處理強(qiáng)化可大幅度改善其機(jī)械性能，在上世紀(jì)30年代，鋁合金便已應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中。與鋼材相比，鋁合金具有自重輕、耐腐蝕等優(yōu)良特性，在大跨度空間結(jié)構(gòu)中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外已有一定數(shù)量的鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的代表性工程。由于鋁合金在焊接過(guò)程中材料的組織和性能會(huì)發(fā)生很大的變化，使得鋁合金焊接后熱影響區(qū)材料強(qiáng)度明顯降低，因此目前鋁合金結(jié)構(gòu)桿件的連接多為螺栓連接。

鋼結(jié)構(gòu)焊接空心球節(jié)點(diǎn)適用于連接圓管桿件，適用于單層及雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)?？招那蚺c圓管構(gòu)件的連接構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確。對(duì)于圓管，只要切割面垂直于桿件軸線，桿件就能在空心球體上自然對(duì)中而不產(chǎn)生偏心。由于球體無(wú)方向性，可與任意方向桿件相連，當(dāng)節(jié)點(diǎn)匯交桿件較多時(shí)其優(yōu)點(diǎn)更為突出。鋼結(jié)構(gòu)焊接空心球節(jié)點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種形式的雙層網(wǎng)格，同時(shí)在構(gòu)造上比較接近于剛接計(jì)算模型，因而也可在單層網(wǎng)格中應(yīng)用。但要在鋁合金空間網(wǎng)格中使用空心球節(jié)點(diǎn)，需要解決由于焊接熱影響區(qū)材料性能降低，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力大幅度下降的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)能夠降低焊接熱影響區(qū)對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響，實(shí)現(xiàn)圓形鋁合金桿件與空心球之間的有效連接，使焊接空心球節(jié)點(diǎn)的承載力高于圓形鋁合金桿件的承載力。

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)，包括空心球和與其焊接的壁厚加強(qiáng)管，所述空心球是由兩半球?qū)付傻?，所述壁厚加?qiáng)管沿所述空心球的徑向設(shè)置，所述壁厚加強(qiáng)管與圓形鋁合金桿件采用螺紋連接，所述壁厚加強(qiáng)管的壁厚大于所述圓形鋁合金桿件的壁厚。

所述壁厚加強(qiáng)管的壁厚與所述圓形鋁合金桿件的壁厚之比為2.5～3.0。

所述空心球的壁厚與所述圓形鋁合金桿件的壁厚之比為3.0～6.0。

所述壁厚加強(qiáng)管露出在所述圓形鋁合金桿件之外的長(zhǎng)度為30～50mm。

在兩個(gè)所述半球的焊接處設(shè)有弧形肋板。

在所述壁厚加強(qiáng)管內(nèi)靠近所述空心球的端部設(shè)有焊接襯管。

所述壁厚加強(qiáng)管通過(guò)內(nèi)螺紋與所述圓形鋁合金桿件連接。

所述壁厚加強(qiáng)管通過(guò)外螺紋與所述圓形鋁合金桿件連接。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：通過(guò)與空心球焊接、與圓形鋁合金桿件螺紋連接的壁厚加強(qiáng)管將空心球和圓形鋁合金桿件連接在一起，降低了焊接熱影響區(qū)對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響，實(shí)現(xiàn)了圓形鋁合金桿件與空心球之間的有效連接，使焊接空心球節(jié)點(diǎn)的承載力高于鋁合金桿件的承載力，從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件”的要求，解決了由于焊接熱影響區(qū)材料性能降低，導(dǎo)致鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)承載力大幅度下降的難題。并且本實(shí)用新型構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確，連接方便，適應(yīng)性強(qiáng)，有利于推動(dòng)鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1在分離狀態(tài)的三維示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1在連接狀態(tài)的三維示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1在分離狀態(tài)的剖面圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1在連接狀態(tài)的剖面圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2在分離狀態(tài)的三維示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2在連接狀態(tài)的三維示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例2在分離狀態(tài)的剖面圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例2在連接狀態(tài)的剖面圖。

圖中：1、空心球，2、焊接襯管，3、壁厚加強(qiáng)管，4、圓形鋁合金桿件。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：

本實(shí)用新型為豐富鋁合金空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)形式并改善其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，提出了一種鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)，請(qǐng)參閱圖1～圖8，包括空心球1和與其焊接的壁厚加強(qiáng)管3，所述空心球1是由兩半球?qū)付傻?，所述壁厚加?qiáng)管3沿所述空心球1的徑向設(shè)置，所述壁厚加強(qiáng)管3與圓形鋁合金桿件4采用螺紋連接，所述壁厚加強(qiáng)管3的壁厚大于所述圓形鋁合金桿件4的壁厚。所述壁厚加強(qiáng)管3的螺紋連接長(zhǎng)度應(yīng)滿足同圓形鋁合金桿件4等強(qiáng)的要求，所述壁厚加強(qiáng)管3露出在所述圓形鋁合金桿件4之外的長(zhǎng)度宜取30～50mm。上述鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)適用于連接圓形鋁合金桿件，可用于鋁合金單層及雙層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

上述鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)的實(shí)施例1，請(qǐng)參閱圖1～圖4，上述壁厚加強(qiáng)管3通過(guò)內(nèi)螺紋與所述圓形鋁合金桿件4連接。實(shí)施例2，請(qǐng)參閱圖5～圖8，上述壁厚加強(qiáng)管3通過(guò)外螺紋與所述圓形鋁合金桿件4連接。

在本實(shí)用新型中，所述壁厚加強(qiáng)管3的壁厚與所述圓形鋁合金桿件4的壁厚之比宜取2.5～3.0。所述空心球1的壁厚應(yīng)根據(jù)其承載力計(jì)算值增加2.5～3.0倍，以抵消鋁合金焊接后的強(qiáng)度損失，所述空心球1的壁厚與所述圓形鋁合金桿件4的壁厚之比宜取3.0～6.0。從而降低焊接熱影響區(qū)對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響，實(shí)現(xiàn)圓形鋁合金桿件4與空心球1之間的有效連接，使焊接空心球節(jié)點(diǎn)的承載力高于鋁合金桿件4的承載力，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件”的要求。當(dāng)空心球1球徑較大時(shí)，為提高球體承載力，可在兩個(gè)所述半球的焊接處設(shè)置弧形肋板，形成加肋空心球。加肋空心球的肋板應(yīng)設(shè)置在空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)最大桿件與主要受力桿件組成的軸線平面內(nèi)?？招那虻膬砂肭蛟诤附犹帒?yīng)預(yù)留坡口，焊縫要焊透，保證其承載力。壁厚加強(qiáng)管3與空心球1焊接時(shí)，應(yīng)在壁厚加強(qiáng)管3與空心球1之間留2～6mm的空隙，并在壁厚加強(qiáng)管3與空心球1上開(kāi)坡口，剖口角度以60°為宜，焊縫要焊透，保證同圓形鋁合金桿件4等強(qiáng)。為保證焊縫質(zhì)量，方便焊接，在所述壁厚加強(qiáng)管3內(nèi)靠近所述空心球1的端部設(shè)有焊接襯管2。焊接襯管2為圓形鋁合金管件，其壁厚不宜太薄，應(yīng)大于3mm，長(zhǎng)度宜取30～50mm。為方便安裝，外徑應(yīng)比圓形鋁合金桿件的內(nèi)徑小0.1mm。當(dāng)焊接工藝可以保證焊接質(zhì)量時(shí)，也可不加焊接襯管2。

上述鋁合金焊接空心球節(jié)點(diǎn)各部件宜選擇相同的鋁合金材料。施工時(shí)首先完成空心球1兩半球的焊接及壁厚加強(qiáng)管3與圓形鋁合金桿件4的螺紋連接。

盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。