單層網殼H型鋼鼓型折板節點專利應用展示

   單層網殼結構為常規結構，其受力要求大部分桿件為剛接，單層網殼的特點有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，對其中一段受力桿件，其平面外計算長度遠小于其平面內計算長度，從受力角度分析能夠充分發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且能充分發揮材料性能的節點做法。且早期建筑更注重實用性，所以以往單層網殼結構應用較少，經常應用的是雙層網殼，雙層網殼的螺栓球節點及焊接球節點能夠充分發揮雙層網殼的性能，此問題不突出，近代人們對于建筑藝術的追求不斷提高，得益于空間設計軟件的進步，越來越多的曲面屋蓋及曲面幕墻得以實現，單層網殼結構因其優美的龍骨脈絡，被廣泛應用。但是其節點依然沒有得到大的改進，尋找一種能充分發揮其結構特點及材料性能的節點變得突出和緊迫。

   為此本公司申請了專利《一種適用于單層網殼的H型鋼鼓型折板節點及其應用方法》,本專利節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造問題，現有做法當桿件扭轉時無法解決翼緣板和腹板同時連續的問題；本專利節點通過在扭轉腹板之間插入中心圓管，使腹板得以連續，在扭轉翼緣板之間通過折彎多面板過渡，使翼緣板得以連續，使得桿件實現剛接連接。構造以易設計，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型鋼桿件單層網殼節點構造。其節點域由核心組件及嵌套標準H型鋼拼接節點和對應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型和外檐面構型兩種多面構型，均可由一塊平板通過折彎得到；同一節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H型牛腿拼接實現連續；在核心組件內部，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，在空間異面的上下折彎多面板外檐之間通過中心面構型或者外檐面構型兩種折板方式使上下折彎多面板分別得以連續；使得H型鋼桿件之間實現剛接連接。由于節點域形狀類似鼓型，且上下折彎多面板為多面構型，所以簡稱此節點為H型鋼鼓型折板節點。

   本專利節點的有益效果是：

      1.本專利節點集合現有技術節點的優勢于一身。具有鼓型節點的剛接性能，嵌入式轂節點的腹板連續性能，鋁節點的翼緣板連續性能，全焊接節點的普適性能，且便于加工和施工，是單層網殼結構的理想節點。

       2.本專利節點適用于H型鋼單層網殼，而H型鋼作為單層網殼受力最理想材料，采用本節點能夠充分發揮單層網殼結構優勢和H型鋼材料性能，材料均由常規板材及型材組成易于采購，構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;與規范標準節點相結合便于設計，能夠降低其受力分析難度;通過三維建模軟件結合二次開發插件可以實現高效建模，能夠滿足工期要求及加工要求；桿件方向兼顧表皮構造，桿件外側可以直接安裝鋁合金副框，配幕墻面板，無需增加次龍骨，且栓焊連接便于現場施工及施工驗算。此節點可擴大單層網殼的應用范圍。

   節點大樣如下圖所示：

（外檐面構型）

（中心面構型）

   應用本專利的第一個實際工程為曲阜源盛農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。主框架采用單層網殼結構，節點采用H型鋼鼓型折板節點，項目效果圖如下圖所示：

   下面結合項目現場圖片進行詳細介紹：本項目鋼結構主梁節點為上文中描述的中心面構型，次梁剛接節點為上文中描述的外檐面構型，次梁鉸接節點附加在主梁節點上，為上文中描述的中心面構型背側鋼梁連接形式。節點施工圖如下圖所示：

   本項目主結構施工采用分片吊裝方案，節點均采用全栓或者栓焊結合，施工精度高，吊裝無需滿堂腳手架，機械、輔材、人工成本低，體現了本專利節點的施工成本優勢，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點的一種應用，實際應用中會有千變萬化。本專利節點考慮了設計、加工、施工、裝修、時間成本、資金成本、建筑藝術效果等各環節，可以為客戶提供更多個性化的選擇。通過本項目發現，理論與實際相符，本專利節點的確具有專利說明書中描述的各種優勢，且國內外沒有此種節點形式，具備一定的創造性；為加工此節點，且滿足精度、成本要求，本公司開發的加工設備已更新到第二代，且經過了實際項目驗證，歡迎社會各界人士前來參觀指導、合作洽談；歡迎設計院同仁檢索專利論文，了解對應的設計方法，歡迎來電進行技術交流，謝謝。