一种铝合金板式节点抗剪连接件及其构造计算方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种铝合金板式节点抗剪连接件及其构造计算方法。

背景技术

在单层铝合金网壳中，板式节点是最常见的节点形式之一。铝合金板式节点仅将上下盖板与H型铝合金梁的翼缘通过螺栓进行连接，但在H型梁的腹板处并无可靠连接，从而无法传递剪力和腹板部分的轴力，因此节点的轴向承载力和抗剪承载力有待提高。另外，在跨度较大的网壳结构中，由于梁的截面高度较大，而腹板处没有约束，容易发生失稳破坏，无法充分发挥铝合金梁的力学性能为有效提高铝合金网壳结构的整体稳定性和应用范围。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种铝合金板式节点抗剪连接件及其构造计算方法，旨在解决背景技术中所存在的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种铝合金板式节点抗剪连接件，所述铝合金板式节点抗剪连接件包括：

中心圆环体，所述中心圆环体侧部设置有若干伸臂腹板，若干所述伸臂腹板上均开设有若干螺栓孔；

其中辐射状悬臂齿槽壁的预开孔与所述伸臂腹板通过不锈钢螺栓和螺栓孔相连接；

所述抗剪连接件与铝合金工字梁腹板上连接，用于传递工字梁截面全部剪力及腹板轴力，并计算抗剪连接件的构造尺寸。

一种如上述所述的铝合金板式节点抗剪连接件的构造计算方法，所述构造计算方法包括：

S1、抗剪连接件伸臂腹板承受全部剪力及梁腹板传递的轴力，其所受剪力V1和V2的计算公式为：

V

式中：V为节点所受剪力；N为节点所受轴力。

S2、伸臂腹板和腹板之间的螺栓数量和直径，可根据V1和V2及螺栓的抗剪承载力确定：

式中：nw为连接花环齿槽体和腹板螺栓的数量，dw为螺栓的直径。

伸臂腹板的厚度t可根据孔壁承压取值，且不大于H型铝合金梁的腹板厚度，以免造成材料浪费：

2t≤t

式中：tw为铝合金梁腹板的厚度，t为辐射状悬臂的厚度

S3、在满足安装需求空间的前提下，抗剪连接件的高度h应最大程度地接近H型铝合金梁腹板的净高，伸臂腹板的长度L应根据腹板螺栓群布置方式来确定：

h≤H-2t

L≥(n

式中：h为抗剪连接件的高度，H为铝合金梁截面的高度，nL为沿长度L方向螺栓的数量，Sins为安装所需操作空间。

抗剪连接件中间圆环体的外半径Rex可根据L3确定：

R

圆环内半径Rin则需根据圆环受力状态确定。圆环承受伸臂腹板传来的剪力，可简化为沿圆环外壁均匀分布的压力。圆环的应力水平应保持在弹性范围内，参考Lame提出的相关计算公式：

式中：Rex为圆环的外半径，Rin为圆环内的半径，σρ和

本发明实施例提供的一种铝合金板式节点抗剪连接件及其构造计算方法，具有以下有益效果：

抗剪连接件可以有效的提高板式节点的抗剪承载力和轴向承载力；构造计算方法可以根据节点的实际受力情况快速完成抗剪连接件的计算与设计；抗剪连接件的增设可提高板式节点在较大跨度单层铝合金网壳中应用的可能性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种铝合金板式节点抗剪连接件的结构示意图；

图2为伸臂腹板受力状态示意图；

图3为中心圆环体受力状态示意图。

附图中：1、伸臂腹板；2、中心圆环体；3、螺栓孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，在本发明实施例中，一种铝合金板式节点抗剪连接件，所述铝合金板式节点抗剪连接件包括：

中心圆环体2，所述中心圆环体2侧部设置有若干伸臂腹板1，若干所述伸臂腹板1上均开设有若干螺栓孔3；

其中辐射状悬臂齿槽壁的预开孔与所述伸臂腹板1通过不锈钢螺栓和螺栓孔3相连接；

所述抗剪连接件与铝合金工字梁腹板上连接，用于传递工字梁截面全部剪力及腹板轴力，并计算抗剪连接件的构造尺寸。

该抗剪连接件的构造尺寸可以通过图2-图3所示的构造计算方法。

一种如上述所述的铝合金板式节点抗剪连接件的构造计算方法，所述构造计算方法包括：

S1、抗剪连接件伸臂腹板承受全部剪力及梁腹板传递的轴力，其所受剪力V1和V2的计算公式为：

V

式中：V为节点所受剪力；N为节点所受轴力。

S2、伸臂腹板和腹板之间的螺栓数量和直径，可根据V1和V2及螺栓的抗剪承载力确定：

式中：nw为连接花环齿槽体和腹板螺栓的数量，dw为螺栓的直径。

伸臂腹板的厚度t可根据孔壁承压取值，且不大于H型铝合金梁的腹板厚度，以免造成材料浪费：

2t≤t

式中：tw为铝合金梁腹板的厚度，t为辐射状悬臂的厚度

S3、在满足安装需求空间的前提下，抗剪连接件的高度h应最大程度地接近H型铝合金梁腹板的净高，伸臂腹板的长度L应根据腹板螺栓群布置方式来确定：

h≤H-2t

L≥(n

式中：h为抗剪连接件的高度，H为铝合金梁截面的高度，nL为沿长度L方向螺栓的数量，Sins为安装所需操作空间。

抗剪连接件中间圆环体的外半径Rex可根据L3确定：

R

圆环内半径Rin则需根据圆环受力状态确定。圆环承受伸臂腹板传来的剪力，可简化为沿圆环外壁均匀分布的压力。圆环的应力水平应保持在弹性范围内，参考Lame提出的相关计算公式：

式中：Rex为圆环的外半径，Rin为圆环内的半径，σρ和

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。