单层网壳H型钢鼓型折板节点专利应用展示

   单层网壳结构为常规结构，其受力要求大部分杆件为刚接，单层网壳的特点有2点，1是主要受力杆件均为刚接，2是主要受力杆件相互交错交织成网，对其中一段受力杆件，其平面外计算长度远小于其平面内计算长度，从受力角度分析能够充分发挥材料性能的截面为H型钢，但是一直没有一个简洁通用利于实现且能充分发挥材料性能的节点做法。且早期建筑更注重实用性，所以以往单层网壳结构应用较少，经常应用的是双层网壳，双层网壳的螺栓球节点及焊接球节点能够充分发挥双层网壳的性能，此问题不突出，近代人们对于建筑艺术的追求不断提高，得益于空间设计软件的进步，越来越多的曲面屋盖及曲面幕墙得以实现，单层网壳结构因其优美的龙骨脉络，被广泛应用。但是其节点依然没有得到大的改进，寻找一种能充分发挥其结构特点及材料性能的节点变得突出和紧迫。

   为此本公司申请了专利《一种适用于单层网壳的H型钢鼓型折板节点及其应用方法》,本专利节点是为了解决多条空间异面H型钢杆件交汇于一点的刚接构造问题，现有做法当杆件扭转时无法解决翼缘板和腹板同时连续的问题；本专利节点通过在扭转腹板之间插入中心圆管，使腹板得以连续，在扭转翼缘板之间通过折弯多面板过渡，使翼缘板得以连续，使得杆件实现刚接连接。构造以易设计，易加工，易施工，低成本和普适为控制指标，兼顾美观和实用。适用于曲面屋盖及曲面幕墙的H型钢杆件单层网壳节点构造。其节点域由核心组件及嵌套标准H型钢拼接节点和对应H型钢杆件组成；所述的核心组件由中心圆管、折弯多面板与腹板连接板组成；所述的折弯多面板包括上折弯多面板和下折弯多面板；所述的折弯多面板存在中心面构型和外檐面构型两种多面构型，均可由一块平板通过折弯得到；同一节点域中多条空间异面H型钢杆件的定位线交汇于一点，H型钢杆件通过嵌套的标准H型钢拼接节点与核心组件伸出的由腹板连接板和上下折弯多面板外檐组成的对应H型牛腿拼接实现连续；在核心组件内部，通过在空间异面的腹板连接板之间插入中心圆管，使腹板连接板得以连续，在空间异面的上下折弯多面板外檐之间通过中心面构型或者外檐面构型两种折板方式使上下折弯多面板分别得以连续；使得H型钢杆件之间实现刚接连接。由于节点域形状类似鼓型，且上下折弯多面板为多面构型，所以简称此节点为H型钢鼓型折板节点。

   本专利节点的有益效果是：

      1.本专利节点集合现有技术节点的优势于一身。具有鼓型节点的刚接性能，嵌入式毂节点的腹板连续性能，铝节点的翼缘板连续性能，全焊接节点的普适性能，且便于加工和施工，是单层网壳结构的理想节点。

       2.本专利节点适用于H型钢单层网壳，而H型钢作为单层网壳受力最理想材料，采用本节点能够充分发挥单层网壳结构优势和H型钢材料性能，材料均由常规板材及型材组成易于采购，构型焊接量较少易于加工，能够降低曲面屋盖及曲面幕墙的材料成本;与规范标准节点相结合便于设计，能够降低其受力分析难度;通过三维建模软件结合二次开发插件可以实现高效建模，能够满足工期要求及加工要求；杆件方向兼顾表皮构造，杆件外侧可以直接安装铝合金副框，配幕墙面板，无需增加次龙骨，且栓焊连接便于现场施工及施工验算。此节点可扩大单层网壳的应用范围。

   节点大样如下图所示：

（外檐面构型）

（中心面构型）

   应用本专利的第一个实际工程为曲阜源盛农林有限公司足球烯温室项目，项目坐落于山东省济宁市曲阜市书院街道。主框架采用单层网壳结构，节点采用H型钢鼓型折板节点，项目效果图如下图所示：

   下面结合项目现场图片进行详细介绍：本项目钢结构主梁节点为上文中描述的中心面构型，次梁刚接节点为上文中描述的外檐面构型，次梁铰接节点附加在主梁节点上，为上文中描述的中心面构型背侧钢梁连接形式。节点施工图如下图所示：

   本项目主结构施工采用分片吊装方案，节点均采用全栓或者栓焊结合，施工精度高，吊装无需满堂脚手架，机械、辅材、人工成本低，体现了本专利节点的施工成本优势，吊装过程如下图所示：

   本项目外维护采用部分玻璃、部分铝板、部分PC采光板的形式，效果图如下图所示：

   此项目仅是本专利节点的一种应用，实际应用中会有千变万化。本专利节点考虑了设计、加工、施工、装修、时间成本、资金成本、建筑艺术效果等各环节，可以为客户提供更多个性化的选择。通过本项目发现，理论与实际相符，本专利节点的确具有专利说明书中描述的各种优势，且国内外没有此种节点形式，具备一定的创造性；为加工此节点，且满足精度、成本要求，本公司开发的加工设备已更新到第二代，且经过了实际项目验证，欢迎社会各界人士前来参观指导、合作洽谈；欢迎设计院同仁检索专利论文，了解对应的设计方法，欢迎来电进行技术交流，谢谢。