本實用新型專利技術(shù)公開了一種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點，包括復合材料方管接頭，復合材料圓管接頭和螺栓球，復合材料方管接頭和復合材料圓管接頭均通過高強螺栓與螺栓球連接。本實用新型專利技術(shù)的復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點涵蓋了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中最常用的圓管及方管兩種閉合截面型材的可靠連接，節(jié)點連接形式全面，基本解決了復合材料閉合截面型材在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的節(jié)點連接問題；鋼刺與膠結(jié)復合連接方式可以為結(jié)構(gòu)提供所需的節(jié)點強度，有效發(fā)揮復合材料高強度的優(yōu)點；芳綸纖維布的纏繞既增加了節(jié)點的整體性能，進一步提高了節(jié)點的強度，又減少了節(jié)點區(qū)防腐面積；接頭制作在工廠完成，制作精度由工廠保證，現(xiàn)場裝配快捷，拼裝費用低，工期短；過程中無預(yù)應(yīng)力的施加，無須擔心復合材料徐變引起的承載力下降問題。?（*該技術(shù)在2023年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點
本技術(shù)屬于土木建筑
，涉及一種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點。
技術(shù)介紹
隨著我國經(jīng)濟實力的增強以及人口的城市化進程加快，人們對大跨度空間結(jié)構(gòu)的需求越來越多，要求也在不斷提高。眾所周知，特定建筑材料建造一定結(jié)構(gòu)形式的建筑物，其跨度存在著一個極限。目前的大跨度建筑多采用鋼材，在已建成的建筑中最大跨度可達到200多米，要突破這一跨度極限，使用高強、輕質(zhì)的纖維增強復合材料，并合理選擇網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式是一種可行的途徑。纖維增強復合材料具有比強度高、比模量大、性能易于設(shè)計、易加工成型、抗腐蝕、耐疲勞等多種優(yōu)越性能，其應(yīng)用領(lǐng)域也再從航空航天、國防進入土木建筑領(lǐng)域。土木建筑領(lǐng)域所用復合材料型材是以環(huán)氧樹脂為基體，以無捻纖維為增強材料，同時添加特殊要求助劑，經(jīng)拉擠成型工藝制成。目前，該領(lǐng)域復合材料型材的連接基本沿用了航空領(lǐng)域復合材料的節(jié)點連接方式:膠結(jié)連接、機械連接及二者的混合連接。航空領(lǐng)域所用型材為層鋪型材，層鋪型材可根據(jù)具體受力將纖維多方向鋪設(shè)，以實現(xiàn)最有利受力的連接。然而，土木建筑領(lǐng)域所用型材主要是拉擠型材，拉擠型材纖維方向主要沿型材長度方向，該種型材螺栓連接方式的接頭效率低于30%，型材受螺栓擠壓后多發(fā)生型材的剪脫破壞。另一方面，由于土建交通領(lǐng)域的復合材料型材板面較厚，若采用膠結(jié)連接方式，為保證足夠的接頭效率，所需的搭接長度較大，而且更多的情況下由于構(gòu)造問題不能實現(xiàn)足夠的搭接長度。由于不能實現(xiàn)兩種連接方式的共同受力，膠結(jié)與機械混合連接接頭的接頭效率并不能得到有效提聞。而復合材料在網(wǎng)架領(lǐng)域的應(yīng)用較少，主要瓶頸問題沒有找到合適的節(jié)點連接方法。復合材料由于剛度較小，在網(wǎng)架領(lǐng)域多采用閉合截面，如復合材料圓管截面，復合材料方管截面。目前，該領(lǐng)域復合材料型材的傳統(tǒng)連接節(jié)點如膠結(jié)連接、機械連接及二者的混合連接的接頭效率不足30%，遠不能發(fā)揮復合材料高強度的優(yōu)點。最近出現(xiàn)了一些新型的復合材料圓管連接節(jié)點，其原理主要通過對接頭施加預(yù)緊力來提高承載力，而復合材料在高應(yīng)力持續(xù)作用下的徐變非常嚴重，隨著徐變的進行，預(yù)緊力會逐漸下降，承載力也就無法保證。還有一些新型節(jié)點通過在復合材料接頭處鉆取螺紋，然后通過螺紋進行連接，該形式在一定程度上提高了承載力，但在復合材料管接頭處鉆取螺紋，工藝較繁，且對復合材料管截面有削弱，此外，該形式也只適用于復合材料圓形管材，而對復合材料方形管材卻不適用。因此，需要一種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
技術(shù)目的:本技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點的缺陷，提供一種連接強度高、性能可靠的復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點。技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本技術(shù)的復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點可采用如下技術(shù)方案:—種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點，包括復合材料方管接頭，復合材料圓管接頭和螺栓球，所述復合材料方管接頭和復合材料圓管接頭均通過高強螺栓與螺栓球連接，所述復合材料方管接頭包括高強螺栓、環(huán)氧樹脂膠層、芳綸纖維布、四塊刺板、復合材料方管和封板，所述刺板的一側(cè)帶第一鋼刺，所述刺板的一端設(shè)置有法蘭，四塊所述刺板分別設(shè)置在所述復合材料方管的四周，所述刺板的帶刺面朝向所述復合材料方管，所述刺板的法蘭均設(shè)置在所述復合材料方管與所述螺栓球的連接端，所述刺板和所述復合材料方管之間均設(shè)置有所述環(huán)氧樹脂膠層，所述刺板的第一鋼刺插入所述復合材料方管，所述刺板的另一側(cè)包裹有所述芳綸纖維布，所述芳綸纖維布浸潰了環(huán)氧樹脂膠，所述刺板的法蘭固定連接所述封板，所述封板上設(shè)置有第一螺栓孔，所述高強螺栓的一端固定連接所述螺栓球，所述高強螺栓的另一端通過所述第一螺栓孔固定連接所述封板；所述復合材料圓管接頭包括高強螺栓、環(huán)氧樹脂膠層、芳綸纖維布、復合材料圓管、連接圓桶和第二鋼刺，所述連接圓桶的底部設(shè)置有第二螺栓孔，所述連接圓桶的側(cè)壁設(shè)置有第一通孔，所述復合材料圓管通過所述連接圓桶的開口伸入所述連接圓桶，所述復合材料圓筒和所述連接圓桶之間設(shè)置有所述環(huán)氧樹脂膠層，所述第二鋼刺通過所述第一通孔插入所述復合材料圓管，所述連接圓桶的外側(cè)包裹有所述芳綸纖維布，所述芳綸纖維布浸潰了環(huán)氧樹脂膠，所述高強螺栓的一端固定連接所述螺栓球，所述高強螺栓的另一端通過所述第二螺栓孔固定連接所述連接圓桶。更進一步的，所述刺板的帶刺面均勻分布有第一鋼刺，所述第一鋼刺的橫截面為圓形，所述第一鋼刺的間距為4?10mm、長度為3?5mm、根部直徑為I?3mm。更進一步的，所述連接圓桶的側(cè)壁均勻分布有第一通孔，所述第一通孔的間距為4?10_、直徑為I?3mm。更進一步的，還包括套筒，所述套筒套在所述高強螺栓上。更進一步的，還包括銷子，所述高強螺栓的側(cè)面設(shè)置有凹槽，所述套筒上設(shè)置有第二通孔，所述銷子通過所述第二通孔伸入所述凹槽。更進一步的，所述螺栓球上設(shè)置有多個螺栓孔。有益效果:本技術(shù)的復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點具有以下優(yōu)點:1、涵蓋了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中最常用的圓管及方管兩種閉合截面型材的可靠連接，節(jié)點連接形式全面，基本解決了復合材料閉合截面型材在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的節(jié)點連接問題。2、通過鋼刺刺入復合材料管材，實現(xiàn)了鋼刺與膠結(jié)復合連接，該復合連接方式可以為結(jié)構(gòu)提供所需的節(jié)點強度，有效發(fā)揮復合材料高強度的優(yōu)點。3、芳綸纖維布將離散的帶法蘭刺板緊緊握裹在一起，提高了結(jié)構(gòu)的整體性，防止刺板受力時鋼刺被拔出，進一步提高了節(jié)點的強度，也減少了刺板與外界直接接觸面積，降低了刺板的防腐成本；芳綸纖維布防止連接圓桶受力時鋼刺被拔出，進一步提高連接節(jié)點的強度，也減少了連接圓桶與外界直接接觸面積，降低了連接圓桶的防腐成本；4、接頭制作在工廠完成，制作過程對復合材料截面無削弱，制作精度由工廠保證，現(xiàn)場裝配快捷，拼裝費用低，工期短。5、過程中無預(yù)緊力的施加，無須擔心復合材料徐變引起的承載力下降問題；6、封板的存在將離散的刺板的法蘭連接成為一個整體，防止節(jié)點受力時各法蘭不能共同受力而逐個破壞的隱患，進一步保證了結(jié)構(gòu)的整體性能。【附圖說明】圖1為本技術(shù)的復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點整體連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)的復合材料方管接頭剖視圖；圖3為本技術(shù)的復合材料方管接頭的A-A剖視圖；圖4為本技術(shù)的復合材料圓管接頭剖視圖；圖5為本技術(shù)的復合材料圓管接頭的B-B剖視圖；圖6為復合材料方管接頭的封板的立體圖；圖7為高強螺栓的立體圖。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本技術(shù)，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本技術(shù)而不用于限制本技術(shù)的范圍，在閱讀了本技術(shù)之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本技術(shù)的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，本技術(shù)的復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點，包括復合材料方管接頭1，復合材料圓管接頭2和一個螺栓球3，復合材料方管接頭I和復合材料圓管接頭2均通過高強螺栓4與螺栓球3連接。其中，復合材料方管接頭I包括高強螺栓4、環(huán)氧樹脂膠層7、芳綸纖維布8、四塊刺板9、復合材料方管11和封板15,刺板9的一側(cè)帶第一鋼刺。刺板9的帶刺面均勻分布有第一鋼刺，第一鋼刺的橫截面為圓形，第一鋼刺的間距為riOmm、長度為3飛mm、根部直徑為廣3_。刺板9的一端設(shè)置有法蘭，法蘭上設(shè)置有螺本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點，其特征在于，包括復合材料方管接頭（1），復合材料圓管接頭（2）和螺栓球（3），所述復合材料方管接頭（1）和復合材料圓管接頭（2）均通過高強螺栓（4）與螺栓球（3）連接，所述復合材料方管接頭（1）包括高強螺栓（4）、環(huán)氧樹脂膠層（7）、芳綸纖維布（8）、四塊刺板（9）、復合材料方管（11）和封板（15），所述刺板（9）的一側(cè)帶第一鋼刺，所述刺板（9）的一端設(shè)置有法蘭，四塊所述刺板（9）分別設(shè)置在所述復合材料方管（11）的四周，所述刺板（9）的帶刺面朝向所述復合材料方管（11），所述刺板（9）的法蘭均設(shè)置在所述復合材料方管（11）與所述螺栓球（3）的連接端，所述刺板（9）和所述復合材料方管（11）之間均設(shè)置有所述環(huán)氧樹脂膠層（7），所述刺板（9）的第一鋼刺插入所述復合材料方管（11），所述刺板（9）的另一側(cè)包裹有所述芳綸纖維布（8），所述芳綸纖維布（8）浸漬了環(huán)氧樹脂膠，所述刺板（9）的法蘭固定連接所述封板（15），所述封板（15）上設(shè)置有第一螺栓孔，所述高強螺栓（4）的一端固定連接所述螺栓球（3），所述高強螺栓（4）的另一端通過所述第一螺栓孔固定連接所述封板（15）；所述復合材料圓管接頭（2）包括高強螺栓（4）、環(huán)氧樹脂膠層（7）、芳綸纖維布（8）、復合材料圓管（12）、連接圓桶（13）和第二鋼刺（14），所述連接圓桶（13）的底部設(shè)置有第二螺栓孔，所述連接圓桶（13）的側(cè)壁設(shè)置有第一通孔，所述復合材料圓管（12）通過所述連接圓桶（13）的開口伸入所述連接圓桶（13），所述復合材料圓筒（12）和所述連接圓桶（13）之間設(shè)置有所述環(huán)氧樹脂膠層（7），所述第二鋼刺（14）通過所述第一通孔插入所述復合材料圓管（12），所述連接圓桶（13）的外側(cè)包裹有所述芳綸纖維布（8），所述芳綸纖維布（8）浸漬了環(huán)氧樹脂膠，所述高強螺栓（4）的一端固定連接所述螺栓球（3），所述高強螺栓（4）的另一端通過所述第二螺栓孔固定連接所述連接圓桶（13）。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種復合材料網(wǎng)架連接節(jié)點，其特征在于，包括復合材料方管接頭(I)，復合材料圓管接頭(2)和螺栓球(3)，所述復合材料方管接頭(I)和復合材料圓管接頭(2)均通過高強螺栓(4)與螺栓球(3)連接，所述復合材料方管接頭(I)包括高強螺栓(4)、環(huán)氧樹脂膠層(7)、芳綸纖維布(8)、四塊刺板(9)、復合材料方管(11)和封板(15)，所述刺板(9)的一側(cè)帶第一鋼刺，所述刺板(9)的一端設(shè)置有法蘭，四塊所述刺板(9)分別設(shè)置在所述復合材料方管(11)的四周，所述刺板(9)的帶刺面朝向所述復合材料方管(11)，所述刺板(9)的法蘭均設(shè)置在所述復合材料方管(11)與所述螺栓球(3)的連接端，所述刺板(9)和所述復合材料方管(11)之間均設(shè)置有所述環(huán)氧樹脂膠層(7)，所述刺板(9)的第一鋼刺插入所述復合材料方管(11)，所述刺板(9)的另一側(cè)包裹有所述芳綸纖維布(8)，所述芳綸纖維布(8)浸潰了環(huán)氧樹脂膠，所述刺板(9)的法蘭固定連接所述封板(15)，所述封板(15)上設(shè)置有第一螺栓孔，所述高強螺栓(4)的一端固定連接所述螺栓球(3)，所述高強螺栓(4)的另一端通過所述第一螺栓孔固定連接所述封板(15);所述復合材料圓管接頭(2)包括高強螺栓(4)、環(huán)氧樹脂膠層(7)、芳綸纖維布(8)、復合材料圓管(12)、連接圓桶(13)和第二鋼刺(14)，所述連接圓桶(13)的底部設(shè)置有第二螺栓孔，所述連接圓桶(1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳剛，
申請(專利權(quán))人：東南大學，
類型：實用新型
國別省市：
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