填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點的製作方法

2023-11-04 05:30:32 2

專利名稱：填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點的製作方法
技術領域：
本發明屬於工程結構領域，特別涉及一種填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接 連接節點。
背景技術：
填充鋼管結構構件具有良好的受力性能和抗震性能。填充混凝土或水泥砂漿 的鋼管混凝土構件在工程結構領域得到了廣泛的應用，特別是承受較大軸向荷載 的結構中，使用鋼管混凝土作為受壓構件。不鏽鋼管具有優良的耐腐蝕性能、耐 久性能和耐火性能，外形美觀，使用不鏽鋼管的鋼管混凝土桁架、格構式柱、塔 架等在橋梁、工業與民用建築、特種結構中有良好的應用前景。節點多採用相貫 節點形式，具有構造簡單、傳力明確的特點。
管桁架的弦杆中灌注填充材料後，截面承載力有很大的提高，節點的承載性 能得到大大改善。這種構件允許採用薄壁鋼管做弦杆，填充材料起到支撐弦杆管 壁的作用，延緩或避免了管桁架受力時節點弦杆壁的屈曲，節省鋼材並可以充分 利用材料強度。而弦杆鋼管壁可以對脆性的填充材料提供約束改善其脆性破壞的 不足，在同樣的承載條件下，減小構件截面，節省鋼材；與普通鋼管相比不鏽鋼 管具有良好耐腐蝕性能，外形美觀，耐久性和耐火性能好，同時能夠節省日常的 維護費用。焊接連接構造簡單、施工方便，能夠保證節點整體性，傳力明確。以 上優點決定了灌注填充材料的不鏽鋼管桁架、拱桁架、格構式柱、塔架等在橋梁、 工業與民用建築、特種結構中有巨大的應用前景。而在應用中，涉及到節點連接 的問題，這方面的結構形式目前較少，不能滿足工程建設的需要。 發明內容本發明針對填充不鏽鋼管弦杆和腹杆連接節點技術的空白，提供了一種填充 不鏽鋼管弦杆-不鏽鋼管焊接連接節點，其特徵在於， 一根或一根以上腹杆2通
過焊接接頭3連接於弦杆1上，腹杆2與弦杆1間的夾角為0 90°，由焊接接頭 3向弦杆1傳遞腹杆2的軸向拉壓力以及彎矩。
所述弦杆1和腹杆2的截面為圓形或方形，其結構均為，在鋼管4內注入填 充材料5。
所述腹杆2與弦杆1的連接可以不貫通弦杆1管壁，也可以為貫通。
所述弦杆1連接單根腹杆2形成平面節點，或連接兩根或多根腹杆2形成平 面或空間節點。
所述弦杆1為直線形或曲線形。
所述鋼管4的材料為不鏽鋼材。 所述填充材料5為混凝土、水泥砂漿，其中混凝土包括輕質混凝土、重骨料 混凝土以及高性能混凝土。
所述弦杆1的填充方式為帶隔板6的部分填充或全段填充，其中，弦杆1與 腹杆2連接處有填充材料5。
所述腹杆2的填充方式為不填充、帶隔板6的部分填充或全段填充。 本發明的有益效果為弦杆中灌注了填充材料，進一步提高了節點的承載性 能，充分利用結構材料強度，使得管桁架結構在重載和大跨度的條件下承載能力 得到進一步擴展；釆用了不鏽鋼材結構外形美觀，改善了結構的耐腐蝕性、耐久 性和耐火性能，節省日常維護費用。在同樣的承載條件下，減小構件截面，節省 鋼材；焊接連接構造簡單、施工方便，能夠保證節點整體性，傳力明確。


圖l (a)為雙腹杆傾斜安裝的連接節點結構示意圖l (b)為單腹杆傾斜安裝的連接節點結構示意圖l (C)為雙腹杆豎直傾斜混合安裝的連接節點結構示意圖l (d)為單腹杆豎直安裝的連接節點結構示意圖l (e)為多腹杆傾斜安裝的連接節點結構示意圖l (f)為彎曲弦杆-雙腹杆安裝的連接節點結構示意圖2 (a)為方形截面弦杆剖面示意圖2 (b)為圓形截面弦杆剖面示意圖3 (a)為弦杆全填充-腹杆不填充且腹杆和弦杆不貫通的節點剖面示意圖； 圖3 (b)為弦杆部分填充-腹杆不填充且腹杆和弦杆不貫通的節點剖面示意
圖
圖3 (c)為弦杆全填充-腹杆全填充且腹杆和弦杆不貫通的節點剖面示意圖； 圖3 (d)為弦杆部分填充-腹杆全填充且腹杆與弦杆不貫通的節點剖面示意
圖3 (e)為弦杆全填充-腹杆部分填充且腹杆與弦杆貫通的節點剖面示意圖； 圖3 (f)為弦杆部分填充-腹杆部分填充且腹杆與弦杆貫通的節點剖面示意圖。
圖中標號
l-弦杆；2-腹杆；3-焊接接頭；4-鋼管；5-填充材料；6-隔板。
具體實施例方式
本發明提供了一種填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，下面通過附圖 說明和具體實施方式
對本發明做進一步說明。本發明通過如下步驟與工藝條件實現
(1) 在腹杆2的一端加工相貫線坡口；
(2) 將腹杆2焊接在弦杆1管壁上；
(3) 往弦杆1中灌注填充材料5;
(4) 往腹杆1中灌注填充材料5。 實施例1
兩根腹杆2通過焊接接頭3連接於弦杆1上，由焊接接頭3向弦杆1傳遞腹 杆2的軸向拉壓力以及彎矩；腹杆2與弦杆1之間的夾角為45。，弦杆l和腹杆 2的截面為圓形，弦杆l為直線形鋼管；鋼管4採用的材料為不鏽鋼材，填充材 料5為混凝土；弦杆1採用的填充方式為全段填充，腹杆2採用的填充方式為不 填充。其結構形式和填充方式參見附圖1 (a)和圖3 (a)。
實施例2
兩根腹杆2通過焊接接頭3連接於弦杆1上，由焊接接頭3向弦杆1傳遞腹 杆2的軸向拉壓力以及彎矩；兩根腹杆2與弦杆1間的夾角分別為90。和45。，弦 杆1和腹杆2的截面為圓形，弦杆1為直線形鋼管；鋼管4採用的材料為不鏽鋼 材，填充材料5為水泥砂漿；弦杆1採用的填充方式為加隔板6的部分填充，腹 杆2採用的填充方式為不填充。其結構形式和填充方式參見附圖Kc)和圖3(b)。
實施例3
四根腹杆2通過焊接接頭3連接於弦杆1上，由焊接接頭3向弦杆1傳遞腹 杆2的軸向拉壓力以及彎矩；四根腹杆2與弦杆1間的夾角均為45。，弦杆l和 腹杆2的截面為圓形，弦杆l為直線形鋼管；鋼管4採用的材料為不鏽鋼材，填 充材料5為水泥砂漿；弦杆1採用的填充方式為加隔板6的全段填充，腹杆2採
7用的填充方式為全段填充。其結構形式和填充方式參見附圖1 (e)和圖3 (c)。
以上所述的實施例，只是本發明較優選的具體實施方式
，本領域的技術人員 可以在所附權利要求的範圍內做出各種修改。
權利要求
1. 填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特徵在於，一根或一根以上腹杆(2)通過焊接接頭(3)連接於弦杆(1)上，腹杆(2)與弦杆(1)間的夾角為0～90°，由焊接接頭(3)向弦杆(1)傳遞腹杆(2)的軸向拉壓力以及彎矩。
2. 根據權利要求l所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述弦杆(1)和腹杆(2)的截面為圓形或方形，其結構均為，在鋼管(4)內注入填充材料(5)。
3. 根據權利要求l所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述腹杆(2)和弦杆(1)的連接處可以為不貫通，也可以為貫通。
4. 根據權利要求l所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述弦杆(1)連接單根腹杆(2)形成平面節點，或連接兩根或多根腹 杆(2)形成平面或空間節點。
5. 根據權利要求l所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述弦杆(1)為直線形或曲線形。
6. 根據權利要求2所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述鋼管(4)的材料為不鏽鋼材。
7. 根據權利要求2所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述填充材料(5)為混凝土、水泥砂漿，其中混凝土包括輕質混凝土、 重骨料混凝土以及高性能混凝土 。
8. 根據權利要求2所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述弦杆(1)的填充方式為帶隔板(6)的部分填充或全段填充，其中，弦杆(1)與腹杆(2)連接處有填充材料(5)。
9.根據權利要求2所述的填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點，其特 徵在於，所述腹杆(2)的填充方式為不填充、帶隔板(6)的部分填充或全段填 充。
全文摘要
本發明屬於工程結構領域，特別涉及一種填充不鏽鋼管構件-不鏽鋼管焊接連接節點。在不鏽鋼管桁架、拱桁架、格構式構件、塔架結構的弦杆鋼管中灌注填充材料，使弦杆構件形成填充不鏽鋼管結構構件，通過焊接方式將一根或一根以上的腹杆焊接在弦杆上形成節點。弦杆鋼管內的填充材料與弦杆鋼管壁共同承受和抵抗由焊接接頭傳遞來的腹杆的軸向拉壓力和彎矩。弦杆中灌注了填充材料，進一步提高了節點的承載性能，充分利用結構材料強度，使得結構在重載和大跨度的條件下承載能力得到進一步擴展，在同樣的承載條件下，減小構件截面，節省鋼材；同時，結構的耐腐蝕性、耐久性和耐火性能好；焊接連接構造簡單、施工方便，能夠保證節點整體性，傳力明確。
文檔編號E04B1/58GK101435227SQ200810240329
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者宋謙益, 韓林海 申請人:清華大學