CN103104033A - 钢管拼接无凸出转换式连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管拼接无凸出转换式连接节点，包括第一钢管（1）和第二钢管（4），还包括第一转换件（2）和第二转换件（3），所述第一转换件（2）的一端与第一钢管（1）的一端焊接连接，第二转换件（3）的一端与第二钢管（4）的一端焊接连接，第一转换件（2）的另一端与第二转换件（3）的另一端螺栓连接。该钢管拼接无凸出转换式连接节点的节点构造不凸出于被连接构件，解决了一般连接节点由于耳板、盖板、螺栓等构造凸出被连接构件影响相邻附属构件设计施工等问题，且该连接节点易于施工、现场无焊接、施工速度快、安装精度高，因此简化了施工工序、缩短了施工时间、节省了人力成本。

Description

钢管拼接无凸出转换式连接节点

技术领域

本发明属于建筑钢结构节点连接技术领域，具体是涉及一种钢管拼接无凸出转换式连接节点。

背景技术

钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高等特点。钢结构构件通过连接节点组成结构体系，节点形式的选择对于结构整体性、可靠度、建设周期以及附属构件设计施工有着直接的影响。

钢结构节点主要实现梁、柱、支撑等构件的拼接及连接。已有的钢结构节点形式多样，根据节点传力特性可分为刚接节点、铰接节点和半刚性节点。连接方式有焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接等，铆钉连接现在已很少使用。

现有钢结构节点存在一些缺点，例如：

1、焊缝连接施工工艺高、高空作业难度大以及产生电火花等问题不利于钢结构建筑的现场施工。

2、焊缝连接耗时多不利于实现钢结构建筑的快速安装。

3、一般的钢结构节点由于存在盖板、耳板等构造，需凸出被连接构件，对相邻构件设计施工产生不利影响。如：为了实现上下两根等截面钢管柱的拼接，在两根钢管柱拼接的连接节点处设有盖板或者耳板之类的连接件，该类连接件的两端分别通过螺栓与上、下两根钢管柱连接，进而实现上、下两根钢管柱的拼接。该类连接节点中的盖板、耳板、螺栓等一些部件会突出与上、下两根拼接的钢管柱的外周，这样墙体的布置会受到影响，需加厚墙体以掩盖柱及柱连接节点构造，或者让柱及柱连接节点凸出于墙体外，影响美观及空间利用。

发明内容

本发明所要解决是技术问题是提供一种节点构造不凸出于被连接构件的钢管拼接无凸出转换式连接节点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钢管拼接无凸出转换式连接节点，包括第一钢管和第二钢管，还包括第一转换件和第二转换件，所述第一转换件的一端与第一钢管的一端焊接连接，第二转换件的一端与第二钢管的一端焊接连接，第一转换件的另一端与第二转换件的另一端螺栓连接。

进一步地，所述第一转换件包括第一端板、第二端板以及第一连接钢板，所述第一连接钢板的一端与第一端板的一端面连接，第一连接钢板的另一端与第二端板的一端面连接，所述第一端板的外周尺寸与第一钢管的外周尺寸相同；所述第二转换件包括第三端板、第四端板以及第二连接钢板，所述第二连接钢板的一端与第三端板的一端面连接，第二连接钢板的另一端与第四端板的一端面连接，所述第四端板的外周尺寸与第二钢管的外周尺寸相同；所述第一端板的另一端面与第一钢管连接，第四端板的另一端面与第二钢管连接，第二端板的另一端面与第三端板的另一端面连接。

优选地，所述第二端板与第三端板螺接。

优选地，所述第一连接钢板的形状为#字形，第二连接钢板的形状为#字形。

进一步地，所述第一连接钢板的一端与第一端板的一端面焊接连接，第一连接钢板的另一端与第二端板的一端面焊接连接。

优选地，所述第二连接钢板的一端与第三端板的一端面焊接连接，第二连接钢板的另一端与第四端板的一端面焊接连接。

进一步地，所述第一端板的另一端面与第一钢管焊接连接，第四端板的另一端面与第二钢管焊接连接。

进一步地，所述第一钢管和第二钢管的截面形状均为方形。

进一步地，所述第一钢管和第二钢管的截面形状均为矩形。

进一步地，所述第一钢管和第二钢管的截面形状均为圆形。

该钢管拼接无凸出转换式连接节点的节点构造不凸出于被连接构件，解决了一般连接节点由于耳板、盖板、螺栓等构造凸出被连接构件影响相邻附属构件设计施工等问题，且该连接节点易于施工、现场无焊接、施工速度快，安装精度高，因此简化了施工工序、缩短了施工时间、节省了人力成本。

附图说明

图1为本发明钢管拼接无凸出转换式连接节点的正立面图。

图2为本发明一实施例中第一转换件的结构示意图。

图3为图2中C-C向剖视图。

图4为本发明一实施例中第二转换件的结构示意图。

图5为图4中D-D向剖视图。

图6为图1中A-A向的方形截面钢管的剖视图。

图7为图1中A-A向的矩形截面钢管的剖视图。

图8为图1中A-A向的圆形截面钢管的剖视图。

图9为本发明一实施例的正立面图。

图10为图9中B-B向剖视图。

具体实施方式

图1为本发明钢管拼接无凸出转换式连接节点的正立面图，从图中可知，该钢管拼接无凸出转换式连接节点包括第一钢管1和第二钢管4，还包括第一转换件2和第二转换件3，所述第一转换件2的一端与第一钢管1的一端焊接连接，第二转换件3的一端与第二钢管4的一端焊接连接，第一转换件2的另一端与第二转换件3的另一端螺栓连接。

所述第一转换件2和第二转换件3的构成及制作均相同。进一步地，所述第一转换件2包括第一端板21、第二端板22以及第一连接钢板23，见图2，所述第一连接钢板23的一端与第一端板21的一端面连接，第一连接钢板23的另一端与第二端板22的一端面连接，优选地，所述第一连接钢板23的一端与第一端板21的一端面采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接，第一连接钢板23的另一端与第二端板22的一端面采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接。进一步地，所述第一连接钢板23的形状为为#字形，见图3，从图3可知，第一连接钢板23为由两块长钢板和六块短钢板焊接而成的呈“#”字形构件，优选地，两块长钢板和六块短钢板之间采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接。

所述第二转换件3包括第三端板31、第四端板32以及第二连接钢板33，见图4，所述第二连接钢板33的一端与第三端板31的一端面连接，第二连接钢板33的另一端与第四端板32的一端面连接，优选地，所述第二连接钢板33的一端与第三端板31的一端面采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接，第二连接钢板33的另一端与第四端板32的一端面采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接。进一步地，所述第二连接钢板33的形状为为#字形，见图5，从图5可知，第二连接钢板33为由两块长钢板和六块短钢板焊接而成的呈“#”字形构件，优选地，两块长钢板和六块短钢板之间采用熔透坡口焊接连接或角焊缝连接，第二连接钢板33的构成和第一连接钢板23的构成一致。

所述第一端板21的另一端面与第一钢管1连接，第四端板32的另一端面与第二钢管4连接，优选地，所述第一端板21的另一端面与第一钢管1采用熔透坡口焊接连接，第四端板32的另一端面与第二钢管4采用熔透坡口焊接连接。第二端板22的另一端面与第三端板31的另一端面连接，优选地，所述第二端板22与第三端板31螺接。即所述第二端板22和第三端板31上均设有多个螺栓孔，且第二端板22和第三端板31上螺栓孔的数量和位置均相同。

进一步地，所述第一转换件2中的第一端板21和第二端板22的外周尺寸相同，第一端板21的外周尺寸与第一钢管1的外周尺寸相同；所述第二转换件3中的第三端板31和第四端板32的外周尺寸相同，第四端板32的外周尺寸与第二钢管4的外周尺寸相同；同时，第二端板22的外周尺寸和第三端板31的外周尺寸相同，这样就保证了第一转换件2和第二转换件3均未突出于钢管的外周，进而保证美观度且节省了空间利用。

进一步地，所述第一钢管1和第二钢管4的截面形状均为方形，其剖视图见图6；或者，所述第一钢管1和第二钢管4的截面形状均为矩形，其剖视图见图7；又或者，所述第一钢管1和第二钢管4的截面形状均为圆形，其剖视图见图8。

第一端板21、第二端板22、第三端板31以及第四端板32的尺寸根据待连接钢管的尺寸确定，其厚度由结构承载力要求和变形要求确定。第一连接钢板23以及第二连接钢板33中各钢板的厚度根据结构承载力要求确定，相平行两钢板之间的距离根据转换件中端板尺寸和节点构造要求确定，一般为保证节点的抗弯能力应尽量拉大两块钢板之间的间距，两平行钢板沿节点中轴对称布置。第二端板22和第三端板31上螺栓孔的数量及直径根据节点极限承载力及节点强度确定，螺栓孔一般对称布置。开孔位置根据构造要求确定，且尽量靠近端板外沿。转换件的高度根据施工要求确定。本实施例中，钢管的截面为方形截面，即第一钢管1和第四钢管4均为方钢管。该方钢管柱的截面尺寸为250mm×250mm×8mm，方钢管截面积为7744mm2，抵抗矩7566.9cm2。该方钢管柱以承受轴力为主，为简化设计不考虑弯矩影响。根据柱与柱连接节点相关要求，第一转换件2和第二转换件3的高度为200mm，见图9。选用第一转换件2和第二转换件3中各端板的厚度均为16mm，第一连接钢板23和第二连接钢板33中各钢板的厚度均为16mm，两平行钢板间距为90mm，钢板离端板边缘的距离为80mm，第二端板22和第三端板31上的螺栓孔均为8个，螺栓孔中心离端板边缘的距离为35mm，螺栓孔中心距为90mm，见图10。螺栓选用高强螺栓M20，以满足钢管柱拼接连接节点的性能要求。高强度螺栓是用高强度钢制造的，其多用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。

钢管拼接无凸出转换式连接节点的实施步骤为：

1、制作第一转换件2和第二转换件3；

2、将第一端板21与第一钢管1焊接连接，第四端板32与第二钢管4焊接连接；

3、将第二端板22与第三端板31螺接。

上述步骤中，步骤1、2在工厂预制预制阶段完成，步骤3在现场完成。

本发明涉及的钢管拼接无凸出转换式连接节点施工方便，且现场不需要焊接，简化了施工工序、缩短了施工时间、节省了人力成本。同时也减少了高空作业量、避免焊接电火花产生等安全隐患，现场螺栓连接无焊缝的连接方式较有焊缝的连接方式具有更高的施工质量保证，且本发明通过转换件连接，螺栓内置于拼接构件内部，整个节点无耳板、无端板，实现连接节点的无构造凸出被连接钢管四周尺寸，方便相邻构件的设计安装。

Claims (10)

1.一种钢管拼接无凸出转换式连接节点，包括第一钢管(1)和第二钢管(4)，其特征在于：还包括第一转换件(2)和第二转换件(3)，所述第一转换件(2)的一端与第一钢管(1)的一端焊接连接，第二转换件(3)的一端与第二钢管(4)的一端焊接连接，第一转换件(2)的另一端与第二转换件(3)的另一端螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一转换件(2)包括第一端板(21)、第二端板(22)以及第一连接钢板(23)，所述第一连接钢板(23)的一端与第一端板(21)的一端面连接，第一连接钢板(23)的另一端与第二端板(22)的一端面连接，所述第一端板(21)的外周尺寸与第一钢管(1)的外周尺寸相同；所述第二转换件(3)包括第三端板(31)、第四端板(32)以及第二连接钢板(33)，所述第二连接钢板(33)的一端与第三端板(31)的一端面连接，第二连接钢板(33)的另一端与第四端板(32)的一端面连接，所述第四端板(32)的外周尺寸与第二钢管(4)的外周尺寸相同；所述第一端板(21)的另一端面与第一钢管(1)连接，第四端板(32)的另一端面与第二钢管(4)连接，第二端板(22)的另一端面与第三端板(31)的另一端面连接。

3.根据权利要求2所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第二端板(22)与第三端板(31)螺接。

4.根据权利要求2所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一连接钢板(23)的形状为#字形，第二连接钢板(33)的形状为#字形。

5.根据权利要求2所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一连接钢板(23)的一端与第一端板(21)的一端面焊接连接，第一连接钢板(23)的另一端与第二端板(22)的一端面焊接连接。

6.根据权利要求2所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第二连接钢板(33)的一端与第三端板(31)的一端面焊接连接，第二连接钢板(33)的另一端与第四端板(32)的一端面焊接连接。

7.根据权利要求2所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一端板(21)的另一端面与第一钢管(1)焊接连接，第四端板(32)的另一端面与第二钢管(4)焊接连接。

8.根据权利要求1所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一钢管(1)和第二钢管(4)的截面形状均为方形。

9.根据权利要求1所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一钢管(1)和第二钢管(4)的截面形状均为矩形。

10.根据权利要求1所述的钢管拼接无凸出转换式连接节点，其特征在于：所述第一钢管(1)和第二钢管(4)的截面形状均为圆形。

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