CN105155682A - 一种圆方管过渡节点的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆方管过渡节点的成型方法，包括：步骤1：提供圆方管过渡节点的母线，根据母线、圆方管过渡节点的方口和圆口之间的特定连线确定倾斜柱体的母线，以保证要轧制的斜曲面板的尺寸及角度；步骤2：根据圆方过渡节点的上、下端口尺寸及高度，确定平面三角板斜边的长度，以确定板材下料具体尺寸和形状；步骤3：由平面三角形板的斜边方向确定轧道线方向，并根据底面圆的半径，确定轧道线的间距及每道线间的折角；步骤4：四块相同的组合板焊接形成圆方管过渡节点。上述成型的结构可直接装配使用，保证过渡节点受力均匀，传力可靠，连接承载性能良好；还可以配合建筑设计的尺寸变化要求来确定轧制过程，减少轧制造成的应力集中和开裂现象。

Description

一种圆方管过渡节点的成型方法

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，尤其涉及一种用于建筑钢-混凝土混合结构圆管与方管构件连接的圆方管过渡节点的成型方法。

背景技术

随着国民经济的发展，越来越多更大的体育场馆、休闲购物广场、会展中心、航空机场、高铁站房、超高层等大空间和超大空间建筑物需要建造。此类建筑形式一般为大跨度空间钢结构，通常都具有跨度大、造型独特、结构复杂等特点，往往成为一个地区的标志性建筑物。为满足建筑造型要求，同时为了取得更好的社会效益和经济效益，与之配套的各种各样的连接节点形式也被广泛运用到各建筑领域中。

节点是钢结构的核心，大悬挑空间结构外形日趋复杂多样以及杂交结构的应用造成节点形式也趋于多样化和复杂化。在最初的板节点和球节点的基础上又发展了管与管直接汇交的相贯节点、铸钢节点以及一些混合节点等。圆管与圆管相交处一般做法为相贯节点或球节点，国内其他工程中已有所应用。出于美观等方面的考虑，方管在结构设计上已经开始应用于大悬挑空间结构中，而方管与圆管的连接形式国内尚无非常成熟的规范和工艺可以借鉴。

遵循结构设计中“强节点，弱构件”的原则，空间网格结构的节点设计是结构设计安全可靠的重要保证。只有通过可靠的连接节点，才能实现结构工程师的设计意图，获得足够安全的结构。如何将诸多连接节点做到合理的连接，以保证其结构受力合理、加工方便、现场安装便捷、施工快、减少现场焊接的工作量等都成为一个急需改进的课题。

现有技术中公开的圆方管过渡节点，此过渡节点是由四个过渡面组成，过渡面上设有两条相交的拐点分界线，分界线与侧焊接线和上焊接线形成两个直角三角形状，过渡面中三角形面为弧面。此种方法虽对改善传力有一定作用，但是在实际应用中，下料尺寸尤其是弧面板尺寸难以确定，轧制困难，且其适用尺寸偏小，当构件尺寸较大或者构件偏厚时，不能满足过渡连接的受力和轧制要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种圆方管过渡节点的成型方法，旨在其不仅具有受力均匀、承载平稳可靠、适用节点范围广的性能，而且可以配合建筑设计的尺寸变化要求来确定轧制过程，同时能减少轧制造成的应力集中和开裂现象。

本发明是这样实现的，一种圆方管过渡节点成型方法，包括如下步骤：

步骤1：提供圆方管过渡节点的母线，根据母线、圆方管过渡节点的方口和圆口之间的特定连线确定倾斜柱体的母线，以保证要轧制的斜曲面板的尺寸及角度；

步骤2：根据圆方过渡节点的上、下端口尺寸及高度，确定平面三角板斜边的长度，以确定板材下料具体尺寸和形状；

步骤3：由平面三角形板的斜边方向确定轧道线方向，并根据底面圆的半径，确定轧道线的间距及每道线间的折角；

步骤4：四块相同的组合板焊接形成圆方管过渡节点。

进一步地，该方法中形成的圆方管过渡节点包括四个结构相同的组合板，每个组合板均包括一个平面状的等腰三角形板及两个弧面状的斜曲面板，所述三角形板位于所述组合板的中间位置，所述两个斜曲面板分别位于所述三角形板的两侧；所述斜曲面板由沿底面为圆的倾斜柱体的母线做轧道线轧制而成。

进一步地，前述的三角形板包括第一底边及两个第一侧边，所述两个第一侧边分别与所述第一底边相交连接，所述两个第一侧边相交，所述第一底边及第一侧边均为平面结构。

进一步地，前述的斜曲面板包括第二底边、第二侧边及第三侧边，所述第二侧边及所述第三侧边分别与所述第二底边相交连接，所述第二底边及所述第二侧边均为圆弧面结构，所述第三侧边为平面结构，所述第二侧边与另一相邻组合板的其中一个斜曲面板的对应的第二侧边通过侧面焊接线焊接在一起，所述第三侧边则与所述第一侧边重合。

进一步地，前述的四个组合板由四条侧面焊接线分别连接，所述四个第一底边形成一用于与方管焊接的方形开口，所述四个第二底边形成一用于与圆管焊接的圆形开口。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施方式提供的圆方管过渡节点及其成型方法，通过将组合板的组合面设置成平面状的等腰三角形板及弧面状的斜曲面板，从而使组合板在放样后可直接装配使用的同时，保证过渡节点的受力均匀，传力可靠，连接承载性能良好；另外，可以配合建筑设计的尺寸变化要求来确定轧制过程，适应于各种尺寸的过渡节点设计，具有普遍适用意义；而采用平面三角板与斜弧面板构成的组合面可以更容易、精确地确定下料尺寸，且能大大减少轧制造成的应力集中和开裂现象。

附图说明

图1是本发明实施例提供的圆方管过渡节点的立体示意图。

图2是图1中的圆方管过渡节点在三维建模时的节点母线的确定示意图。

图3是图1中的圆方管过渡节点的空间三角板材的示意图。

图4是图1中的圆方管过渡节点的板材在轧制前的示意图。

图5是图1中的圆方管过渡节点的板材轧道线的示意图。

图6是图1中的圆方管过渡节点的单块板材轧制后的示意图。

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。

请参阅图1所示，本发明提供的圆方管过渡节点用于连接建筑钢结构中的圆管与方管构件，所述圆方管过渡节点由四个结构相同的组合板100焊接而成。每个组合板100包括一个三角形板1及两个斜曲面板2，所述三角形板1位于所述组合板100的中间位置，所述两个斜曲面板2分别位于所述三角形板1的两侧。

所述三角形板1为等腰三角形，其表面为平面，放样后可直接装配使用。所述三角形板1包括第一底边10及两个第一侧边11。所述两个第一侧边11分别与所述第一底边10相交连接，所述两个第一侧边11相交，所述第一底边10及第一侧边11均为平面结构。

所述斜曲面板2由虚拟的底面为圆的倾斜柱体制成，其表面为弧面结构。所述斜曲面板2包括第二底边20、第二侧边21及第三侧边22，所述第二侧边21及所述第三侧边22分别与所述第二底边20相交连接，所述第二底边20及所述第二侧边21均为圆弧面结构，所述第三侧边22为平面结构。所述第二侧边21与另一组合板100的其中一个斜曲面板2的对应的第二侧边21通过侧面焊接线4焊接在一起，所述第三侧边22则与所述第一侧边11重合。

当组装所述圆方管过渡节点时，通过将所述四个组合板100对应的斜曲面板2第二侧边21通过所述侧面焊接线4焊接一起，从而形成一上端由所述四个第一底边10形成的方形开口(未标号)，及一下端由所述四个第二底边20形成的圆形开口(未标号)。所述方形开口用于与方管焊接，所述圆形开口用于与圆管焊接。

请参阅图2至图6所示，为所述圆方管过渡节点的轧制成型方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：利用计算机三维建模软件确定所述圆方管过渡节点的母线(图2所示)，所述倾斜柱体的母线根据方口和圆口之间特定连线确定，以保证要轧制斜曲面板的尺寸、角度以满足圆方管节点的设计要求；

步骤2：根据圆方过渡节点上下端口尺寸及高度，确定三角板斜边的长度，从而确定板材下料具体尺寸和形状(图3及图4所示)；

步骤3：由平面三角形板的斜边方向确定轧道线方向，根据底面圆的半径，确定轧道线的间距及每道线间的折角(图5及图6所示)；

步骤4：四块相同的组合板焊接成所述圆方管过渡节点。

本发明实施方式提供的圆方管过渡节点及其成型方法，通过将组合板的组合面设置成平面状的等腰三角形板及弧面状的斜曲面板，从而使组合板在放样后可直接装配使用的同时，保证过渡节点的受力均匀，传力可靠，连接承载性能良好；另外，可以配合建筑设计的尺寸变化要求来确定轧制过程，适应于各种尺寸的过渡节点设计，具有普遍适用意义；而采用平面三角板与斜弧面板构成的组合面可以更容易、精确地确定下料尺寸，且能大大减少轧制造成的应力集中和开裂现象。

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。

Claims (5)

1.一种圆方管过渡节点的成型方法，包括如下步骤：

步骤1：提供圆方管过渡节点的母线，根据母线、圆方管过渡节点的方口和圆口之间的特定连线确定倾斜柱体的母线，以保证要轧制的斜曲面板的尺寸及角度；

步骤2：根据圆方过渡节点的上、下端口尺寸及高度，确定平面三角板斜边的长度，以确定板材下料具体尺寸和形状；

步骤3：由平面三角形板的斜边方向确定轧道线方向，并根据底面圆的半径，确定轧道线的间距及每道线间的折角；

步骤4：四块相同的组合板焊接形成圆方管过渡节点。

2.如权利要求1所述的圆方管过渡节点的成型方法，该方法中形成的圆方管过渡节点包括四个结构相同的组合板，每个组合板均包括一个平面状的等腰三角形板及两个弧面状的斜曲面板，所述三角形板位于所述组合板的中间位置，所述两个斜曲面板分别位于所述三角形板的两侧；所述斜曲面板由沿底面为圆的倾斜柱体的母线做轧道线轧制而成。

3.如权利要求2所述的圆方管过渡节点的成型方法，其特征在于，所述三角形板包括第一底边及两个第一侧边，所述两个第一侧边分别与所述第一底边相交连接，所述两个第一侧边相交，所述第一底边及第一侧边均为平面结构。

4.如权利要求3所述的圆方管过渡节点的成型方法，其特征在于，所述斜曲面板包括第二底边、第二侧边及第三侧边，所述第二侧边及所述第三侧边分别与所述第二底边相交连接，所述第二底边及所述第二侧边均为圆弧面结构，所述第三侧边为平面结构，所述第二侧边与另一相邻组合板的其中一个斜曲面板的对应的第二侧边通过侧面焊接线焊接在一起，所述第三侧边则与所述第一侧边重合。

5.如权利要求4所述的圆方管过渡节点的成型方法，其特征在于，所述四个组合板由四条侧面焊接线分别连接，所述四个第一底边形成一用于与方管焊接的方形开口，所述四个第二底边形成一用于与圆管焊接的圆形开口。