CN105604196B - 一种多截面桁架杆件汇交节点结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种桁架汇交节点的结构及其施工方法。提出一种多截面桁架杆件汇交节点结构，包括桁架腹杆及多个缀杆，桁架腹杆的下方固定连接有节点杆，所述节点杆为实腹式矩形节点杆，节点杆的两端设置有封头肋板，节点杆的侧面贯穿设置有纵向的翼形板，翼形板位于节点杆内的部分与节点杆的上端齐平，翼形板与节点杆及桁架腹杆固定连接，缀杆汇交连接于节点杆的下方。本发明在汇交节点内侧增设一段实腹式矩形闭口截面节点杆实现多种规格、多种截面杆件的汇交连接，在均衡了节点刚性域的承重负荷的同时，也确保了各类汇交杆件的设计刚度分配，简化了空间桁架汇交节点的构造形式。

Description

一种多截面桁架杆件汇交节点结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种桁架汇交节点的结构及其施工方法。
背景技术
随着当今社会现代化进程的迅猛发展，大型购物商场、公建设施乘势而起，在各类大体量、大空间的框架体系中，钢桁架屋盖逐渐成了解决大跨度、超高净空采光顶承重结构的不二之选。但在近年行业精益化的大环境下，为了尽可能地使桁架构件轻量化，针对各类功能构件、受力作用等技术要求，设计正趋向将桁架体系杆件分解归类，并综合矩形、圆管、H形、十字形等各类杆件截面优势，将不同部位功能杆件与截面特性对应设计，如此，便产生了一种新的不同截面规格、截面形式综合杆件汇交节点设计形式。当前，行业对此类节点的开发深化尚处于研究阶段，尤其是在空间屋盖桁架工程应用中，圆管、方管、H型钢等多截面、多规格杆件空间相贯组合成一个构件系统，且平面分布范围广、数量大、系统性强、布置分散，汇交节点无法采取工厂定型加工现场预组，在这种情况下，杆件的交合需严格结合现场的具体条件进行灵活调整，现场节点组装焊接，但现行常规杆件相贯焊接节点形式单一，节点刚度负荷过大，不满足多截面类型杆件空间汇交的技术要求，而焊接球节点虽然满足空间多维杆件焊接汇交，但工程加工安装造价成本相对高昂，由此，在权衡功能适用性和经济效能性两方面，对此类空间桁架内中小型多截面类型杆件交汇节点处理形式提出了严峻的技术挑战。
发明内容
为了克服现行焊接节点形式在空间桁架内中小型多截面类型杆件交汇节点处理上的工程缺陷，提高其经济效益性和机动灵活性，本发明在保证节点刚度单元均衡分布的基础上，对中小型圆管、方管、H型钢等多截面、多规格杆件交汇节点形式进行了技术改进，形成多截面桁架杆件汇交节点结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多截面桁架杆件汇交节点结构，包括桁架腹杆及多个缀杆，桁架腹杆的下方固定连接有节点杆，所述节点杆为实腹式矩形节点杆，节点杆的两端设置有封头肋板，节点杆的侧面贯穿设置有纵向的翼形板，翼形板位于节点杆内的部分与节点杆的上端齐平，翼形板与节点杆及桁架腹杆固定连接，缀杆汇交连接于节点杆的下方。
所述翼形板对称贯穿设置于节点杆的两侧。
所述翼形板贯穿设置于节点杆的一侧。
所述翼形板交错贯穿设置于节点杆的两侧。
所述翼形板对称贯穿设置于节点杆的两侧，翼形板的下方穿过并向下伸出节点杆。
所述翼形板连接工字钢梁，翼形板与工字钢梁通过连接板焊接连接。
所述翼形板为凹形平面的钢板。
多截面桁架杆件汇交节点结构的施工方法，包括以下步骤：
1）节点杆横置：对节点杆预先进行跨中横置，节点杆的两端悬出汇交节点；
2）翼形板固定：首先在节点杆上开设翼形板开口切缝，并设置成V型坡口预留焊道，将翼形板横置于缝口内，然后采用单边坡口三面围焊将翼形板与节点杆固定连接；
3）节点杆封口：翼形板焊接固定检查合格后，采用封头肋板分别将节点杆两端端口封闭围焊，完成节点杆的组焊；
4）节点杆与桁架腹杆固定：将组焊完成的节点杆紧贴桁架腹杆内侧竖向布置，并进行纵横向焊道施焊，完成节点杆与桁架腹杆的固定连接；
5）节点汇交连接：将需要汇交的不同截面、不同规格的缀杆与节点杆进行空间汇交连接，翼型板与工字钢梁固定连接。
所述步骤1）中，节点杆的两端悬出汇交节点的长度均为300mm。
所述翼形板为凹形平面的钢板。
本发明遵照“闭口截面连接闭口杆件，开口截面连接开口杆件”的节点连接思路，采用增设实腹式矩形闭口节点杆连接圆形、口形杆件，采用贯穿设置于实腹式矩形闭口节点杆侧面的翼型板（兼作矩形闭口截面节点杆的加劲板）连接H形杆件，即在节点桁架腹杆设计的基础上，在汇交节点内侧增设一段实腹式矩形闭口截面节点杆实现多种规格、多种截面杆件的汇交连接，在均衡了节点刚性域的承重负荷的同时，也确保了各类汇交杆件的设计刚度分配，简化了空间桁架汇交节点的构造形式。经试验效果比对，其工程应用效果明显优于现行空间桁架汇交杆件焊接节点连接做法。其有益效果具体体现在：
（1）本发明提出的节点结构充分考虑了构件自身的截面刚度性能特性，在最大程度延续节点刚度域内各杆件设计刚性分配的基础上，确保了桁架内杆件的施工-设计工作性能；
（2）本发明提出的节点结构将原节点桁架腹杆进行了轻量化补强，现场可单人操作施焊组装操作，且工料成本较低，而荷重承载较原节点形式增强近300%；
（3）由于对节点部位进行小区段空间上放大，解放了原节点部位的汇交空间压力，便于杆件的现场人工焊接处理，增加节点组装的操作性；
（4）本发明提出的节点结构可连接口型、O型截面杆件，亦可连接H型截面杆件，可做平面汇交杆件节点连接，亦可做空间汇交杆件节点连接；
（5）本节点连接形式适用范围广，可广泛用于空间桁架内中小型多截面类型杆件汇交施工节点，且翼型连接板可根据需要进行多种形式的连接扩展。
附图说明
图1为多截面桁架杆件汇交节点结构的使用状态示意图；
图2为多截面桁架杆件汇交节点结构的翼形板分布示意图，（a）是双边对称式，（b）是单边非对称式，（c）双边对称错位式，（d）双边对称延伸式。
图3为多板非对称汇交连接节点使用状态示意图；
图中，1-桁架上腹杆，2-翼形板，3-节点杆，4-封头肋板，5-工字钢梁，6-连接板，7-横向圆管缀杆，8-竖向斜圆管缀杆，9-竖向斜方管缀杆，10-桁架下腹杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
本发明所述的一种多截面桁架杆件汇交节点结构，包括桁架腹杆及多个缀杆，桁架腹杆的下方固定连接有节点杆3，节点杆3为实腹式矩形节点杆，节点杆3的两端设置有封头肋板4，节点杆3的侧面贯穿设置有纵向的翼形板2，翼形板2位于节点杆3内的部分与节点杆3的上端齐平，翼形板2与节点杆3及桁架腹杆固定连接，缀杆汇交连接于节点杆3的下方，翼形板2连接工字钢梁5，翼形板2与工字钢梁5通过连接板6焊接连接。翼形板2采用凹形平面的钢板制成。
翼形板2在节点杆3上的分布有多重形式，图2（a）为双边对称式分布，翼形板2对称贯穿设置于节点杆3的两侧，图2（b）为单边非对称式分布，翼形板2贯穿设置于节点杆3的一侧，图2（c）为双边对称错位式分布，翼形板2交错贯穿设置于节点杆3的两侧，图2（d）为双边对称延伸式分布，翼形板2对称贯穿设置于节点杆3的两侧，翼形板2的下方穿过并向下伸出节点杆3。
实施例1：
如图1所示的多截面桁架杆件汇交节点结构，包括桁架上腹杆1及横向圆管缀杆7，竖向斜圆管缀杆8及竖向斜方管缀杆9，桁架上腹杆1的下方焊接有节点3，节点杆3为实腹式矩形节点杆，节点杆3的两端设置有封头肋板4，节点杆3的侧面贯穿设置有纵向的翼形板2，翼形板2采用单边非对称式分布，翼形板2位于节点杆3内的部分与节点杆3的上端齐平，翼形板2上方伸出节点杆3的部分与桁架上腹杆1焊接固定，横向圆管缀杆7，竖向斜圆管缀杆8及竖向斜方管缀杆9汇交于节点杆3的下方，并与节点杆3固定连接。工字钢梁5与翼型板2通过连接板6焊接固定。竖向斜圆管缀杆8及竖向斜方管缀杆9与桁架下腹杆10固定连接。
实施例2：
实施例2中的多截面桁架杆件汇交节点结构与实施例1中的结构基本相同，不同之处在于：如图3所示，翼形板2采用多板非对称分布，翼形板2贯穿节点杆3，且在节点杆3的一侧分布有两块翼形板2，两块翼型板2分别通过连接板6与两根工字钢梁5焊接固定。
本发明所述的多截面桁架杆件汇交节点结构的施工方法，包括以下步骤：
1）节点杆横置：对节点杆预先进行跨中横置，节点杆的两端悬出汇交节点；
2）翼形板固定：首先在节点杆上开设翼形板开口切缝，并设置成V型坡口预留焊道，将翼形板横置于缝口内，然后采用单边坡口三面围焊将翼形板与节点杆固定连接；
3）节点杆封口：翼形板焊接固定检查合格后，采用封头肋板分别将节点杆两端端口封闭围焊，完成节点杆的组焊；
4）节点杆与桁架腹杆固定：将组焊完成的节点杆紧贴桁架腹杆内侧竖向布置，并进行纵横向焊道施焊，完成节点杆与桁架腹杆的固定连接；
5）节点汇交连接：将需要汇交的不同截面、不同规格的缀杆与节点杆进行空间汇交连接，翼型板与工字钢梁固定连接。
施工方法的主要技术要点如下：
（1）节点杆悬出汇交节点的长度控制在两端各悬出节点300mm为宜；
（2）翼形板根据节点两侧工字钢梁的设置情况，可采用单板对称相贯连接，亦可采用多板非对称相贯连接，但两种形式翼形板必须贯穿实腹式矩形节点杆；
翼型连接板形状宜采用凹形平面设计形式，具体高度和宽度需满足设计强度要求。

Claims (8)

1.一种多截面桁架杆件汇交节点结构，包括桁架腹杆及多个缀杆，其特征在于：桁架腹杆的下方焊接有节点杆，所述节点杆为实腹式矩形节点杆，节点杆的两端设置有封头肋板，节点杆的侧面贯穿设置有纵向的翼形板，翼形板位于节点杆内的部分与节点杆的上端齐平，翼形板与节点杆及桁架腹杆焊接固定，缀杆汇交连接于节点杆的下方；所述多截面桁架杆件汇交节点结构的施工方法包括以下步骤：
1）节点杆横置：对节点杆预先进行跨中横置，节点杆的两端悬出汇交节点；
2）翼形板固定：首先在节点杆上开设翼形板开口切缝，并设置成V型坡口预留焊道，将翼形板横置于缝口内，然后采用单边坡口三面围焊将翼形板与节点杆固定连接；
3）节点杆封口：翼形板焊接固定检查合格后，采用封头肋板分别将节点杆两端端口封闭围焊，完成节点杆的组焊；
4）节点杆与桁架腹杆固定：将组焊完成的节点杆紧贴桁架腹杆内侧竖向布置，并进行纵横向焊道施焊，完成节点杆与桁架腹杆的固定连接；
5）节点汇交连接：将需要汇交的不同截面、不同规格的缀杆与节点杆进行空间汇交连接，翼型板与工字钢梁固定连接。
2.根据权利要求1所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述翼形板对称贯穿设置于节点杆的两侧。
3.根据权利要求1所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述翼形板贯穿设置于节点杆的一侧。
4.根据权利要求1所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述翼形板交错贯穿设置于节点杆的两侧。
5.根据权利要求1所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述翼形板对称贯穿设置于节点杆的两侧，翼形板的下方穿过并向下伸出节点杆。
6.根据权利要求1-5任一所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述翼形板连接工字钢梁，翼形板与工字钢梁通过连接板焊接连接。
7.根据权利要求1-5任一所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述翼形板为凹形平面的钢板。
8.根据权利要求1所述的多截面桁架杆件汇交节点结构，其特征在于：所述步骤1）中，节点杆的两端悬出汇交节点的长度均为300mm。
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