CN107461386B - 管管包覆式刚性接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管管包覆式刚性接头，用于连接主管和支管，其包括：第一圆管和第二圆管贯接连接；平板的两端分别与所述第一圆管和所述第二圆管相贯连接，使所述平板与所述第一圆管之间，所述平板与所述第二圆管之间分别呈一角度；两块三角平板对称地设置在所述第一圆管、所述第二圆管的两侧，并且每一所述三角平板的三边分别与所述第一圆管、所述第二圆管和所述平板连接，使得所述三角平板对所述主管、所述支管形成部分包裹。本发明管管包覆式刚性接头具有承载能力强，制造简单且易维修等特点。所述管管包覆式刚性接头可以让大型钢管贯接接头，承受较大弯矩和冲剪力，从而使大型钢结构可采用大型圆管作为主受力构件及传力构件。

Description

管管包覆式刚性接头

技术领域

本发明涉及大型钢结构产品领域，特别涉及一种管管包覆式刚性接头，尤其适用于港口起重运输机械金属结构。

背景技术

在现有技术中，圆管截面具有形式简洁，风阻小，制造周期短等优点。特别是在大型的钢结构产品中应用普遍。

在港口起重运输机械金属结构中，受限于卷管设备能力的限制，钢管通常为薄壁圆管，圆管的直径相对较大，且管壁相对较薄，管径与壁厚的比值通常大于50。

管管接头通常通过节点板或直接贯接来进行设计。节点板连接主要适合单向抗弯节点，制造相对复杂，有时还占用钢结构检修空间。当直接贯接时，因管壁较薄致接头的抗冲剪能力较弱，只能用于次要受力构件中。

以上两种接头设计均存在不足之处，因此本领域技术人员亟待研发出一种新型的管管接头，能够克服上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中管管接头的抗冲剪能力较弱的缺陷，提供一种管管包覆式刚性接头。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种管管包覆式刚性接头，用于连接主管和支管，其特点在于，所述管管包覆式刚性接头包括：

第一圆管和第二圆管，所述第一圆管和所述第二圆管贯接连接；

第一平板，所述第一平板的两端分别与所述第一圆管和所述第二圆管相贯连接，使所述第一平板与所述第一圆管之间，所述第一平板与所述第二圆管之间分别呈一角度；

两块三角平板，两块所述三角平板对称地设置在所述第一圆管、所述第二圆管的两侧，并且每一所述三角平板的三边分别与所述第一圆管、所述第二圆管和所述第一平板连接，使得所述三角平板对所述主管、所述支管形成部分包裹。

根据本发明的一个实施例，所述第一圆管内设置有第一开孔平板，所述第一开孔平板的外径与所述第一圆管的内径相同。

根据本发明的一个实施例，所述第二圆管内设置有第二开孔平板，所述第二开孔平板的外径与所述第二圆管的内径相同。

根据本发明的一个实施例，所述第一开孔平板和所述第二开孔平板上均设有椭圆形开孔。

根据本发明的一个实施例，所述第一圆管的尺寸与所述主管的尺寸相同，且所述第一圆管的两端用于对接所述主管。

根据本发明的一个实施例，所述第一圆管和所述第二圆管相互垂直贯接连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一圆管和所述第二圆管呈Y形来连接，且所述第一圆管和所述第二圆管之间成一夹角。

根据本发明的一个实施例，所述第一平板的两端加工为相贯形状，分别与所述第一圆管和所述第二圆管相切合。

根据本发明的一个实施例，所述第一平板封住了两块所述三角平板之间的开口，使得两块所述三角平板之间形成密闭空间。

根据本发明的一个实施例，所述三角平板、所述第一开孔平板、所述第二开孔平板的钢板材料与起重机金属结构主材同等级。

本发明的积极进步效果在于：

本发明管管包覆式刚性接头具有承载能力强，制造简单且易维修等特点。所述管管包覆式刚性接头可以让大型钢管贯接接头，承受较大弯矩和冲剪力，从而使大型钢结构可采用大型圆管作为主受力构件及传力构件。在接头处有良好的受力性能，特别适用于起重机金属结构中。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1a为本发明管管包覆式刚性接头与主管、支管连接的主视图。

图1b为本发明管管包覆式刚性接头与主管、支管连接的俯视图。

图1c为图1a中沿B方向观察的示意图。

图1d为图1a中沿C方向观察的示意图。

图2a为本发明管管包覆式刚性接头的主视图。

图2b为本发明管管包覆式刚性接头的俯视图。

图2c为图2a中沿D方向观察的示意图。

图2d为图2a中沿E方向观察的示意图。

图3a为本发明管管包覆式刚性接头中第一圆管的主视图。

图3b为本发明管管包覆式刚性接头中第一圆管的俯视图。

图4a为本发明管管包覆式刚性接头中第二圆管的主视图。

图4b为本发明管管包覆式刚性接头中第二圆管的俯视图。

图4c为本发明管管包覆式刚性接头中第二圆管的右视图。

图5a为本发明管管包覆式刚性接头中第一开孔平板的主视图。

图5b为本发明管管包覆式刚性接头中第一开孔平板的俯视图。

图5c为本发明管管包覆式刚性接头中第一开孔平板的右视图。

图6a为本发明管管包覆式刚性接头中第二开孔平板的主视图。

图6b为本发明管管包覆式刚性接头中第二开孔平板的俯视图。

图6c为本发明管管包覆式刚性接头中第二开孔平板的右视图。

图7a为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的主视图。

图7b为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的俯视图。

图7c为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的右视图。

图7d为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的左视图。

图8a为本发明管管包覆式刚性接头中三角平板的主视图。

图8b为本发明管管包覆式刚性接头中三角平板的俯视图。

图8c为本发明管管包覆式刚性接头中三角平板的右视图。

实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

本发明管管包覆式刚性接头的上述以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，以主管与支管为T形连接方式的半包覆式刚性接头的实施案例来进行说明，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征。

图1a为本发明管管包覆式刚性接头与主管、支管连接的主视图。图1b为本发明管管包覆式刚性接头与主管、支管连接的俯视图。图1c为图1a中沿B方向观察的示意图。图1d为图1a中沿C方向观察的示意图。

如图1a至图1d所示，本发明公开了一种管管包覆式刚性接头10，用于连接主管20和支管30。本发明管管包覆式刚性接头以主管和支管为T形连接方式为实施例，揭示了本发明管管包覆式刚性接头的具体结构及其与主管和支管的连接关系。其中，主管20设计截面为圆环，为大型圆管，管径和壁厚比值较大（一般>50）主要承受较大的轴向力。主管20是大型钢结构中主要受力构件，在立柱中间某部位与圆管横梁贯接连接。支管30设计截面为圆环，为大型圆管，次要传力构件，承受较大弯曲应力或轴向力。在端部与主管20立柱贯接连接。管管包覆式刚性接头10设置在主管和支管的连接处。接头组件的接头处能承受较主构件更大的弯矩和冲剪力，是一个刚性接头，接头组件呈现出将部分圆管包覆的特性。

图2a为本发明管管包覆式刚性接头的主视图。图2b为本发明管管包覆式刚性接头的俯视图。图2c为图2a中沿D方向观察的示意图。图2d为图2a中沿E方向观察的示意图。

如图2a至图2d所示，本发明管管包覆式刚性接头为焊接组件，所述管管包覆式刚性接头10包括：第一圆管11、第二圆管12、第一平板13，两块三角平板14。第一圆管11和第二圆管12贯接连接，将第一平板13的两端分别与第一圆管11和第二圆管12相贯连接，使第一平板13与第一圆管11之间，第一平板13与第二圆管12之间分别呈一角度。

两块三角平板14对称地设置在第一圆管11、第二圆管12的两侧，并且每一个三角平板14的三边分别与第一圆管11、第二圆管12和第一平板13连接。

图3a为本发明管管包覆式刚性接头中第一圆管的主视图。图3b为本发明管管包覆式刚性接头中第一圆管的俯视图。图4a为本发明管管包覆式刚性接头中第二圆管的主视图。图4b为本发明管管包覆式刚性接头中第二圆管的俯视图。图4c为本发明管管包覆式刚性接头中第二圆管的右视图。

图5a为本发明管管包覆式刚性接头中第一开孔平板的主视图。图5b为本发明管管包覆式刚性接头中第一开孔平板的俯视图。图5c为本发明管管包覆式刚性接头中第一开孔平板的右视图。图6a为本发明管管包覆式刚性接头中第二开孔平板的主视图。图6b为本发明管管包覆式刚性接头中第二开孔平板的俯视图。图6c为本发明管管包覆式刚性接头中第二开孔平板的右视图。

如图3a至图6c所示，第一圆管11内设置有第一开孔平板15，第一开孔平板15的外径与第一圆管11的内径相同。第二圆管12内设置有第二开孔平板16，第二开孔平板16的外径与第二圆管12的内径相同。在第一开孔平板15和第二开孔平板16上均设有椭圆形开孔。

优选地，第一圆管11的尺寸与主管20的尺寸相同，且第一圆管11的两端用于对接主管20。在本实施例中，第一圆管11和第二圆管12相互垂直贯接连接。当然，第一圆管11和第二圆管12也可以呈Y形来连接，且第一圆管11和第二圆管12之间成一夹角（图中未示）。

第一圆管11为短圆管构件，其尺寸与主管20的尺寸相同，两端对接主管20（如图1a所示）。在实际设计制造中，第一圆管11通常与主管20设置为一个整体，即第一圆管11通常为图1a中主管20的一部分，为主要受力构件，设计截面相对较大。

同理，第二圆管12也采用圆管构件，本实施例中举例的T形接头中与第一圆管11垂直贯接连接（如为Y形或其它类型接头，与第一圆管11成特定夹角连接），与第一圆管11的连接端部根据连接角度和第一圆管11的尺寸加工形成相贯线形状，通常与图1a中的支管30设计为一个整体。

图7a为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的主视图。图7b为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的俯视图。图7c为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的右视图。图7d为本发明管管包覆式刚性接头中第一平板的左视图。图8a为本发明管管包覆式刚性接头中三角平板的主视图。图8b为本发明管管包覆式刚性接头中三角平板的俯视图。图8c为本发明管管包覆式刚性接头中三角平板的右视图。

如图7a至图8c所示，第一平板13为一特定形状的平板，例如将第一平板13与第一圆管11和第二圆管12相贯连接，两端根据连接设计的角度和第一圆管11和第二圆管12的尺寸加工成相贯线形状。也就是说，第一平板13的两端加工为相贯形状，分别与第一圆管11和第二圆管12相切合。

第一平板13封住了两块三角平板14之间的开口，使得两块三角平板14之间形成密闭空间，这样可以起到防水防腐的作用。此处的三角平板14、第一开孔平板15、第二开孔平板16的钢板材料与起重机金属结构主材同等级。三角平板14的尺寸可根据设计进行调整。

上述实施例虽然仅以T型接头来揭示本发明管管包覆式刚性接头的一种应用。但是，在实际设计和制造中，本发明也适用于主管与支管的Y形连接，X形连接，K形连接，N形连接等类似的连接方式。各种连接方式采用类似于本发明的连接组件方式，也属于本发明的范畴。

此外，第一圆管11根据设计图示制作，材料为大型钢结构设计主材料。第二圆管12根据设计图示制作，注意端部与第一圆管11连接处根据设计图加工为相贯连接形状，材料为大型钢结构设计主材料。

第一平板13根据设计图示制作，两端加工为相贯形状，分别与第一圆管11和第二圆管12相切合。两块三角平板14根据设计图示制作，按图示要求备料并制作，钢板材料与起重机金属结构主材同等级。

第一开孔平板15根据设计图示制作，按图示要求备料并制作，钢板材料与起重机金属结构主材同等级。第二开孔平板16根据设计图示制作，按图示要求备料并制作，钢板材料与起重机金属结构主材同等级。

根据上述结构描述，本发明将包覆式刚性接头10与主管20，支管30分别对接连接。实际设计制作过程中主管20与第一圆管11可作为一整体构件，支管30与第二圆管12可作为一整体构件。

本发明管管包覆式刚性接头通过接头组件分别与主管和支管连接，接头处经过数值模拟分析，应力分布均匀，能承受较大的弯矩和剪力，相对于连接构件，属于刚性接头；接头处组件的外观呈现出将圆管部分包覆或全部包覆；接头组件与主管和支管的连接制造工艺简单，便于实施；接头组件处内部为全封闭空间，有防止内部进水，防止内部锈蚀的特性。本发明之管管包覆式刚性接头能广泛应用于大型钢结构设计中。

综上所述，本发明管管包覆式刚性接头具有承载能力强，制造简单且易维修等特点。所述管管包覆式刚性接头可以让大型钢管贯接接头，承受较大弯矩和冲剪力，从而使大型钢结构可采用大型圆管作为主受力构件及传力构件。在接头处有良好的受力性能，特别适用于起重机金属结构中。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种管管包覆式刚性接头，用于连接主管和支管，其特征在于，所述管管包覆式刚性接头包括：

第一圆管和第二圆管，所述第一圆管和所述第二圆管贯接连接；

第一平板，所述第一平板的两端分别与所述第一圆管和所述第二圆管相贯连接，使所述第一平板与所述第一圆管之间，所述第一平板与所述第二圆管之间分别呈一角度；

两块三角平板，两块所述三角平板对称地设置在所述第一圆管、所述第二圆管的两侧，并且每一所述三角平板的三边分别与所述第一圆管、所述第二圆管和所述第一平板连接；

所述第一圆管内设置有第一开孔平板，所述第一开孔平板的外径与所述第一圆管的内径相同；

所述第二圆管内设置有第二开孔平板，所述第二开孔平板的外径与所述第二圆管的内径相同；

所述第一圆管的尺寸与所述主管的尺寸相同，且所述第一圆管的两端用于对接所述主管；

所述第一平板的两端加工为相贯形状，分别与所述第一圆管和所述第二圆管相切合；

所述第一平板、所述第一开孔平板和所述第二开孔平板在同一平面上。

2.如权利要求1所述的管管包覆式刚性接头，其特征在于，所述第一开孔平板和所述第二开孔平板上均设有椭圆形开孔。

3.如权利要求1所述的管管包覆式刚性接头，其特征在于，所述第一圆管和所述第二圆管相互垂直贯接连接。

4.如权利要求1所述的管管包覆式刚性接头，其特征在于，所述第一圆管和所述第二圆管呈Y形来连接，且所述第一圆管和所述第二圆管之间成一夹角。

5.如权利要求1所述的管管包覆式刚性接头，其特征在于，所述第一平板封住了两块所述三角平板之间的开口，使得两块所述三角平板之间形成密闭空间。

6.如权利要求1-5任意一项所述的管管包覆式刚性接头，其特征在于，所述三角平板、所述第一开孔平板、所述第二开孔平板的钢板材料与起重机金属结构主材同等级。

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