CN108316557A - 一种v形圆管柱结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种V形圆管柱结构，包括：地下钢柱和圆管钢柱，所述地下钢柱之间设有地下钢梁，所述圆管钢柱的下方通过柱对接连接板与地下钢柱的顶部连接，两圆管钢柱连接后呈V字形，且所述圆管钢柱和地下钢柱的连接处的外侧设有用于抵抗圆管钢柱的倾覆荷载的定位件。本发明中所述的一种V形圆管柱结构，通过柱对接连接板将圆管钢柱和地下钢柱的顶部实现连接，对圆管钢柱实现了很好的固定，并在圆管钢柱和地下钢柱的连接处设置定位件，进一步提高圆管钢柱和地下钢柱之间连接的稳定性和牢固性，让其实现V字形连接，大大提高整个建筑结构的稳定性和后期使用的安全性，还涉及一种V形圆管柱结构的安装方法。
Description
技术领域
本发明属于生产制造领域，特别涉及一种V形圆管柱结构及其安装方法。
背景技术
钢结构工程是以钢材制作为主的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，是主要的建筑结构类型之一。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。
钢结构建筑之所以得到大肆推广，其中还有一个重要的原因是混凝土建筑很难做到的，就是其能够实现各种各样的造型结构，然而其在实现美观造型的同时，也需要考虑到各个部件结构的承载性和连接等各方面安全性，V型结构是我们生活常见的一种连接结构，然而我们生活常见的就是将两根管材通过对其端部切割呈倾斜状，然后对其接口处进行简单的焊接，这样的结构应用在一般的场合能够满足要求，然而应用在大型的建筑中，其无论是从承载力还是安全性都不能够满足要求，因而其需要一种更为合理的连接方式来满足建筑结构的需求。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种V形圆管柱结构及其安装方法，其结构简单，设计合理，通过柱对接连接板将圆管钢柱和地下钢柱的顶部实现连接，对圆管钢柱实现了很好的固定，并在圆管钢柱和地下钢柱的连接处设置定位件，进一步提高圆管钢柱和地下钢柱之间连接的稳定性和牢固性。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种V形圆管柱结构，包括：地下钢柱和圆管钢柱，所述地下钢柱之间设有地下钢梁，所述圆管钢柱的下方通过柱对接连接板与地下钢柱的顶部连接，两圆管钢柱连接后呈V字形，且所述圆管钢柱和地下钢柱的连接处的外侧设有用于抵抗圆管钢柱的倾覆荷载的定位件。
本发明中所述的一种V形圆管柱结构，通过柱对接连接板将圆管钢柱和地下钢柱的顶部实现连接，对圆管钢柱实现了很好的固定，并在圆管钢柱和地下钢柱的连接处设置定位件，进一步提高圆管钢柱和地下钢柱之间连接的稳定性和牢固性，让其实现V字形连接，大大提高整个建筑结构的稳定性和后期使用的安全性。
本发明中所述地下钢柱呈锥子型，其设有支撑柱、连接件和一组钢管柱，所述连接件设于支撑柱上，所述钢管柱设于连接件的上方，所述连接件的设置，不仅让其能够与圆管钢柱实现连接，同时也便于地下钢柱与其他方向的其他部件连接。
本发明中所述连接件由一组H型钢构成，其上方的设有顶板，所述钢管柱固定于顶板上，且固定于顶板上方的两钢管柱呈V字形，所述顶板的设置，便于其与钢管柱的连接。
本发明中所述定位件中设有限位件和卡板，所述限位件设于钢管柱上，所述卡板设于圆管钢柱的顶部，所述限位件上设有用于固定卡板的卡槽，所述的卡板设于限位件的卡槽中，所述的限位件和卡板相配合，定位件的特殊结构的设置，进一步提高圆管钢柱和钢管柱之间连接的稳定性和后期使用的安全性。
本发明中所述限位件呈L型，其底部固定于钢管柱上，其垂直部分超出钢管柱的接口，并与圆管钢柱相配合。
本发明中所述支撑柱中设有加强筋，所述加强筋呈米字形，进一步提高支撑柱的支撑性能，也进一步提高其使用的稳定性和安全性。
本发明中所述地下钢柱之间相邻的两圆管钢柱的顶部通过钢柱连接，且所述钢柱与圆管钢柱的连接处设有固定件，所述固定件与圆管钢柱相配合，该结构的设置，让整个圆管钢柱不仅实现了下部的V字形，还实现了上部的V字形，通过利用三角形的稳定性，大大的提高整个建筑结构连接的稳定性和合理性，进一步提高其使用的安全性。
本发明中所述固定件采用H型钢，其靠近圆管钢柱和钢柱连接点的一侧呈半圆形，便于其与圆管钢柱的连接，大大的提高两者连接的稳定性和切合性。
本发明中所述的V形圆管柱结构的安装方法，具体的安装方法如下：
1)：首先对地下钢柱进行组装，即将支撑柱固定于指定位置，再将连接件安装于支撑柱的上部；
2)：再根据图纸将钢管柱设于连接件的上方，并将其与连接件上方的顶板进行焊接固定，至此地下钢柱安装完成；
3)：然后通过连接件对连接件之间的地下钢梁进行安装固定；
4)：技术部门根据倾斜角度及圆管钢柱分段长度，利用电脑模拟每根吊装钢丝绳长度，并设置一组吊装钢丝绳，其中两根钢丝绳设置在圆管钢柱上端吊装耳板，另外两根设置在圆管钢柱下端吊装耳板，且下端钢丝绳上设置手拉葫芦；同时，在圆管钢柱上设置临时支撑柱；
5)：然后对圆管钢柱进行起吊，起吊时缓缓起钩，通过手拉葫芦调节圆管钢柱倾斜角度，在调节过程中，全站仪全程跟踪测量；当圆管钢柱与钢管柱连接处调节对接好后，起钩并对圆管钢柱进行安装定位；
6)：再通过钢柱对地下钢柱之间相邻的两圆管钢柱的顶部进行连接，并在通过固定件对钢柱与圆管钢柱的连接处进出固定。
本发明中在吊装圆管钢柱时，当圆管钢柱吊装至安装位置附件时，施工人员在操作平台内手扶圆管钢柱端部缓缓就位，安装吊装耳板上临时连接螺栓初步固定，全站仪测量圆管钢柱柱顶以及测量贴片坐标，并利用手拉葫芦将圆管钢柱调节到位，拧紧安装螺栓，然后再在钢管柱上设置一组限位件，并在圆管钢柱靠近钢管柱的一端设置与限位件相匹配的卡板，所述卡板设置的位置为圆管钢柱倾斜方向，将卡板安装到限位件上，并对双面角焊缝进行焊接即可，最后对其进行复测，无误后完成该圆管钢柱的安装，松钩进行下一根圆管钢柱的吊装。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中所述的一种V形圆管柱结构，通过柱对接连接板将圆管钢柱和地下钢柱的顶部实现连接，对圆管钢柱实现了很好的固定，并在圆管钢柱和地下钢柱的连接处设置定位件，进一步提高圆管钢柱和地下钢柱之间连接的稳定性和牢固性，让其实现V字形连接，大大提高整个建筑结构的稳定性和后期使用的安全性。
2、本发明中所述地下钢柱呈锥子型，其设有支撑柱、连接件和一组钢管柱，所述连接件设于支撑柱上，所述钢管柱设于连接件的上方，所述连接件的设置，不仅让其能够与圆管钢柱实现连接，同时也便于地下钢柱与其他方向的其他部件连接。
3、本发明中所述定位件中设有限位件和卡板，所述限位件设于钢管柱上，所述卡板设于圆管钢柱的顶部，所述限位件上设有用于固定卡板的卡槽，所述的卡板设于限位件的卡槽中，所述的限位件和卡板相配合，定位件的特殊结构的设置，进一步提高圆管钢柱和钢管柱之间连接的稳定性和后期使用的安全性。
4、本发明中所述支撑柱中设有加强筋，所述加强筋呈米字形，进一步提高支撑柱的支撑性能，也进一步提高其使用的稳定性和安全性。
5、本发明中所述地下钢柱之间相邻的两圆管钢柱的顶部通过钢柱连接，且所述钢柱与圆管钢柱的连接处设有固定件，所述固定件与圆管钢柱相配合，该结构的设置，让整个圆管钢柱不仅实现了下部的V字形，还实现了上部的V字形，通过利用三角形的稳定性，大大的提高整个建筑结构连接的稳定性和合理性，进一步提高其使用的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中连接件的局部放大图；
图3为本发明中定位件的结构示意图；
图4为本发明中圆管钢柱与地下钢柱连接示意图；
图5为本发明中加强筋的俯视图；
图中：地下钢柱-1、圆管钢柱-2、地下钢梁-3、柱对接连接板-4、定位件-5、钢柱-6、固定件-7、支撑柱-11、连接件-12、钢管柱-13、加强筋-14、H型钢-121、顶板-122、限位件-51、卡板-52。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例
如图所示的一种V形圆管柱结构，其特征在于：包括：地下钢柱1和圆管钢柱2，所述地下钢柱1之间设有地下钢梁3，所述圆管钢柱2的下方通过柱对接连接板4与地下钢柱1的顶部连接，两圆管钢柱2连接后呈V字形，且所述圆管钢柱2和地下钢柱1的连接处的外侧设有用于抵抗圆管钢柱2的倾覆荷载的定位件5。
本实施例中所述地下钢柱1呈锥子型，其设有支撑柱11、连接件12和一组钢管柱13，所述连接件12设于支撑柱11上，所述钢管柱13设于连接件12的上方。
本实施例中所述连接件12由一组H型钢121构成，其上方的设有顶板122，所述钢管柱13固定于顶板122上，且固定于顶板122上方的两钢管柱13呈V字形。
本实施例中所述定位件5中设有限位件51和卡板52，所述限位件51设于钢管柱13上，所述卡板52设于圆管钢柱2的顶部，所述限位件51上设有用于固定卡板52的卡槽，所述的卡板52设于限位件51的卡槽中，所述的限位件51和卡板52相配合。
本实施例中所述限位件51呈L型，其底部固定于钢管柱13上，其垂直部分超出钢管柱13的接口，并与圆管钢柱2相配合。
本实施例中所述支撑柱11中设有加强筋14，所述加强筋14呈米字形。
本实施例中所述地下钢柱1之间相邻的两圆管钢柱2的顶部通过钢柱6连接，且所述钢柱6与圆管钢柱2的连接处设有固定件7，所述固定件7与圆管钢柱2相配合。
本实施例中所述固定件7采用H型钢，其靠近圆管钢柱2和钢柱6连接点的一侧呈半圆形。
实施例2
如图所示的一种V形圆管柱结构，其特征在于：包括：地下钢柱1和圆管钢柱2，所述地下钢柱1之间设有地下钢梁3，所述圆管钢柱2的下方通过柱对接连接板4与地下钢柱1的顶部连接，两圆管钢柱2连接后呈V字形，且所述圆管钢柱2和地下钢柱1的连接处的外侧设有用于抵抗圆管钢柱2的倾覆荷载的定位件5。
本实施例中所述地下钢柱1呈锥子型，其设有支撑柱11、连接件12和一组钢管柱13，所述连接件12设于支撑柱11上，所述钢管柱13设于连接件12的上方。
本实施例中所述连接件12由一组H型钢121构成，其上方的设有顶板122，所述钢管柱13固定于顶板122上，且固定于顶板122上方的两钢管柱13呈V字形。
本实施例中所述定位件5中设有限位件51和卡板52，所述限位件51设于钢管柱13上，所述卡板52设于圆管钢柱2的顶部，所述限位件51上设有用于固定卡板52的卡槽，所述的卡板52设于限位件51的卡槽中，所述的限位件51和卡板52相配合。
本实施例中所述限位件51呈L型，其底部固定于钢管柱13上，其垂直部分超出钢管柱13的接口，并与圆管钢柱2相配合。
本实施例中所述支撑柱11中设有加强筋14，所述加强筋14呈米字形。
本实施例中所述地下钢柱1之间相邻的两圆管钢柱2的顶部通过钢柱6连接，且所述钢柱6与圆管钢柱2的连接处设有固定件7，所述固定件7与圆管钢柱2相配合。
本实施例中所述固定件7采用H型钢，其靠近圆管钢柱2和钢柱6连接点的一侧呈半圆形。
本实施例中所述的V形圆管柱结构的安装方法，具体的安装方法如下：
1)：首先对地下钢柱1进行组装，即将支撑柱11固定于指定位置，再将连接件12安装于支撑柱11的上部；
2)：再根据图纸将钢管柱13设于连接件12的上方，并将其与连接件12上方的顶板122进行焊接固定，至此地下钢柱1安装完成；
3)：然后通过连接件对连接件12之间的地下钢梁3进行安装固定；
4)：技术部门根据倾斜角度及圆管钢柱2分段长度，利用电脑模拟每根吊装钢丝绳长度，并设置一组吊装钢丝绳，其中两根钢丝绳设置在圆管钢柱2上端吊装耳板，另外两根设置在圆管钢柱2下端吊装耳板，且下端钢丝绳上设置手拉葫芦；同时，在圆管钢柱2上设置临时支撑柱8；
5)：然后对圆管钢柱2进行起吊，起吊时缓缓起钩，通过手拉葫芦调节圆管钢柱2倾斜角度，在调节过程中，全站仪全程跟踪测量；当圆管钢柱2与钢管柱13连接处调节对接好后，起钩并对圆管钢柱2进行安装定位；
6)：再通过钢柱6对地下钢柱1之间相邻的两圆管钢柱2的顶部进行连接，并在通过固定件7对钢柱6与圆管钢柱2的连接处进出固定。
本实施例中在吊装圆管钢柱2时，当圆管钢柱2吊装至安装位置附件时，施工人员在操作平台内手扶圆管钢柱2端部缓缓就位，安装吊装耳板上临时连接螺栓初步固定，全站仪测量圆管钢柱2柱顶以及测量贴片坐标，并利用手拉葫芦将圆管钢柱2调节到位，拧紧安装螺栓，然后再在钢管柱13上设置一组限位件51，并在圆管钢柱2靠近钢管柱13的一端设置与限位件51相匹配的卡板52，所述卡板52设置的位置为圆管钢柱2倾斜方向，将卡板52安装到限位件51上，并对卡板52和限位板51双面角焊缝进行焊接即可，最后对其进行复测，无误后完成该圆管钢柱2的安装，松钩进行下一根圆管钢柱2的吊装。
在上述对对卡板52和限位板51双面角焊缝进行焊接过程中，角焊缝高度15mm，焊缝有效长度150mm，按照钢柱最不利倾斜角度及重量进行施工验算，定位件5能抵抗上节圆管钢柱2的倾覆荷载，其计算过程如下：
1、卡板焊缝受力计算
根据施工方案，圆管钢柱2底部对接口处上部设置一组卡板52，对接口下部设置一个卡板52，在对卡板52截面和限位板51焊缝进行强度验算时不考虑吊绳及栓接板对构件受力贡献，柱自重荷载完全由定位件5承担，此时限位板51焊缝受到沿限位板51长度方向的剪力和垂直于限位板51长度方向的压力。
具体的计算方式如下：
G＝20400kg，L＝15m，R＝1000mm
钢管柱13上部卡板焊缝内力为：
V1＝(Gsin54°/2-GLcos54°/2R)/2
＝(20400×9.8×sin54°÷2-20400×9.8×15000×cos54°÷2÷1000)/2
≈-400228N＝-400kN
F1＝Gcos54°/4＝20400×9.8×cos54°÷4＝29378N≈29kN
圆管钢柱2下部卡板焊缝内力为：
V1＝Gsin54°/2
＝20400×9.8×sin54°÷2
≈80869N＝80.869kN
F1＝Gcos54°/2＝20400×9.8×cos54°÷2＝58755N≈59kN
通过对定位件5受力分析得到圆管钢柱2上部卡板52较管口下部卡板受力大，因此下面对管口上部卡板52进行验算。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种V形圆管柱结构，其特征在于：包括：地下钢柱（1）和圆管钢柱（2），所述地下钢柱（1）之间设有地下钢梁（3），所述圆管钢柱（2）的下方通过柱对接连接板（4）与地下钢柱（1）的顶部连接，两圆管钢柱（2）连接后呈V字形，且所述圆管钢柱（2）和地下钢柱（1）的连接处的外侧设有用于抵抗圆管钢柱（2）的倾覆荷载的定位件（5）。
2.根据权利要求1所述的V形圆管柱结构，其特征在于： 所述地下钢柱（1）呈锥子型，其设有支撑柱（11）、连接件（12）和一组钢管柱（13），所述连接件（12）设于支撑柱（11）上，所述钢管柱（13）设于连接件（12）的上方。
3.根据权利要求2所述的V形圆管柱结构，其特征在于：所述连接件（12）由一组H型钢（121）构成，其上方的设有顶板（122），所述钢管柱（13）固定于顶板（122）上，且固定于顶板（122）上方的两钢管柱（13）呈V字形。
4.根据权利要求1所述的V形圆管柱结构，其特征在于：所述定位件（5）中设有限位件（51）和卡板（52），所述限位件（51）设于钢管柱（13）上，所述卡板（52）设于圆管钢柱（2）的顶部，所述限位件（51）上设有用于固定卡板（52）的卡槽，所述的卡板（52）设于限位件（51）的卡槽中，所述的限位件（51）和卡板（52）相配合。
5.根据权利要求4所述的V形圆管柱结构，其特征在于：所述限位件（51）呈L型，其底部固定于钢管柱（13）上，其垂直部分超出钢管柱（13）的接口，并与圆管钢柱（2）相配合。
6.根据权利要求2所述的V形圆管柱结构，其特征在于：所述支撑柱（11）中设有加强筋（14），所述加强筋（14）呈米字形。
7.根据权利要求1所述的V形圆管柱结构，其特征在于：所述地下钢柱（1）之间相邻的两圆管钢柱（2）的顶部通过钢柱（6）连接，且所述钢柱（6）与圆管钢柱（2）的连接处设有固定件（7），所述固定件（7）与圆管钢柱（2）相配合。
8.根据权利要求7所述的V形圆管柱结构，其特征在于：所述固定件（7）采用H型钢，其靠近圆管钢柱（2）和钢柱（6）连接点的一侧呈半圆形。
9.根据权利要求1至8任一项所述的V形圆管柱结构的安装方法，其特征在于：具体的安装方法如下：
1）：首先对地下钢柱（1）进行组装，即将支撑柱（11）固定于指定位置，再将连接件（12）安装于支撑柱（11）的上部；
2）：再根据图纸将钢管柱（13）设于连接件（12）的上方，并将其与连接件（12）上方的顶板（122）进行焊接固定，至此地下钢柱（1）安装完成；
3）：然后通过连接件对连接件（12）之间的地下钢梁（3）进行安装固定；
4）：技术部门根据倾斜角度及圆管钢柱（2）分段长度，利用电脑模拟每根吊装钢丝绳长度，并设置一组吊装钢丝绳，其中两根钢丝绳设置在圆管钢柱（2）上端吊装耳板，另外两根设置在圆管钢柱（2）下端吊装耳板，且下端钢丝绳上设置手拉葫芦；同时，在圆管钢柱（2）上设置临时支撑柱（8）；
5）：然后对圆管钢柱（2）进行起吊，起吊时缓缓起钩，通过手拉葫芦调节圆管钢柱（2）倾斜角度，在调节过程中，全站仪全程跟踪测量；当圆管钢柱（2）与钢管柱（13）连接处调节对接好后，起钩并对圆管钢柱（2）进行安装定位；
6）：再通过钢柱（6）对地下钢柱（1）之间相邻的两圆管钢柱（2）的顶部进行连接，并在通过固定件（7）对钢柱（6）与圆管钢柱（2）的连接处进出固定。
10.根据权利要求9所述的V形圆管柱结构的安装方法，其特征在于：
在吊装圆管钢柱（2）时，当圆管钢柱（2）吊装至安装位置附件时，施工人员在操作平台内手扶圆管钢柱（2）端部缓缓就位，安装吊装耳板上临时连接螺栓初步固定，全站仪测量圆管钢柱（2）柱顶以及测量贴片坐标，并利用手拉葫芦将圆管钢柱（2）调节到位，拧紧安装螺栓，然后再在钢管柱（13）上设置一组限位件（51），并在圆管钢柱（2）靠近钢管柱（13）的一端设置与限位件（51）相匹配的卡板（52），所述卡板（52）设置的位置为圆管钢柱（2）倾斜方向，将卡板（52）安装到限位件（51）上，并对双面角焊缝进行焊接即可，最后对其进行复测，无误后完成该圆管钢柱（2）的安装，松钩进行下一根圆管钢柱（2）的吊装。
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