CN113846751B - 大跨空间结构圆钢管连接装置及制作方法 - Google Patents

大跨空间结构圆钢管连接装置及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大跨空间结构圆钢管连接装置及制作方法，大跨空间结构圆钢管连接装置包括上弦连接装置及下弦连接装置，所述上弦连接装置包括水平钢板和与水平钢板下表面垂直并焊接的三块带孔钢板，所述三块带孔钢板平行等间距设置，三块带孔钢板的通孔中穿设有螺杆，所述螺杆的两端锁设有螺母；本发明与现有技术相比，具有如下优点：1）该连接装置无需过高的加工精度、造价低廉，施工简便、快捷，有利于快速施工。2）该连接装置安装、拆卸简单，可重复利用，便于后期检修过程中替换钢管。

Description

大跨空间结构圆钢管连接装置及制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大跨空间结构圆钢管连接装置及制作方法。
背景技术：
钢结构的常用连接方法有焊缝连接、螺栓连接及铆钉连接，前两种广泛应用于大跨空间结构中；焊缝连接强度大、不削弱构件截面，但易出现焊接残余应力、疲劳损伤等问题；螺栓连接拆装方便但易造成构件截面削弱、对加工精度要求高、各螺栓受力不均等问题；铆接传力可靠、质量易于保证，但工艺复杂、制作强度高，已很少采用；因此对于大跨空间钢结构而言，有必要研发其他高效、低成本的杆件连接方式。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种大跨空间结构圆钢管连接装置及制作方法，该大跨空间结构圆钢管连接装置构造简单、施工方便、传力性能好，能减少缝隙处锈蚀存在的机率。
本发明大跨空间结构圆钢管连接装置，其特征在于：包括上弦连接装置，所述上弦连接装置包括水平钢板和与水平钢板下表面垂直并焊接的三块带孔钢板，所述三块带孔钢板平行等间距设置，两相邻带孔钢板之间设有穿孔道，穿孔道设有将水平杆件连接固定的螺杆及螺母。
进一步的，上述三块带孔钢板的通孔轴心线位于同一水平线。
进一步的，上述水平钢板的上表面上设有圆柱型板管连接件，所述圆柱型板管连接件的上部设有槽口，所述圆柱型板管连接件上位于槽口的两旁侧穿设有孔道，孔道内穿接有螺杆，所述螺杆锁接有螺母，即形成下弦连接装置。
进一步的，上述水平钢管的穿孔道、带孔钢板的通孔直径、圆柱形板管连接件两侧穿孔道及带孔卡固件孔道的直径为D+A，所述 D值根据工程中实际使用的螺杆直径确定，A值根据不同工程的重要性程度及施工允许条件进行调整。
进一步的，上述圆柱型板管连接件呈圆柱体形状，所述槽口与水平钢板的上表面垂直。
本发明大跨空间结构圆钢管连接装置的制作方法，其特征在于：所述大跨空间结构圆钢管连接装置包括上弦连接装置和下弦连接装置，所述上弦连接装置包括水平钢板和与水平钢板下表面垂直并焊接的三块带孔钢板，所述三块带孔钢板平行等间距设置，两相邻带孔钢板之间设有穿孔道，穿孔道设有将水平钢管连接固定的螺杆及螺母；制作时，
步骤1：上弦连接装置的制备；上弦连接装置由4块钢板焊接连接后制成，其中3块为带有直径D+A通孔的钢板，第4块钢板即水平钢板将前3块钢板连接起来，避免钢管连接处因接触雨水而发生锈蚀；A是考虑到施工误差及后期安装方便所设置的冗余度，取值根据不同工程的重要性程度及施工允许条件进行调整；3块带孔钢板孔道处布设有将水平钢管连接固定的螺杆及螺母；
步骤2：对需要连接的水平钢管进行加工，即在水平钢管连接端钻取直径为D+A的孔；
步骤3：将上述加工好的水平钢管和钢板连接板的孔道中心线置于同一水平线后，用步骤1的螺杆穿过通孔和穿孔道连接，再通过配套的螺母固定，完成水平钢管的连接。
进一步的，上述水平钢板的上表面上设有圆柱型板管连接件，所述圆柱型板管连接件的上部设有槽口，所述圆柱型板管连接件上位于槽口的两旁侧穿设有孔道，即形成下弦连接装置；制作时，在制作完上弦连接装置后，在水平钢板的上表面上固定焊接圆柱型板管连接件，所述圆柱型板管连接件设置有上部槽口，槽口中心处设置有供螺杆穿过的孔道，将竖向钢管端部带孔卡固件的通孔与板管连接件的孔道置于同一水平线，将螺杆穿过通孔和穿孔道连接，用配套螺母将其固定后，即完成竖向钢管的连接过程。
本发明主要用于大跨空间结构的圆钢管杆件连接，与现有技术相比，具有如下优点：1）该连接装置无需过高的加工精度、造价低廉，施工简便、快捷，有利于快速施工；2）该连接装置安装、拆卸简单，可重复利用，便于后期检修过程中替换钢管。
附图说明：
图1是本发明上弦连接装置的立体构造示意图；
图2是本发明下弦连接装置的立体构造示意图；
图3是本发明圆柱型板管连接件的立体构造示意图；
图4是卡固件与竖向钢管的连接立体构造示意图；
图5 是本发明将水平钢管应用于上弦连接装置的立体构造示意图；
图6 是本发明将水平、竖向钢管应用于下弦连接装置的立体构造示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。
本发明大跨空间结构圆钢管连接装置包括上弦连接装置及下弦连接装置，所述上弦连接装置(如图1所示)包括水平钢板1和与水平钢板下表面垂直并焊接的三块带孔钢板2，所述三块带孔钢板平行等间距设置，两相邻带孔钢板之间设有穿孔道及配套螺杆3及螺母4。
进一步的，为了满足另一种使用需求，另一种实施例，上述水平钢板的上表面上设有圆柱型板管连接件5，所述圆柱型板管连接件上位于槽口的两旁侧均穿设有孔道501及配套螺杆6及螺母4；即形成下弦连接装置（如图2所示）。
进一步的，为了满足使用需要，上述水平钢管7的穿孔道701、带孔钢板的通孔201的直径、圆柱形板管连接件两侧穿孔道501及带孔卡固件孔道901的直径为D+A，所述 D值根据工程中实际使用的螺杆直径确定，A值根据不同工程的重要性程度及施工允许条件进行调整，A值可以是0.3-1.5mm。
进一步的，上述圆柱型板管连接件呈圆柱体形状，所述槽口与水平钢板的上表面垂直。
本发明装置构造简单、施工方便、传力性能好，且通过设计的独特连接装置减少了缝隙处锈蚀存在的机率，空间结构杆件中，水平钢管为带孔钢管，通过螺杆3与螺栓4将钢管与连接板连接；竖向钢管8增加了带孔槽口卡固件9，通过下弦连接装置与水平钢管等进行连接，在保持螺栓连接优点的前提下降低了对加工精度的要求，且钢管连接处不易失效。
考虑到不同工程结构的需求，共设计了上述两种形式：第一种考虑到空间钢管不同位置所需要的连接装置不同，故针对结构的上弦和下弦设置了不同的螺栓连接装置；其中下弦连接装置考虑了上部钢管的连接，在连接钢板上方设置了板管连接件；此外，考虑到本发明装置是针对圆钢管间的连接，因此该连接件外形为圆柱形，以增加连接紧密性，避免连接处锈蚀的发生。
第二种考虑实际需要而设置的双螺母连接板，该连接板有施工效率快、加工精度低、以及便于后期检修等优点。
本发明大跨空间结构圆钢管连接装置的制作方法，所述大跨空间结构圆钢管连接装置包括上弦连接装置，所述上弦连接装置包括水平钢板和与水平钢板下表面垂直并焊接的三块带孔钢板，所述三块带孔钢板平行等间距设置，两相邻带孔钢板之间设有穿孔道，穿孔道设有将水平杆件连接固定的螺杆及螺母；制作时，
步骤1：上弦连接装置的制备；上弦连接装置由4块钢板焊接连接后制成，其中3块为带有直径D+A通孔的钢板，第4块钢板即水平钢板将前3块钢板连接起来，避免钢管连接处因接触雨水而发生锈蚀；A是考虑到施工误差及后期安装方便所设置的冗余度，取值根据不同工程的重要性程度及施工允许条件进行调整；3块带孔钢板孔道处布设有将水平钢管连接固定的螺杆及螺母。
步骤2：对需要连接的水平钢管进行加工，即在水平钢管连接端钻取直径为D+A的孔。
步骤3：将上述加工好的水平钢管和三块带孔钢板2的孔道中心线置于同一水平线后，用步骤1的螺杆穿过通孔和穿孔道连接，再通过配套的螺母固定，完成水平钢管的连接（如图5）。
进一步的，上述水平钢板的上表面设有圆柱型板管连接件，所述圆柱型板管连接件的上部设有槽口，所述圆柱型板管连接件上位于槽口的两旁侧穿设有孔道，所述孔道内穿接有螺杆，所述螺杆锁接有螺母；即形成下弦连接装置；制作时，在制作完上弦连接装置后，在水平钢板的上表面上固定焊接圆柱型板管连接件，该圆柱型板管连接件设置有上部槽口，槽口中心处设置有供螺杆穿过的孔道，将竖向钢管端部带孔卡固件的通孔901与圆柱型板管连接件5的孔道501置于同一水平线，将螺杆穿过通孔和穿孔道连接，用配套螺母将其固定后，即完成竖向钢管的连接过程（如图6）。
本发明主要用于大跨空间结构的圆钢管杆件连接，与现有技术相比，具有如下优点：1）该连接装置无需过高的加工精度、造价低廉，施工简便、快捷，有利于快速施工；2）该连接装置安装、拆卸简单，可重复利用，便于后期检修过程中替换钢管。

Claims (1)

1. 一种大跨空间结构圆钢管连接装置，其特征在于：包括上弦连接装置，所述上弦连接装置包括水平钢板和与水平钢板下表面垂直并焊接的三块带孔钢板，所述三块带孔钢板平行等间距设置，三块带孔钢板的通孔中穿设有螺杆，所述螺杆的两端锁设有螺母；所述水平钢板的上表面设有圆柱型板管连接件，所述圆柱型板管连接件的上部设有槽口，所述圆柱型板管连接件上位于槽口的两旁侧设有孔道，所述孔道内穿接有螺杆，所述螺杆两端锁设有螺母，即形成下弦连接装置；带孔钢板的通孔与圆柱形板管连接件两侧穿孔道的直径为D+A，所述 D值根据工程中实际使用的螺杆直径确定，A值根据不同工程的重要性程度及施工允许条件进行调整；所述圆柱型板管连接件呈圆柱体形状，所述槽口与水平钢板的上表面垂直；
制作时，
步骤1：上弦连接装置的制备；上弦连接装置由4块钢板焊接连接后制成，其中3块为带有直径D+A通孔的钢板，第4块钢板即水平钢板将前3块钢板连接起来，避免钢管连接处因接触雨水而发生锈蚀；A是考虑到施工误差及后期安装方便所设置的冗余度，取值根据不同工程的重要性程度及施工允许条件进行调整；3块带孔钢板孔道处布设有将水平钢管连接固定的螺杆及螺母；
步骤2：对需要连接的水平钢管进行加工，即在水平钢管连接端钻取直径为D+A的孔；
步骤3：将上述加工好的水平钢管和钢板连接板的孔道中心线置于同一水平线后，用步骤1的螺杆穿过通孔和穿孔道连接，再通过配套螺母固定，完成水平钢管的连接；
在制作完上弦连接装置后，在水平钢板的上表面上固定焊接圆柱型板管连接件，该圆柱型板管连接件设置有上部槽口，槽口中心处设置有供螺杆穿过的孔道，将竖向钢管端部带孔卡固件的通孔与板管连接件的孔道置于同一水平线，将螺杆穿过通孔和穿孔道连接，用配套螺母将其锁紧固定后，即完成竖向钢管的连接过程。
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