CN114658099B - 一种锥管焊接球节点 - Google Patents

一种锥管焊接球节点 Download PDF

Info

Publication number
CN114658099B
CN114658099B CN202210449497.XA CN202210449497A CN114658099B CN 114658099 B CN114658099 B CN 114658099B CN 202210449497 A CN202210449497 A CN 202210449497A CN 114658099 B CN114658099 B CN 114658099B
Authority
CN
China
Prior art keywords
taper
pipe
rod piece
head
taper pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210449497.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114658099A (zh
Inventor
杨大彬
孙之润
林彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jianzhu University
Original Assignee
Shandong Jianzhu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jianzhu University filed Critical Shandong Jianzhu University
Priority to CN202210449497.XA priority Critical patent/CN114658099B/zh
Publication of CN114658099A publication Critical patent/CN114658099A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114658099B publication Critical patent/CN114658099B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/19—Three-dimensional framework structures
    • E04B1/1903—Connecting nodes specially adapted therefor
    • E04B1/1906—Connecting nodes specially adapted therefor with central spherical, semispherical or polyhedral connecting element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锥管焊接球节点，本发明锥管焊接球节点包括依次焊接连接圆管杆件、锥管和焊接球，所述的锥管包括连接成一体且外侧面平滑连接的管状的锥底与锥头，锥头的小端为锥管的小端，锥头的小端与焊接球焊接连接，锥底与圆管杆件焊接连接，锥底和锥头的外侧面锥度相同，锥底的内侧面为与锥底外侧面同轴的圆柱面,锥头的内侧面的母线为弧线,锥头开设坡口前的基体垂直于锥管轴线的截面的面积均等于A。满足承载力的条件下使锥管和焊接球的体积和用钢量最小化，从而减少锥管焊接球节点的整体用钢量和重量；通过将锥管的内轮廓线设置为弧线和直线组合的形式，方便了锥管和圆管杆件的焊接，同时保证了锥管传力合理，避免了应力集中。

Description

一种锥管焊接球节点
技术领域
本发明涉及大跨度空间网格结构领域，具体为一种锥管焊接球节点。
背景技术
网架的节点是空间节点，汇集的杆件数量较多，且来自不同方向，构造比较复杂。因此，网架节点设计的合理与否直接影响整个结构的受力性能、制作安装、用钢量及工程造价等,是网架设计中的重要环节之一。
大跨度空间网格结构的节点主要分为螺栓球节点和焊接球节点。螺栓球为实心球，因此当球体直径较大时，螺栓球的重量很大，导致结构的总用钢量和重量过大。焊接球为空心球，适合于较大直径的球节点。在焊接球空间网格结构实际工程中，杆件均直接焊接于球体表面，通常要求每个球节点所连接的杆件不相碰，因此当杆件直径较大或杆件夹角较小时，所需要的焊接球直径很大，从而造成节点和结构的用钢量和重量过大，且不利于现场施工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种锥管焊接球节点，能有效降低锥管的体积和焊接球的直径，从而减少锥管焊接球节点的用钢量和重量。
为了解决上述技术问题，本发明锥管焊接球节点包括依次焊接连接圆管杆件、锥管和焊接球，所述的锥管包括连接成一体且外侧面平滑连接的管状的锥底与锥头，锥头的小端为锥管的小端，锥头的小端与焊接球焊接连接，锥底与圆管杆件焊接连接，锥底和锥头的外侧面锥度相同，锥底的内侧面为与锥底外侧面同轴的圆柱面,锥头的内侧面的母线为弧线，所述的锥头用于焊接球焊接的一端开设有坡口,锥头开设坡口前的基体垂直于锥管轴线的截面的面积均等于A，锥底与圆管杆件焊接的一端设置有插入在圆管杆件内孔且与圆管杆件内壁贴合的台阶。
优选的，所述
Figure BDA0003618049510000021
式中，N为圆管杆件承受压力和拉力的较大值，
f为锥管的材料抗拉强度设计值，
Figure BDA0003618049510000022
取值在1-1.2范围内。
优选的，所述的
Figure BDA0003618049510000023
优选的，所述的锥管外侧面母线斜率k为：
Figure BDA0003618049510000024
式中，R0为圆管杆件的外圆半径，
R0为锥头的基体的小端外圆半径，
L为锥头小端到锥底外侧面的末端的距离；
锥底外侧面的末端的外圆半径等于圆管杆件的外圆半径；
锥头的壁厚T为：
Figure BDA0003618049510000025
x为计算壁厚处距离锥头小端端面的轴向距离；
锥底外侧面的末端距离锥头与锥底内侧交界处的轴向距离为L3,锥底总长减去L3为L2,圆管杆件壁厚为T0,锥底的台阶厚T2,所述参数满足以下等式：
Figure BDA0003618049510000026
优选的，所述的圆管杆件和锥管之间设置有焊接坡口。
本发明的有益效果是：与传统的焊接球空间网格结构相比，在杆件和焊接球之间引入锥管，通过锥管的小端与焊接球连接，有效降低焊接球的直径，减少焊接球的用钢量和重量；通过对锥管尺寸的限制，在满足承载力的条件下使锥管的体积和用钢量最小化，从而减少锥管焊接球节点的整体用钢量和重量；通过将锥管的内轮廓线设置为弧线和直线组合的形式，方便了锥管和圆管杆件的焊接，同时保证了锥管传力合理，避免了应力集中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明锥管的剖面结构示意图；
图中：1、圆管杆件，2、焊接球，3、锥管，4、对接焊缝，5、对接焊缝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1和图2所示的锥管焊接球节点，包括依次焊接连接圆管杆件1、锥管3和焊接球2，锥管3包括连接成一体且外侧面平滑连接的管状的锥底与锥头，锥头的小端为锥管的小端，锥头的小端与焊接球2焊接连接，锥底与圆管杆件1焊接连接，锥底和锥头的外侧面锥度相同，锥底的内侧面为与锥底外侧面同轴的圆柱面,锥头的内侧面的母线为弧线，所述的锥头用于焊接球2焊接的一端开设有30度坡口,锥管3与焊接球2之间焊接成对接焊缝5，锥头开设坡口前的基体垂直于锥管3轴线的截面的面积均等于A，圆管杆件1和锥底之间设置有焊接坡口，锥底与圆管杆件1焊接成对接焊缝4，锥底与圆管杆件1焊接的一端设置有插入在圆管杆件1内孔且与圆管杆件1内壁贴合的台阶。
本例通过以下公式控制锥管的尺寸：
Figure BDA0003618049510000031
Figure BDA0003618049510000041
Figure BDA0003618049510000042
Figure BDA0003618049510000043
式中，N为圆管杆件承受压力和拉力的较大值，该值是网架结构设计的给定值。
f为锥管的材料抗拉强度设计值，该值是网架结构设计的给定值。
Figure BDA0003618049510000044
取值在1-1.2范围内，
k为锥管外侧面母线斜率，
R0为圆管杆件的外圆半径，锥底外侧面的末端的外圆半径等于圆管杆件的外圆半径；
R1为锥头的基体的小端外圆半径，
L为锥头小端到锥底外侧面的末端的轴向距离，
T为锥头的壁厚，
x为计算壁厚处距离锥头小端端面的轴向距离，
L3为锥底外侧面的末端距离锥头与锥底内侧交界处的轴向距离,
L2为锥底总长减去L3,
T0为圆管杆件壁厚,
T2为锥底的台阶厚，
T1为锥头的基体的小端壁厚。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种锥管焊接球节点，其特征在于：包括依次焊接连接圆管杆件、锥管和焊接球，所述的锥管包括连接成一体且外侧面平滑连接的管状的锥底与锥头，锥头的小端为锥管的小端，锥头的小端与焊接球焊接连接，锥底与圆管杆件焊接连接，锥底和锥头的外侧面锥度相同，锥底的内侧面为与锥底外侧面同轴的圆柱面, 锥头的内侧面的母线为弧线，所述的锥头用于焊接球焊接的一端开设有坡口,锥头开设坡口前的基体垂直于锥管轴线的截面的面积均等于A，锥底与圆管杆件焊接的一端设置有插入在圆管杆件内孔且与圆管杆件内壁贴合的台阶；
Figure QLYQS_1
，
式中，N为圆管杆件承受压力和拉力的较大值，
f为锥管的材料抗拉强度设计值，
φ取值在1-1.2范围内；
所述的锥管外侧面母线斜率k为：
Figure QLYQS_2
，
式中，R 0为圆管杆件的外圆半径，
R 1为锥头的基体的小端外圆半径，
L为锥头小端到锥底外侧面的末端的轴向距离；
锥底外侧面的末端的外圆半径等于圆管杆件的外圆半径；
锥头的壁厚T为：
Figure QLYQS_3
，
x为计算壁厚处距离锥头小端端面的轴向距离；
锥底外侧面的末端距离锥头与锥底内侧交界处的轴向距离为L 3,锥底总长减去L 3为L 2,圆管杆件壁厚为T 0,锥底的台阶厚T 2,参数满足以下等式：
Figure QLYQS_4
2.根据权利要求1所述的锥管焊接球节点，其特征在于：所述的φ＝1。
3.根据权利要求1-2中任何一项所述的锥管焊接球节点，其特征在于：所述的圆管杆件和锥管之间设置有焊接坡口。
CN202210449497.XA 2022-04-27 2022-04-27 一种锥管焊接球节点 Active CN114658099B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210449497.XA CN114658099B (zh) 2022-04-27 2022-04-27 一种锥管焊接球节点

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210449497.XA CN114658099B (zh) 2022-04-27 2022-04-27 一种锥管焊接球节点

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114658099A CN114658099A (zh) 2022-06-24
CN114658099B true CN114658099B (zh) 2023-07-07

Family

ID=82036805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210449497.XA Active CN114658099B (zh) 2022-04-27 2022-04-27 一种锥管焊接球节点

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114658099B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2224875Y (zh) * 1994-12-15 1996-04-17 开封市华中空间结构有限公司 空间钢网架的球节点
CN205224290U (zh) * 2015-12-03 2016-05-11 东南大学 一种钢网架螺栓连接空心球节点
CN106320536A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 太原理工大学 钢管缩径与焊接空心球连接节点
CN106988417A (zh) * 2017-05-16 2017-07-28 北京中建建筑设计院有限公司 一种新型锥形杆焊接球节点
CN213329404U (zh) * 2020-06-30 2021-06-01 浙江精工钢结构集团有限公司 一种焊接球节点外包锥管加强构造

Also Published As

Publication number Publication date
CN114658099A (zh) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205475686U (zh) 一种装配式空心毂节点
CN105986620A (zh) 铝合金焊接空心球节点
CN114658099B (zh) 一种锥管焊接球节点
CN210919788U (zh) 抗震支架的减震阻尼自适应连接球节点
CN205421558U (zh) 弦杆贯通式钢管桁架空心球节点
CN205776731U (zh) 铝合金焊接空心球节点
CN213329404U (zh) 一种焊接球节点外包锥管加强构造
CN204959988U (zh) 一种网壳节点
CN207296016U (zh) 一种钢架结点结构
CN210947135U (zh) 一种采用螺栓球节点连接的复合构件
CN220771148U (zh) 大跨度烟道
CN205857407U (zh) 内圆外方中空夹层带预应力筋钢管混凝土桁架相贯节点
CN213868570U (zh) 一种高强度立柱
CN212857558U (zh) 一种简便的钢筋笼主筋机械连接接头定位模型
CN205134562U (zh) 一种frp杆件的组合连接件构件
CN217949537U (zh) 一种环扣式钢筋连接结构
CN111927082A (zh) 盘扣式支架体系横杆结构
CN207176937U (zh) 一种应用于铝合金孔径结构的装配式空间节点
CN212866317U (zh) 一种梭形圆钢管空间网格杆件
CN219671673U (zh) 一种多方向钢管连接铸钢节点
CN213105540U (zh) 一种高刚性横梁
CN109723058A (zh) 一种可快速拆卸连接的多轴搅拌桩钻杆
CN220434317U (zh) 一种桁架相贯加固节点
CN208996318U (zh) 一种可焊接正反丝扣型直螺纹套筒
CN220768388U (zh) 一种新型钢结构网架杆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant