CN203684403U - 用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其包括两个半圆形的套管，且每个套管的一条直线边中部开设有与被加固节点主管和支管相贯处相吻合的孔口，且两个孔口对接成一个圆孔；被加固节点支管焊接在被加固节点主管上，并形成T型管节点；两个套管分别对卡在被加固节点主管上，且两个孔口分别对卡在被加固节点支管上；两个套管对接在一起分别形成一条上、下表面对接焊缝，两个孔口与被加固节点支管表面焊接形成一个环绕焊缝，且两个套管套接在被加固节点主管上形成两条侧焊缝。其可有效提高管节点静力性能及改善节点的抗震和抗疲劳性能，进而保证管桁架结构具有更高的承载能力、更好的抗震性能和更长久的使用寿命。

Description

用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管

技术领域

本实用新型涉及一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，特别涉及一种适用于服役期内焊接管桁架结构的节点加固和修复补强，以及计划建设管桁架结构的加强型节点的加工，属于建筑工程技术领域。

背景技术

目前，焊接相贯管节点由于其优美的造型及优越的性能已经广泛应用于海洋平台结构、桥梁结构及体育馆等大型结构工程中。对于典型的桁架相贯节点，其支管一般承受轴向力、弯矩及组合力作用，因此桁架节点相贯处的主管则承受支管传来的径向荷载、弯矩荷载及其组合荷载，由于节点主管的径向刚度远远小于支管的轴向刚度，再加上焊趾部位存在较大的应力集中及复杂的残余应力，因此在桁架节点相贯部位的主管是破坏最易出现的位置。为了遵循“强节点弱杆件”的基本原则，一般需要对桁架节点的主支管相贯部位进行加固，来改善管节点的抗震性能和提高其静力性能。目前，对于管节点常用的加固方法有：内置加劲环加固、内置插板加固、局部加厚加固、垫板加固、环口板加固及外加劲肋板加固等。

上述方法大致可分为内置加固法和外置加固法，内置加固法施工比较困难，并且对主管有切口或者焊缝损伤；外置加固法尽管施工比较简单，但是影响结构的美观甚至影响结构的使用空间；对于垫板加固法只能在节点制作初期进行焊接，不适用于结构节点后期的加固及维护；对于环口板加固尽管施工较简单、也不影响结构美观，但是对于由于节点主管径向刚度较弱发生破坏的加强效果不是很明显，同时由于环口板的加固面积较小，不能兼顾对主管侧壁的加强。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，该环口套管可有效提高管节点静力性能及改善节点的抗震和抗疲劳性能，进而保证管桁架结构具有更高的承载能力、更好的抗震性能和更长久的使用寿命。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其包括两个半圆形的套管，且每个套管的一条直线边中部开设有与被加固节点主管和被加固节点支管相贯处相吻合的孔口，且两个孔口对接成一个圆孔；所述被加固节点支管焊接在被加固节点主管上，并形成T型管节点；所述两个套管分别对卡在被加固节点主管上，且两个套管的孔口分别对卡在被加固节点支管上；所述两个套管对接在一起形成一条上表面对接焊缝和一条下表面对接焊缝，两个孔口与被加固节点支管表面焊接形成一个环绕焊缝，且两个套管套接在被加固节点主管上形成两条侧焊缝。

所述被加固节点主管和被加固节点支管均为圆钢管；所述两个套管为长度是被加固节点支管直径的两倍长的半圆形钢管，且套管的厚度大于或者等于被加固节点主管的厚度，所述套管的半圆内径与被加固节点主管的半圆外径相同。

所述两个套管的两个孔口的曲边与被加固节点支管的距离是被加固节点支管厚度的1～2倍。

所述两个套管的上表面对接焊缝与下表面对接焊缝的宽度为被加固节点主管厚度的1～2倍。

所述套管的钢材屈服强度大于或等于被加固节点主管的钢材屈服强度。

所述的侧焊缝、上表面对接焊缝、下表面对接焊缝以及环绕焊缝的焊缝强度大于或者等于被加固节点主管的钢材强度。

所述两个套管的长度为被加固节点支管直径的2～3倍。

一种用环口套管加固钢管桁架相贯节点的方法，包括以下步骤：

A、首先加工套管：将一段圆钢管从中间沿轴线方向等分切开，形成两个半圆形套管，然后在每个半圆形套管的一条直线边中部开设一个与被加固节点主管和被加固节点支管相贯处相吻合的孔口，所述孔口的半径比被加固节点支管的外圆半径大1～2倍；所述被加工的圆钢管其内径与被加固节点主管的外径相同，且套管的长度是支管直径的2～3倍；

B、用砂纸或者电动铁刷打磨被加固节点主管表面的加固区域，确保其表面没有明显的浮锈；

C、将两个加工好的套管分别对卡在被加固节点主管上，且两个套管的孔口分别对卡在被加固节点支管的周围；

D、然后用点焊将套管的圆弧边与被加固节点主管表面进行初步焊接；

E、通过侧焊缝连接形式将套管的半圆弧边与被加固节点主管表面焊接在一起,并形成两条侧焊缝；

F、通过环绕焊缝连接形式将被加固节点主管和被加固节点支管表面与套管的孔口部位焊接在一起，并形成环绕焊缝；

G、通过对接焊缝形式将两套管上部相邻直线边和下部相邻直线边分别焊接在一起，并分别形成一条上表面对接焊缝和下表面对接焊缝；

H、以上步骤均完成后，采用超声波金属探测仪对所有焊缝进行探测；

I、最后，将套管、环绕焊缝、侧焊缝、上、下表面对接焊缝及被加固节点主、支管的表面均喷涂油漆。

本实用新型的有益效果是：该实用新型可以对服役期内焊接管桁架结构的节点进行加固及节点修复补强，同时也可以对计划建设管桁架结构的加强型节点进行加工制作，且可有效提高管节点静力性能及改善节点的抗震和抗疲劳性能，进而保证管桁架结构具有更高的承载能力、更好的抗震性能和更长久的使用寿命。

附图说明

图1是加固相贯管节点整体结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本实用新型环口套管的立体图。

图中：1、套管，2、侧焊缝，3、上表面对接焊缝，4，下表面对接焊缝，5、环绕焊缝，6、被加固节点主管，7、被加固节点支管，8、孔口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1至图3所示，一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其包括两个半圆形的套管1，且每个套管1的一条直线边中部开设有与被加固节点主管6和被加固节点支管7相贯处相吻合的孔口8，且两个孔口8对接成一个圆孔；所述被加固节点支管7焊接在被加固节点主管6上，并形成T型管节点；所述两个套管1分别对卡在被加固节点主管6上，且两个套管1的孔口8分别对卡在被加固节点支管7上；所述两个套管1对接在一起形成一条上表面对接焊缝3和一条下表面对接焊缝4，两个孔口8与被加固节点支管7表面焊接形成一个环绕焊缝5，且两个套管1套接在被加固节点主管6上形成两条侧焊缝2。

所述被加固节点主管6和被加固节点支管7均为圆钢管；所述两个套管1为长度是被加固节点支管7直径的两倍长的半圆形钢管，且套管1的厚度大于或者等于被加固节点主管6的厚度，所述套管1的半圆内径与被加固节点主管6的半圆外径相同。

所述两个套管1的两个孔口8的曲边与被加固节点支管7的距离是被加固节点支管7厚度的1～2倍。

所述两个套管1的上表面对接焊缝3与下表面对接焊缝4的宽度为被加固节点主管6厚度的1～2倍。

所述套管1的钢材屈服强度大于或等于被加固节点主管6的钢材屈服强度。

所述的侧焊缝2、上表面对接焊缝3、下表面对接焊缝4以及环绕焊缝5的焊缝强度大于或者等于被加固节点主管6的钢材强度。

所述两个套管1的长度为被加固节点支管7直径的2～3倍。

一种用环口套管加固钢管桁架相贯节点的方法，包括以下步骤：

A、首先加工套管1：将一段圆钢管从中间沿轴线方向等分切开，形成两个半圆形套管，然后在每个半圆形套管的一条直线边中部开设一个与被加固节点主管6和被加固节点支管7相贯处相吻合的孔口8，所述孔口8的半径比被加固节点支管7的外圆半径大1～2倍；所述被加工的圆钢管其内径与被加固节点主管6的外径相同，且套管1的长度是支管直径的2～3倍；

B、用砂纸或者电动铁刷打磨被加固节点主管6表面的加固区域，确保其表面没有明显的浮锈；

C、将两个加工好的套管1分别对卡在被加固节点主管6上，且两个套管1的孔口8分别对卡在被加固节点支管7的周围；

D、然后用点焊将套管1的圆弧边与被加固节点主管6表面进行初步焊接；

E、通过侧焊缝连接形式将套管1的半圆弧边与被加固节点主管6表面焊接在一起,并形成两条侧焊缝2；

F、通过环绕焊缝连接形式将被加固节点主管6和被加固节点支管7表面与套管1的孔口8部位焊接在一起，并形成环绕焊缝5；

G、通过对接焊缝形式将两套管1上部相邻直线边和下部相邻直线边分别焊接在一起，并分别形成一条上表面对接焊缝3和下表面对接焊缝4；

H、以上步骤均完成后，采用超声波金属探测仪对所有焊缝进行探测；

I、最后，将套管1、环绕焊缝5、侧焊缝2、上、下表面对接焊缝3、4及被加固节点主、支管6、7的表面均喷涂油漆。

该实用新型可以对服役期内焊接管桁架结构的节点进行加固及节点修复补强，同时也可以对计划建设管桁架结构的加强型节点进行加工制作，且可有效提高管节点静力性能及改善节点的抗震和抗疲劳性能，进而保证管桁架结构具有更高的承载能力、更好的抗震性能和更长久的使用寿命。

Claims (7)

1.一种用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：包括两个半圆形的套管（1），且每个套管（1）的一条直线边中部开设有与被加固节点主管（6）和被加固节点支管（7）相贯处相吻合的孔口（8），且两个孔口（8）对接成一个圆孔；所述被加固节点支管（7）焊接在被加固节点主管（6）上，并形成T型管节点；所述两个套管（1）分别对卡在被加固节点主管（6）上，且两个套管（1）的孔口（8）分别对卡在被加固节点支管（7）上；所述两个套管（1）对接在一起形成一条上表面对接焊缝（3）和一条下表面对接焊缝（4），两个孔口（8）与被加固节点支管（7）表面焊接形成一个环绕焊缝（5），且两个套管（1）套接在被加固节点主管（6）上形成两条侧焊缝（2）。

2.根据权利要求1所述的用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：所述被加固节点主管（6）和被加固节点支管（7）均为圆钢管；所述两个套管（1）为长度是被加固节点支管（7）直径的两倍长的半圆形钢管，且套管（1）的厚度大于或者等于被加固节点主管（6）的厚度，所述套管（1）的半圆内径与被加固节点主管（6）的半圆外径相同。

3.根据权利要求1或2所述的用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：所述两个套管（1）的两个孔口（8）的曲边与被加固节点支管（7）的距离是被加固节点支管（7）厚度的1～2倍。

4.根据权利要求3所述的用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：所述两个套管（1）的上表面对接焊缝（3）与下表面对接焊缝（4）的宽度为被加固节点主管（6）厚度的1～2倍。

5.根据权利要求4所述的用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：所述套管（1）的钢材屈服强度大于或等于被加固节点主管（6）的钢材屈服强度。

6.根据权利要求5所述的用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：所述的侧焊缝（2）、上表面对接焊缝（3）、下表面对接焊缝（4）以及环绕焊缝（5）的焊缝强度大于或者等于被加固节点主管（6）的钢材强度。

7.根据权利要求3所述的用于加固钢管桁架相贯节点的环口套管，其特征在于：所述两个套管（1）的长度为被加固节点支管（7）直径的2～3倍。

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