CN209324805U - 一种钢结构件总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢结构件总成，包括沿轴向依次设置并焊接固定的钢管和接头，其钢管与接头的相关尺寸数据满足相应的参数关系，使得钢管的角部结构外缘完全处于接头角部结构外缘之内，从而有效避免了钢管角部凸出于接头角部，优化了钢管与接头间配合面处的应力分布，避免了钢管主体结构产生非工作性损伤，保证了所述钢结构件总成的整体结构强度和疲劳强度。

Description

一种钢结构件总成

技术领域

本实用新型涉及钢结构组件拼装焊接成型技术领域，特别涉及一种钢结构件总成。

背景技术

在目前的建筑行业及其他相关领域中，钢结构组件的应用日趋广泛。作为一种较为常见的钢结构件，钢管普遍使用冷弯或热轧矩形钢管，在上下两段钢管中间，通常使用厚壁矩形接头连接；钢管和接头通过焊接固定连接在一起。

一般情况下，接头和钢管的顶角处均不是直角，而是圆滑过渡结构的圆角，相应地，各圆角处的尺寸规格可以由其对应的圆角半径作为基本参数，该圆角半径与相应的钢管或接头的壁厚间的参数关系通常如下：

R＝2.5T；

r＝2.5t。

其中，R-接头角部圆弧半径；

T-接头管壁厚度；

r-钢管角部圆弧半径；

t-钢管管壁厚度。

由上述参数关系可知，接头及钢管的角部圆弧半径与其相应的壁厚间为正比关系，而实际应用中，由于接头的壁厚通常大于钢管壁厚，因此导致钢管的角部圆弧半径小于接头的角部圆弧半径，相应地，反映到具体结构上，就会导致装配完成后的钢管角部凸出于接头角部，从而极易导致钢管的角部受到异常磕碰和损伤，同时也会导致钢管与接头间适配连接面的应力分布不合理，给相关钢结构间的整体结构强度及其疲劳强度造成不利影响。

因此，如何避免钢管角部凸出于接头角部，以免钢管角部受到结构损伤是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种钢结构件总成，该钢结构件总成能够避免钢管角部凸出于接头角部，以免钢管角部受到结构损伤。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种钢结构件总成，包括沿轴向依次设置并焊接固定的钢管和接头，所述钢管与所述接头间的尺寸参数关系如下：

R≤r ①

其中，R为接头的角部圆弧半径；

r为钢管的角部圆弧半径；

设A为钢管的角部倒角的两直线边所在直线的交点，B为过钢管的角部圆弧的中点的切线与接头角部倒角的任一直线边所在直线的交点，则C为A与B的连线的长度。

优选地，所述接头为多次热轧结合多次热拉成型件或多次热轧结合多次冷挤成型件中的任一种。

优选地，所述接头的角部以及所述钢管的角部分别为直倒角或圆倒角中的任一种。

优选地，所述钢管的壁厚为1mm～36mm。

相对上述背景技术，本实用新型所提供的钢结构件总成，其组装使用过程中，由于其钢管与接头的相关尺寸数据满足相应的参数关系，使得钢管的角部结构外缘完全处于接头角部结构外缘之内，从而有效避免了钢管角部凸出于接头角部，优化了钢管与接头间配合面处的应力分布，避免了钢管主体结构产生非工作性损伤，保证了所述钢结构件总成的整体结构强度和疲劳强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的钢结构件总成的整体结构示意图；

图2为图1中钢管角部与接头角部间的尺寸参数分析图。

其中，11-钢管、12-接头。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种钢结构件总成，该钢结构件总成能够避免钢管角部凸出于接头角部，以免钢管角部受到结构损伤。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的钢结构件总成的整体结构示意图；图2为图1中钢管角部与接头角部间的尺寸参数分析图。

在具体实施方式中，本实用新型所提供的钢结构件总成，包括沿轴向依次设置并焊接固定的钢管11和接头12，钢管11与接头12间的尺寸参数关系如下：

R≤r ①

其中，R为接头12的角部圆弧半径；

r为钢管11的角部圆弧半径；

设A为钢管11的角部倒角的两直线边所在直线的交点，B为过钢管11的角部圆弧的中点的切线与接头12角部倒角的任一直线边所在直线的交点，则C为A与B的连线的长度。

为便于理解本方案设计思路，现结合图2中相关标示参数对上文提及的①②两公式作推导及分析说明如下：

基本分析过程采用反推法，即，若要保证装配完成后的钢管11外缘位于接头12外缘内部，则需要保证如图2所示的相对结构位置关系，相应地，A点位于钢管11角部圆弧的圆心与其圆弧中点连线的延长线上，过A点作钢管11角部圆弧的中点的切线的垂线h，则该垂线h即为由A、B、B’三点围成的等腰直角三角形的斜边对应的高，同时，钢管11角部圆弧的圆心与A点的连线即为以r为直角边长的等腰直角三角形的斜边，则该斜边长度为√2r，由此可知：

进一步地，由三角形边长关系可知：

联立③和④，可得：

由于⑤为C的最大长度极限值，由此，即可得到实际生产加工中C的取值公式为：

组装使用过程中，使钢管11与接头12的相关尺寸数据满足上述参数关系，使得钢管11的角部结构外缘完全处于接头12角部结构外缘之内，从而有效避免了钢管11角部凸出于接头12角部，优化了钢管11与接头12间配合面处的应力分布，避免了钢管11主体结构产生非工作性损伤，保证了所述钢结构件总成的整体结构强度和疲劳强度。

需要特别说明的是，由上述各公式，在实际应用中为了便于计算取值，实际生产加工时C取值为0.585r，以便于实际设计研发及生产加工。

此外应当指出的是，在实际应用中，结构件中的各钢管11为沿轴向依次设置，接头12则同轴设置于相邻两钢管11之间，但对于结构件的端部工位而言，仅为一根钢管11与一个接头12对位连接，因此，无论何种工位处，只要涉及到钢管11与接头12间的对位组装，则均可适用本文中所提及的钢结构件总成的相应钢管11与接头12间的尺寸结构相对参数关系。

进一步地，若接头12的角部为圆倒角，则相应参数可直接参考上述公式及其相应的数据关系；若接头12的角部为直倒角，则BB’即为该直倒角的外端面横向延展线，其余参数同上，即可完成相应参数推导。

此外，实际生产加工过程，钢管11的角部形状也可以依据实际需要选择直角或圆角，原则上，只要是能够满足所述钢结构件总成的实际使用需要均可。

具体地，钢管11的壁厚为1mm～36mm。该壁厚尺寸范围能够满足现阶段大部分工况下的钢结构件加工组装需要。更具体地，该钢管11的壁厚优选为4mm，从而能够在减少用料与优化结构强度间取得最佳平衡，满足绝大部分工况需求。

相应地，若选取钢管11的壁厚为4mm，即t＝4，则依据r＝2.5t可得，此时钢管11的角部圆弧半径r为10mm，对应地，可知此工况下接头12的角部圆弧半径R≤10mm，或以C为参照，则C≤5.5mm。

另一方面，接头12为多次热轧结合多次热拉成型件或多次热轧结合多次冷挤成型件中的任一种。相对于现有技术中通常采用的单次冷轧、单次冷拉或单次热轧的成型工艺，本申请中采用多次热轧后结合多次热拉或多次冷挤成型工艺，使接头12的坯料加热更加均匀充分，降低成型难度，提高加工效率，并使其最终成型后的角部结构尺寸更小，不仅进一步减少了原材料的用量，同时也进一步优化相应的接头12产品成型效果，并使所述钢结构件总成的结构强度得以相应提高，相关组件的应力分布更加均匀合理。

综上可知，本实用新型中提供的钢结构件总成，其组装使用过程中，由于其钢管与接头的相关尺寸数据满足相应的参数关系，使得钢管的角部结构外缘完全处于接头角部结构外缘之内，从而有效避免了钢管角部凸出于接头角部，优化了钢管与接头间配合面处的应力分布，避免了钢管主体结构产生非工作性损伤，保证了所述钢结构件总成的整体结构强度和疲劳强度。

以上对本实用新型所提供的钢结构件总成进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种钢结构件总成，其特征在于：包括沿轴向依次设置并焊接固定的钢管和接头，所述钢管与所述接头间的尺寸参数关系如下：

R≤r ①

其中，R为接头的角部圆弧半径；

r为钢管的角部圆弧半径；

设A为钢管的角部倒角的两直线边所在直线的交点，B为过钢管的角部圆弧的中点的切线与接头角部倒角的任一直线边所在直线的交点，则C为A与B的连线的长度。

2.如权利要求1所述的钢结构件总成，其特征在于：所述接头为多次热轧结合多次热拉成型件或多次热轧结合多次冷挤成型件中的任一种。

3.如权利要求1所述的钢结构件总成，其特征在于：所述接头的角部以及所述钢管的角部分别为直倒角或圆倒角中的任一种。

4.如权利要求1所述的钢结构件总成，其特征在于：所述钢管的壁厚为1mm～36mm。