專利名稱：填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接 連接節(jié)點。
背景技術(shù)：
填充鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有良好的受力性能和抗震性能。填充混凝土或水泥砂漿 的鋼管混凝土構(gòu)件在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是承受較大軸向荷載 的結(jié)構(gòu)中，使用鋼管混凝土作為受壓構(gòu)件。不銹鋼管具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、耐 久性能和耐火性能，外形美觀，使用不銹鋼管的鋼管混凝土桁架、格構(gòu)式柱、塔 架等在橋梁、工業(yè)與民用建筑、特種結(jié)構(gòu)中有良好的應(yīng)用前景。節(jié)點多采用相貫 節(jié)點形式，具有構(gòu)造簡單、傳力明確的特點。
管桁架的弦桿中灌注填充材料后，截面承載力有很大的提高，節(jié)點的承載性 能得到大大改善。這種構(gòu)件允許采用薄壁鋼管做弦桿，填充材料起到支撐弦桿管 壁的作用，延緩或避免了管桁架受力時節(jié)點弦桿壁的屈曲，節(jié)省鋼材并可以充分 利用材料強度。而弦桿鋼管壁可以對脆性的填充材料提供約束改善其脆性破壞的 不足，在同樣的承載條件下，減小構(gòu)件截面，節(jié)省鋼材；與普通鋼管相比不銹鋼 管具有良好耐腐蝕性能，外形美觀，耐久性和耐火性能好，同時能夠節(jié)省日常的 維護費用。焊接連接構(gòu)造簡單、施工方便，能夠保證節(jié)點整體性，傳力明確。以 上優(yōu)點決定了灌注填充材料的不銹鋼管桁架、拱桁架、格構(gòu)式柱、塔架等在橋梁、 工業(yè)與民用建筑、特種結(jié)構(gòu)中有巨大的應(yīng)用前景。而在應(yīng)用中，涉及到節(jié)點連接 的問題，這方面的結(jié)構(gòu)形式目前較少，不能滿足工程建設(shè)的需要。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對填充不銹鋼管弦桿和腹桿連接節(jié)點技術(shù)的空白，提供了一種填充 不銹鋼管弦桿-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特征在于， 一根或一根以上腹桿2通
過焊接接頭3連接于弦桿1上，腹桿2與弦桿1間的夾角為0 90°，由焊接接頭 3向弦桿1傳遞腹桿2的軸向拉壓力以及彎矩。
所述弦桿1和腹桿2的截面為圓形或方形，其結(jié)構(gòu)均為，在鋼管4內(nèi)注入填 充材料5。
所述腹桿2與弦桿1的連接可以不貫通弦桿1管壁，也可以為貫通。
所述弦桿1連接單根腹桿2形成平面節(jié)點，或連接兩根或多根腹桿2形成平 面或空間節(jié)點。
所述弦桿1為直線形或曲線形。
所述鋼管4的材料為不銹鋼材。 所述填充材料5為混凝土、水泥砂漿，其中混凝土包括輕質(zhì)混凝土、重骨料 混凝土以及高性能混凝土。
所述弦桿1的填充方式為帶隔板6的部分填充或全段填充，其中，弦桿1與 腹桿2連接處有填充材料5。
所述腹桿2的填充方式為不填充、帶隔板6的部分填充或全段填充。 本發(fā)明的有益效果為弦桿中灌注了填充材料，進一步提高了節(jié)點的承載性 能，充分利用結(jié)構(gòu)材料強度，使得管桁架結(jié)構(gòu)在重載和大跨度的條件下承載能力 得到進一步擴展；釆用了不銹鋼材結(jié)構(gòu)外形美觀，改善了結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性、耐久 性和耐火性能，節(jié)省日常維護費用。在同樣的承載條件下，減小構(gòu)件截面，節(jié)省 鋼材；焊接連接構(gòu)造簡單、施工方便，能夠保證節(jié)點整體性，傳力明確。


圖l (a)為雙腹桿傾斜安裝的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖l (b)為單腹桿傾斜安裝的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖l (C)為雙腹桿豎直傾斜混合安裝的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖l (d)為單腹桿豎直安裝的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖l (e)為多腹桿傾斜安裝的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖l (f)為彎曲弦桿-雙腹桿安裝的連接節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖2 (a)為方形截面弦桿剖面示意圖2 (b)為圓形截面弦桿剖面示意圖3 (a)為弦桿全填充-腹桿不填充且腹桿和弦桿不貫通的節(jié)點剖面示意圖； 圖3 (b)為弦桿部分填充-腹桿不填充且腹桿和弦桿不貫通的節(jié)點剖面示意
圖
圖3 (c)為弦桿全填充-腹桿全填充且腹桿和弦桿不貫通的節(jié)點剖面示意圖； 圖3 (d)為弦桿部分填充-腹桿全填充且腹桿與弦桿不貫通的節(jié)點剖面示意
圖3 (e)為弦桿全填充-腹桿部分填充且腹桿與弦桿貫通的節(jié)點剖面示意圖； 圖3 (f)為弦桿部分填充-腹桿部分填充且腹桿與弦桿貫通的節(jié)點剖面示意圖。
圖中標號
l-弦桿；2-腹桿；3-焊接接頭；4-鋼管；5-填充材料；6-隔板。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，下面通過附圖 說明和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明通過如下步驟與工藝條件實現(xiàn)
(1) 在腹桿2的一端加工相貫線坡口；
(2) 將腹桿2焊接在弦桿1管壁上；
(3) 往弦桿1中灌注填充材料5;
(4) 往腹桿1中灌注填充材料5。 實施例1
兩根腹桿2通過焊接接頭3連接于弦桿1上，由焊接接頭3向弦桿1傳遞腹 桿2的軸向拉壓力以及彎矩；腹桿2與弦桿1之間的夾角為45。，弦桿l和腹桿 2的截面為圓形，弦桿l為直線形鋼管；鋼管4采用的材料為不銹鋼材，填充材 料5為混凝土；弦桿1采用的填充方式為全段填充，腹桿2采用的填充方式為不 填充。其結(jié)構(gòu)形式和填充方式參見附圖1 (a)和圖3 (a)。
實施例2
兩根腹桿2通過焊接接頭3連接于弦桿1上，由焊接接頭3向弦桿1傳遞腹 桿2的軸向拉壓力以及彎矩；兩根腹桿2與弦桿1間的夾角分別為90。和45。，弦 桿1和腹桿2的截面為圓形，弦桿1為直線形鋼管；鋼管4采用的材料為不銹鋼 材，填充材料5為水泥砂漿；弦桿1采用的填充方式為加隔板6的部分填充，腹 桿2采用的填充方式為不填充。其結(jié)構(gòu)形式和填充方式參見附圖Kc)和圖3(b)。
實施例3
四根腹桿2通過焊接接頭3連接于弦桿1上，由焊接接頭3向弦桿1傳遞腹 桿2的軸向拉壓力以及彎矩；四根腹桿2與弦桿1間的夾角均為45。，弦桿l和 腹桿2的截面為圓形，弦桿l為直線形鋼管；鋼管4采用的材料為不銹鋼材，填 充材料5為水泥砂漿；弦桿1采用的填充方式為加隔板6的全段填充，腹桿2采
7用的填充方式為全段填充。其結(jié)構(gòu)形式和填充方式參見附圖1 (e)和圖3 (c)。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種修改。
權(quán)利要求
1. 填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特征在于，一根或一根以上腹桿(2)通過焊接接頭(3)連接于弦桿(1)上，腹桿(2)與弦桿(1)間的夾角為0～90°，由焊接接頭(3)向弦桿(1)傳遞腹桿(2)的軸向拉壓力以及彎矩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述弦桿(1)和腹桿(2)的截面為圓形或方形，其結(jié)構(gòu)均為，在鋼管(4)內(nèi)注入填充材料(5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述腹桿(2)和弦桿(1)的連接處可以為不貫通，也可以為貫通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述弦桿(1)連接單根腹桿(2)形成平面節(jié)點，或連接兩根或多根腹 桿(2)形成平面或空間節(jié)點。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述弦桿(1)為直線形或曲線形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述鋼管(4)的材料為不銹鋼材。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述填充材料(5)為混凝土、水泥砂漿，其中混凝土包括輕質(zhì)混凝土、 重骨料混凝土以及高性能混凝土 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述弦桿(1)的填充方式為帶隔板(6)的部分填充或全段填充，其中，弦桿(1)與腹桿(2)連接處有填充材料(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點，其特 征在于，所述腹桿(2)的填充方式為不填充、帶隔板(6)的部分填充或全段填 充。
全文摘要
本發(fā)明屬于工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種填充不銹鋼管構(gòu)件-不銹鋼管焊接連接節(jié)點。在不銹鋼管桁架、拱桁架、格構(gòu)式構(gòu)件、塔架結(jié)構(gòu)的弦桿鋼管中灌注填充材料，使弦桿構(gòu)件形成填充不銹鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)件，通過焊接方式將一根或一根以上的腹桿焊接在弦桿上形成節(jié)點。弦桿鋼管內(nèi)的填充材料與弦桿鋼管壁共同承受和抵抗由焊接接頭傳遞來的腹桿的軸向拉壓力和彎矩。弦桿中灌注了填充材料，進一步提高了節(jié)點的承載性能，充分利用結(jié)構(gòu)材料強度，使得結(jié)構(gòu)在重載和大跨度的條件下承載能力得到進一步擴展，在同樣的承載條件下，減小構(gòu)件截面，節(jié)省鋼材；同時，結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性、耐久性和耐火性能好；焊接連接構(gòu)造簡單、施工方便，能夠保證節(jié)點整體性，傳力明確。
文檔編號E04B1/58GK101435227SQ200810240329
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者宋謙益, 韓林海 申請人:清華大學(xué)