不连续截面柱转换节点及其建造方法技术

本发明专利技术公开了一种不连续截面柱转换节点及建造方法，包括：节点主体，其为内部中空的柱体结构；十字形钢骨柱，其连接在节点主体的柱体结构内，所述十字形钢骨柱的外缘与柱体结构的内壁连接；上端圆形截面柱过渡板，其连接在节点主体的上端；上端圆形截面柱，其连接在所述上端圆形截面柱过渡板的上方；上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅰ；下端方形截面柱过渡板，其连接在节点主体的下端；下端方形截面柱，其连接在下端方形截面柱过渡板的下方；所述下端方形截面柱与下端方形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅱ。本发明专利技术不仅截面过渡性好，而且避免了仅靠单层钢板过度不连续节点钢柱出现的应力集中现象和产生抗震薄弱部位。

Discontinuous section column transfer node and construction method thereof

The invention discloses a transfer joint of discontinuous section column and a construction method thereof, which comprises: a joint body, which is an inner hollow column structure; a cross-shaped steel column, which is connected in the column structure of the joint body; the outer edge of the cross-shaped steel column is connected with the inner wall of the column structure; and a circular section column transition plate at the upper end; It is connected at the upper end of the main body of the joint; the upper circular section column is connected above the transition plate of the upper circular section column; the upper circular section column is connected with the transition plate of the upper circular section column; the stiffening rib plate I is connected between the upper circular section column and the transition plate of the upper circular section column; the lower square section column is connected with the lower end of the main body of the joint; the lower square section column is connected with the transition plate of the upper circular section column It is connected below the transition plate of the square section column at the lower end and the stiffened ribbed plate II is connected between the square section column at the lower end and the transition plate of the square section column at the lower end. The invention not only has good section transition, but also avoids the stress concentration phenomenon and the seismic weak position of the steel column with excessive discontinuous joints only depending on the single-layer steel plate.

【技术实现步骤摘要】
不连续截面柱转换节点及其建造方法
本专利技术属于建筑施工
，具体涉及一种大型不连续截面柱转换节点的建造施工关键技术。
技术介绍
现代化工程项目建设施工过程中，钢结构主要是通过工厂制作方法进行钢构件生产，这样不仅缩短了工程施工周期，还降低了在工程施工成本，使得整个工程项目的经济效益得到显著提高。然而，现代建筑工程施工中对钢结构节点设计的要求亦越来越高，尤其是梁柱节点、异形截面柱、不连续截面柱等构件连接节点的施工质量至关重要。因此，需对这些节点连接方式进行改进和创新，并运用到施工中，从而使得整个建筑结构的稳定性和可靠性得到有效提升。钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势与钢筋混凝土结构相比，具有“强度高、跨度大、质量轻”等显著优点。近年来，由于原材料价格、环境保护等原因，长期以来混凝土和砌体结构为主的局面正在发生变化，钢结构以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到大量应用。空间钢结构由于其三维几何构能形成合理的受力形态，并充分发挥材料的性能而受到了广泛关注，各种形式的空间钢结构如网架结构、网壳结构、管桁架结构等不断涌现，它们的组合结构更是样式多样。空间钢结构网架或网壳，是由众多杆件从几个方向有规律地组成的超静定结构，空间结构能否大力推广，关键在于节点，构造简单、受力明确、安装方便、造价低的节点，就容易在空间结构中推广。自空间网格结构应用于工程以来，已有近百种节点形式出现，但随着材料技术、计算技术及连接技术本身的发展，真正在工程中能较为广泛应用的仅有10多种节点形式。目前采用的焊接空心球节点和螺栓球节点是两种非常成熟的节点，所以在空间钢结构中得到广泛的应用，其次为板节点和直接汇交相贯节点，由此带来了空间结构的快速发展。经过长期实践证明，在钢结构节点施工过程中，其施工材料的温度变形系数与混凝土工程中施工材料的温度变形系数存在着很大的差别，当外界温度发生变化时，这两种材料的变形并不一致，这就导致节点位置产生较大的压应力与拉应力，此时对于整个工程的施工质量也就会造成严重的影响。一般来说，框架结构节点施工时材料的温度变形系数是随着施工材料的形状与尺寸的变化而变化的，亦即是在施工材料形状恒定的条件下，若节点处施工材料的尺寸不断增大，那么材料的温度变化系数也会随之增大，此时该处的施工质量也将会受到严重影响。大跨空间结构支撑柱子节点的安全性至关重要。节点一旦失效，相连杆件将丧失部分或全部承载功能，引起结构体系局部破坏或，甚至引发整个体系发生连续性破坏。近年来，结构构件节点的复杂性大大提高，节点形式复杂。节点是结构中受力最集中的部位，对于整体结构的安全性极为重要。由于空间结构节点的多样性与复杂性，其设计方法在现有结构设计规范中往往无法涵盖，合理确定节点的几何构型，进行详细的力学分析，必要时需进行模型试验研究，是保证结构安全、提高材料利用率、有效减小用钢量的关键。以昆明南站工程中为例，因为其位于强地震带上、抗震设防烈度为9度，同时为了保证材性性能充分利用，承重柱随着楼层增加截面亦随之发生变化形成不连续截面柱，针对此类特殊节柱子的承载能力和稳定性，需要在节点处进行可靠的转换设计，并且提供合理的施工方案。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种不连续截面柱转换节点，包括：节点主体，其为内部中空的柱体结构；所述节点主体的上端为圆环形，下端为方形；十字形钢骨柱，其连接在节点主体的柱体结构内，所述十字形钢骨柱的外缘与柱体结构的内壁连接；上端圆形截面柱过渡板，其连接在节点主体的上端；上端圆形截面柱，其连接在所述上端圆形截面柱过渡板的上方；所述上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅰ；下端方形截面柱过渡板，其连接在节点主体的下端；下端方形截面柱，其连接在所述下端方形截面柱过渡板的下方；所述下端方形截面柱与下端方形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅱ。优选的是，所述节点主体包括前壁板、后壁板、左壁板、右壁板连接组成；所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板的上端均为弧形以组成节点主体的上端为圆环形；所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板的下端均为直线形以组成节点主体的下端为方形；所述节点主体的壁面为弧形。优选的是，所述十字形钢骨柱包括主体梯形板和焊接在主体梯形板两侧的副梯形板。优选的是，所述主体梯形板首先通过设置在节点主体内壁上的定位槽连接在节点主体内，然后通过焊接固定在节点主体内壁上。优选的是，所述十字形钢骨柱的外缘与柱体结构的内壁焊接连接；所述上端圆形截面柱过渡板焊接在节点主体的上端；所述上端圆形截面柱焊接在上端圆形截面柱过渡板的上方；所述上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板之间焊接加劲肋板Ⅰ；所述下端方形截面柱过渡板焊接在节点主体的上端；所述下端方形截面柱焊接在下端方形截面柱过渡板的下方；所述下端方形截面柱与下端方形截面柱过渡板之间焊接加劲肋板Ⅱ。优选的是，所述加劲肋板Ⅰ为弧形弯曲条板；所述弧形弯曲条板的连接方式为：在所述上端圆形截面柱上设置有凸起的安装条孔；所述安装条孔上设置有螺孔Ⅰ；所述上端圆形截面柱过渡板上设置有螺孔Ⅱ；所述弧形弯曲条板的一端插入安装条孔内并通过螺孔Ⅰ和螺栓Ⅰ固定在上端圆形截面柱上，另一端通过螺孔Ⅱ和螺栓Ⅱ固定连接在上端圆形截面柱过渡板上；所述弧形弯曲条板的凸起面与上端圆形截面柱和上端圆形截面柱过渡板的连接处设置有高强弹簧Ⅰ。优选的是，所述十字形钢骨柱与节点主体的内部形成的空间内焊接连接有多个环形肋板；多个所述环形肋板的外表面与十字形钢骨柱的壁面和节点主体的内壁焊接连接；多个所述环形肋板内焊接有高强弹簧Ⅱ。本专利技术还提供一种如上述的不连续截面柱转换节点的建造方法，包括以下步骤：步骤一、加工节点构件，包括节点主体所需的钢壁板、十字形钢骨柱、上端圆形截面柱过渡板、下端方形截面柱过渡板、加劲肋板Ⅰ和加劲肋板Ⅱ；步骤二、组装节点，包括首先在节点主体的下端安装下端方形截面柱过渡板和加劲肋板Ⅱ；然后将节点主体的前壁板、左壁板和十字形钢骨柱定位焊接，并安装后壁板、右壁板和上端圆形截面柱过渡板；最后，在转换节点上端圆形截面柱过渡板上安装上端圆形截面柱，上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板连接处应连接加劲肋板Ⅰ；步骤三、消除残余应力，采用振动时效法对节点进行焊接残余应力消减，按要求放置各振动工艺装备与辅件后，将所述节点放在托架上，保证振动装置橡胶垫压缩均匀；激振器用夹具固定在节点振动端上方，加速度传感器放在激振器下方的钢柱内；步骤四、吊装节点，转换节点下端方形截面柱施工完成后，将组装完成后的转换节点吊上下端方形截面柱顶端，所述下端方形截面柱与节点主体下端的下端方形截面柱过渡板和加劲肋板Ⅱ通过焊接方式连接，加劲肋板Ⅱ和下端方形截面柱过渡板与下端方形截面柱之间的的接触面均应焊接；与下端方形截面柱连接后，所述上端圆形截面柱过渡板、加劲肋板Ⅰ与上端圆形截面柱焊接，使上下形成一个整体。优选的是，所述十字形钢骨柱的十字形节点中心与上端圆形截面柱和下端方形截面柱的中心在同一条垂直线上；所述焊接采用采用适当小的热输入多层焊接。优选的是，所述步骤三中，采用振动时效法对节点进行焊接残余应力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不连续截面柱转换节点，其特征在于，包括：节点主体，其为内部中空的柱体结构；所述节点主体的上端为圆环形，下端为方形；十字形钢骨柱，其连接在节点主体的柱体结构内，所述十字形钢骨柱的外缘与柱体结构的内壁连接；上端圆形截面柱过渡板，其连接在节点主体的上端；上端圆形截面柱，其连接在所述上端圆形截面柱过渡板的上方；所述上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅰ；下端方形截面柱过渡板，其连接在节点主体的下端；下端方形截面柱，其连接在所述下端方形截面柱过渡板的下方；所述下端方形截面柱与下端方形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅱ。

【技术特征摘要】
1.一种不连续截面柱转换节点，其特征在于，包括：节点主体，其为内部中空的柱体结构；所述节点主体的上端为圆环形，下端为方形；十字形钢骨柱，其连接在节点主体的柱体结构内，所述十字形钢骨柱的外缘与柱体结构的内壁连接；上端圆形截面柱过渡板，其连接在节点主体的上端；上端圆形截面柱，其连接在所述上端圆形截面柱过渡板的上方；所述上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅰ；下端方形截面柱过渡板，其连接在节点主体的下端；下端方形截面柱，其连接在所述下端方形截面柱过渡板的下方；所述下端方形截面柱与下端方形截面柱过渡板之间连接加劲肋板Ⅱ。2.如权利要求1所述的不连续截面柱转换节点，其特征在于，所述节点主体包括前壁板、后壁板、左壁板、右壁板连接组成；所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板的上端均为弧形以组成节点主体的上端为圆环形；所述前壁板、后壁板、左壁板、右壁板的下端均为直线形以组成节点主体的下端为方形；所述节点主体的壁面为弧形。3.如权利要求1所述的不连续截面柱转换节点，其特征在于，所述十字形钢骨柱包括主体梯形板和焊接在主体梯形板两侧的副梯形板。4.如权利要求3所述的不连续截面柱转换节点，其特征在于，所述主体梯形板首先通过设置在节点主体内壁上的定位槽连接在节点主体内，然后通过焊接固定在节点主体内壁上。5.如权利要求1所述的不连续截面柱转换节点，其特征在于，所述十字形钢骨柱的外缘与柱体结构的内壁焊接连接；所述上端圆形截面柱过渡板焊接在节点主体的上端；所述上端圆形截面柱焊接在上端圆形截面柱过渡板的上方；所述上端圆形截面柱与上端圆形截面柱过渡板之间焊接加劲肋板Ⅰ；所述下端方形截面柱过渡板焊接在节点主体的上端；所述下端方形截面柱焊接在下端方形截面柱过渡板的下方；所述下端方形截面柱与下端方形截面柱过渡板之间焊接加劲肋板Ⅱ。6.如权利要求1所述的不连续截面柱转换节点，其特征在于，所述加劲肋板Ⅰ为弧形弯曲条板；所述弧形弯曲条板的连接方式为：在所述上端圆形截面柱上设置有凸起的安装条孔；所述安装条孔上设置有螺孔Ⅰ；所述上端圆形截面柱过渡板上设置有螺孔Ⅱ；所述弧形弯曲条板的一端插入安装条孔内并通过螺孔Ⅰ和螺栓Ⅰ固定在上端圆形截面柱上，另一端通过螺孔Ⅱ和螺栓Ⅱ固定连接在上端圆形截面柱过渡板上；所述弧形弯曲条板...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩锋，古松，张春涛，
申请(专利权)人：中铁建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11