填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点制造技术

本发明专利技术属于工程结构领域，特别涉及一种填充不锈钢管构件－不锈钢管焊接连接节点。在不锈钢管桁架、拱桁架、格构式构件、塔架结构的弦杆钢管中灌注填充材料，使弦杆构件形成填充不锈钢管结构构件，通过焊接方式将一根或一根以上的腹杆焊接在弦杆上形成节点。弦杆钢管内的填充材料与弦杆钢管壁共同承受和抵抗由焊接接头传递来的腹杆的轴向拉压力和弯矩。弦杆中灌注了填充材料，进一步提高了节点的承载性能，充分利用结构材料强度，使得结构在重载和大跨度的条件下承载能力得到进一步扩展，在同样的承载条件下，减小构件截面，节省钢材；同时，结构的耐腐蚀性、耐久性和耐火性能好；焊接连接构造简单、施工方便，能够保证节点整体性，传力明确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工程结构领域，特别涉及一种填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接 连接节点。
技术介绍
填充钢管结构构件具有良好的受力性能和抗震性能。填充混凝土或水泥砂浆 的钢管混凝土构件在工程结构领域得到了广泛的应用，特别是承受较大轴向荷载 的结构中，使用钢管混凝土作为受压构件。不锈钢管具有优良的耐腐蚀性能、耐 久性能和耐火性能，外形美观，使用不锈钢管的钢管混凝土桁架、格构式柱、塔 架等在桥梁、工业与民用建筑、特种结构中有良好的应用前景。节点多采用相贯 节点形式，具有构造简单、传力明确的特点。管桁架的弦杆中灌注填充材料后，截面承载力有很大的提高，节点的承载性 能得到大大改善。这种构件允许采用薄壁钢管做弦杆，填充材料起到支撑弦杆管 壁的作用，延缓或避免了管桁架受力时节点弦杆壁的屈曲，节省钢材并可以充分 利用材料强度。而弦杆钢管壁可以对脆性的填充材料提供约束改善其脆性破坏的 不足，在同样的承载条件下，减小构件截面，节省钢材；与普通钢管相比不锈钢 管具有良好耐腐蚀性能，外形美观，耐久性和耐火性能好，同时能够节省日常的 维护费用。焊接连接构造简单、施工方便，能够保证节点整体性，传力明确。以 上优点决定了灌注填充材料的不锈钢管桁架、拱桁架、格构式柱、塔架等在桥梁、 工业与民用建筑、特种结构中有巨大的应用前景。而在应用中，涉及到节点连接 的问题，这方面的结构形式目前较少，不能满足工程建设的需要。
技术实现思路
本专利技术针对填充不锈钢管弦杆和腹杆连接节点技术的空白，提供了一种填充 不锈钢管弦杆-不锈钢管焊接连接节点，其特征在于， 一根或一根以上腹杆2通过焊接接头3连接于弦杆1上，腹杆2与弦杆1间的夹角为0 90°，由焊接接头 3向弦杆1传递腹杆2的轴向拉压力以及弯矩。所述弦杆1和腹杆2的截面为圆形或方形，其结构均为，在钢管4内注入填 充材料5。所述腹杆2与弦杆1的连接可以不贯通弦杆1管壁，也可以为贯通。所述弦杆1连接单根腹杆2形成平面节点，或连接两根或多根腹杆2形成平 面或空间节点。所述弦杆1为直线形或曲线形。所述钢管4的材料为不锈钢材。 所述填充材料5为混凝土、水泥砂浆，其中混凝土包括轻质混凝土、重骨料 混凝土以及高性能混凝土。所述弦杆1的填充方式为带隔板6的部分填充或全段填充，其中，弦杆1与 腹杆2连接处有填充材料5。所述腹杆2的填充方式为不填充、带隔板6的部分填充或全段填充。 本专利技术的有益效果为弦杆中灌注了填充材料，进一步提高了节点的承载性 能，充分利用结构材料强度，使得管桁架结构在重载和大跨度的条件下承载能力 得到进一步扩展；釆用了不锈钢材结构外形美观，改善了结构的耐腐蚀性、耐久 性和耐火性能，节省日常维护费用。在同样的承载条件下，减小构件截面，节省 钢材；焊接连接构造简单、施工方便，能够保证节点整体性，传力明确。 附图说明图l (a)为双腹杆倾斜安装的连接节点结构示意图l (b)为单腹杆倾斜安装的连接节点结构示意图l (C)为双腹杆竖直倾斜混合安装的连接节点结构示意图l (d)为单腹杆竖直安装的连接节点结构示意图l (e)为多腹杆倾斜安装的连接节点结构示意图l (f)为弯曲弦杆-双腹杆安装的连接节点结构示意图2 (a)为方形截面弦杆剖面示意图2 (b)为圆形截面弦杆剖面示意图3 (a)为弦杆全填充-腹杆不填充且腹杆和弦杆不贯通的节点剖面示意图； 图3 (b)为弦杆部分填充-腹杆不填充且腹杆和弦杆不贯通的节点剖面示意图图3 (c)为弦杆全填充-腹杆全填充且腹杆和弦杆不贯通的节点剖面示意图； 图3 (d)为弦杆部分填充-腹杆全填充且腹杆与弦杆不贯通的节点剖面示意图3 (e)为弦杆全填充-腹杆部分填充且腹杆与弦杆贯通的节点剖面示意图； 图3 (f)为弦杆部分填充-腹杆部分填充且腹杆与弦杆贯通的节点剖面示意图。图中标号l-弦杆；2-腹杆；3-焊接接头；4-钢管；5-填充材料；6-隔板。具体实施例方式本专利技术提供了一种填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，下面通过附图 说明和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术通过如下步骤与工艺条件实现(1) 在腹杆2的一端加工相贯线坡口；(2) 将腹杆2焊接在弦杆1管壁上；(3) 往弦杆1中灌注填充材料5;(4) 往腹杆1中灌注填充材料5。 实施例1两根腹杆2通过焊接接头3连接于弦杆1上，由焊接接头3向弦杆1传递腹 杆2的轴向拉压力以及弯矩；腹杆2与弦杆1之间的夹角为45。，弦杆l和腹杆 2的截面为圆形，弦杆l为直线形钢管；钢管4采用的材料为不锈钢材，填充材 料5为混凝土；弦杆1采用的填充方式为全段填充，腹杆2采用的填充方式为不 填充。其结构形式和填充方式参见附图1 (a)和图3 (a)。实施例2两根腹杆2通过焊接接头3连接于弦杆1上，由焊接接头3向弦杆1传递腹 杆2的轴向拉压力以及弯矩；两根腹杆2与弦杆1间的夹角分别为90。和45。，弦 杆1和腹杆2的截面为圆形，弦杆1为直线形钢管；钢管4采用的材料为不锈钢 材，填充材料5为水泥砂浆；弦杆1采用的填充方式为加隔板6的部分填充，腹 杆2采用的填充方式为不填充。其结构形式和填充方式参见附图Kc)和图3(b)。实施例3四根腹杆2通过焊接接头3连接于弦杆1上，由焊接接头3向弦杆1传递腹 杆2的轴向拉压力以及弯矩；四根腹杆2与弦杆1间的夹角均为45。，弦杆l和 腹杆2的截面为圆形，弦杆l为直线形钢管；钢管4采用的材料为不锈钢材，填 充材料5为水泥砂浆；弦杆1采用的填充方式为加隔板6的全段填充，腹杆2采7用的填充方式为全段填充。其结构形式和填充方式参见附图1 (e)和图3 (c)。以上所述的实施例，只是本专利技术较优选的具体实施方式，本领域的技术人员 可以在所附权利要求的范围内做出各种修改。权利要求1. 填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特征在于，一根或一根以上腹杆(2)通过焊接接头(3)连接于弦杆(1)上，腹杆(2)与弦杆(1)间的夹角为0～90°，由焊接接头(3)向弦杆(1)传递腹杆(2)的轴向拉压力以及弯矩。2. 根据权利要求l所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述弦杆(1)和腹杆(2)的截面为圆形或方形，其结构均为，在钢管(4)内注入填充材料(5)。3. 根据权利要求l所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述腹杆(2)和弦杆(1)的连接处可以为不贯通，也可以为贯通。4. 根据权利要求l所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述弦杆(1)连接单根腹杆(2)形成平面节点，或连接两根或多根腹 杆(2)形成平面或空间节点。5. 根据权利要求l所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述弦杆(1)为直线形或曲线形。6. 根据权利要求2所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述钢管(4)的材料为不锈钢材。7. 根据权利要求2所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述填充材料(5)为混凝土、水泥砂浆，其中混凝土包括轻质混凝土、 重骨料混凝土以及高性能混凝土 。8. 根据权利要求2所述的填充不锈钢管构件-不锈钢管焊接连接节点，其特 征在于，所述弦杆(1)的填充方式为带隔板(6)的部分填充或全段填充，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
填充不锈钢管构件－不锈钢管焊接连接节点，其特征在于，一根或一根以上腹杆（２）通过焊接接头（３）连接于弦杆（１）上，腹杆（２）与弦杆（１）间的夹角为０～９０°，由焊接接头（３）向弦杆（１）传递腹杆（２）的轴向拉压力以及弯矩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩林海，宋谦益，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]