一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构制造技术

一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，包括大径钢管、小径钢管和锥形管。大径钢管具有斜切的第一椭圆端面，小径钢管具有斜切的第二椭圆端面，锥形管具有相对设置的第一正圆端面和第二正圆端面，第一正圆端面的圆心与第二正圆端面的圆心之间的连线垂直于第一正圆端面。第一椭圆端面与第一正圆端面对接，第二椭圆端面与第二正圆端面对接，以使大径钢管、锥形管、小径钢管依次连接。其采用容易制造的标准锥形管，制造方便、费用较低，不受模具制作精度影响，对操作人员要求较低，锥形管与大径钢管、小径钢管能形成偏心变径节点，方便快捷。

Eccentric variable diameter joint structure of concrete filled steel tubular column

【技术实现步骤摘要】
一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构
本技术涉及建筑施工领域，具体而言，涉及一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构。
技术介绍
一般情况下，大截面柱中心与小截面柱中心在同一轴线上时，现有做法往往是通过大截面向小截面按一定角度找坡度，形成管径渐小的锥形管，来完成大管径钢管向小管径钢管的改变，对于此类节点我们通常称之为钢管混凝土柱锥形管变径节点。但有时出于建筑空间或结构设计要求，需要使两者中心不在同一轴线上，此时，在完成由大向小的变径过程中，变径节点将不再是标准锥形管，而对于此类节点我们将称之为钢管混凝土柱偏心锥形管变径节点。专利技术人在研究中发现，现有的钢管混凝土柱偏心锥形管变径节点至少存在以下缺点：对于此类偏心变径节点中的异形锥管，无专业的异形锥管卷制设备进行加工，只能通过专门定制模具进行铸钢浇筑成型，此做法往往周期较长且费用较高；其成型质量完全受模具制作精度影响，对制作模具的工人经验及技能熟练程度要求较高。
技术实现思路
本技术的目的包括提供一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其采用容易制造的标准锥形管，制造方便、费用较低，不受模具制作精度影响，对操作人员要求较低，锥形管与大径钢管、小径钢管能形成偏心变径节点，方便快捷。本技术的实施例通过以下技术方案实现：一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，包括大径钢管、小径钢管和锥形管。大径钢管具有斜切的第一椭圆端面，小径钢管具有斜切的第二椭圆端面，锥形管具有相对设置的第一正圆端面和第二正圆端面，第一正圆端面的圆心与第二正圆端面的圆心之间的连线垂直于第一正圆端面。第一椭圆端面与第一正圆端面对接，第二椭圆端面与第二正圆端面对接，以使大径钢管、锥形管、小径钢管依次连接。专利技术人发现，现有技术中的对于钢管混凝土柱偏心锥形管变径节点的处理，需用到异形锥管。对于异形锥管，无专业的异形锥管卷制设备进行加工，只能通过专门定制模具进行铸钢浇筑成型，此做法往往周期较长且费用较高。且异形锥管的成型质量完全受模具制作精度影响，对制作模具的工人经验及技能熟练程度要求较高。据此专利技术人专利技术了一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，包括大径钢管、小径钢管和锥形管，通过大径钢管、锥形管、小径钢管依次连接形成偏心变径节点。锥形管具有相对设置的第一正圆端面和第二正圆端面，第一正圆端面和第二正圆端面分别对应于锥形管的两端的端面。第一正圆端面的圆心与第二正圆端面的圆心之间的连线垂直于第一正圆端面。该锥形管可由一条母线，绕第一正圆端面的圆心与第二正圆端面的圆心之间的连线旋转而形成，这样的锥形管是标准锥形管，可在工厂预先下料后直接卷制而成，制造简单，工作人员加工方便。大径钢管和小径钢管也可选择在工厂预先下料后直接卷制而成。大径钢管具有斜切的第一椭圆端面，即第一椭圆端面相较于大径钢管的横截面是倾斜的。小径钢管的斜切的第二椭圆端面也是如此。通过第一椭圆端面与第一正圆端面对接，形成大径钢管与锥形管的连接。通过第二椭圆端面与第二正圆端面对接，形成小径钢管与锥形管的连接。从而能够形成大径钢管、锥形管、小径钢管的依次连接。由于大径钢管的直径与小径钢管的直径不同，因此能够形成变径节点。而大径钢管的第一椭圆端面倾斜设置于大径钢管上，小径钢管的第二椭圆端面倾斜设置于小径钢管上，在锥形管的两端都是正圆的基础上，大径钢管的中轴线与小径钢管的中轴线不重合，即不在同一轴线上，因此偏心。综上，这样的钢管混凝土柱的偏心变径节点结构采用容易制造的标准锥形管，制造方便、费用较低，不受模具制作精度影响，对操作人员要求较低，锥形管与大径钢管、小径钢管能形成偏心变径节点，方便快捷。进一步地，大径钢管、锥形管、小径钢管存在一条重合的母线；大径钢管、锥形管、小径钢管的依次连接存在对接错口偏差ε；对接错口偏差ε可基于大径钢管、锥形管和小径钢管的管壁厚度消除。进一步地，大径钢管的中轴线与锥形管的中轴线的夹角的锐角为锥形管的旋转角度a；锥形管旋转旋转角度a以与大径钢管、小径钢管连接；大径钢管的中轴线与小径钢管的中轴线平行；旋转角度a与对接错口偏差ε相对限制设定。进一步地，锥形管具有高度H，大径钢管具有第一直径D，小径钢管具有第二直径d；sin(a)＝(D-d)/2H。进一步地，旋转角度a与对接错口偏差ε具有如下关系：cos(a)≥1/(1+ε/D)。进一步地，钢管混凝土柱的偏心变径节点结构还包括第一加强环板和第二加强环板；第一椭圆端面与内置的第一加强环板固定连接，第二椭圆端面与内置的第二加强环板固定连接；第一椭圆端面与第一正圆端面全熔透焊接，第二椭圆端面与第二正圆端面全熔透焊接。进一步地，第一加强环板与第二加强环板均沿周长设有全熔透坡口；第一椭圆端面与第二椭圆端面均设有全熔透焊接坡口；第一椭圆端面与第一加强环板通过全熔透焊接坡口与全熔透坡口焊接连接；第二椭圆端面与第二加强环板通过全熔透焊接坡口与全熔透坡口焊接连接。进一步地，第一加强环板与第二加强环板均设置有浇筑孔和冒浆孔，以便于柱内混凝土浇筑密实。进一步地，冒浆孔设置于第一加强环板与第二加强环板的边缘位置；浇筑孔设置于第一加强环板与第二加强环板的中心位置。进一步地，大径钢管的任意母线、锥形管的任意母线、小径钢管的任意母线不同时重合。本技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：1、采用易制造的标准锥形管，制造方便、费用较低，不受模具制作精度影响，对操作人员要求较低；2、锥形管与大径钢管、小径钢管能形成偏心变径节点，方便快捷。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本技术实施例提供钢管混凝土柱的偏心变径节点结构的第一结构示意图；图2为本技术实施例提供钢管混凝土柱的偏心变径节点结构的第二结构示意图；图3为本技术实施例提供第二加强环板的结构示意图；图4为本技术实施例提供第一椭圆端面与第一正圆端面形成对接错口偏差的结构示意图。图标：10-钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，100-大径钢管，110-第一椭圆端面，200-小径钢管，210-第二椭圆端面，300-锥形管，310-第一正圆端面，320-第二正圆端面，400-第一加强环板，500-第二加强环板，510-浇筑孔，520-冒浆孔。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其特征在于：/n包括大径钢管、小径钢管和锥形管；/n所述大径钢管具有斜切的第一椭圆端面，所述小径钢管具有斜切的第二椭圆端面，所述锥形管具有相对设置的第一正圆端面和第二正圆端面；/n所述第一正圆端面的圆心与所述第二正圆端面的圆心之间的连线垂直于所述第一正圆端面；/n所述第一椭圆端面与所述第一正圆端面对接，所述第二椭圆端面与所述第二正圆端面对接，以使所述大径钢管、所述锥形管、所述小径钢管依次连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其特征在于：
包括大径钢管、小径钢管和锥形管；
所述大径钢管具有斜切的第一椭圆端面，所述小径钢管具有斜切的第二椭圆端面，所述锥形管具有相对设置的第一正圆端面和第二正圆端面；
所述第一正圆端面的圆心与所述第二正圆端面的圆心之间的连线垂直于所述第一正圆端面；
所述第一椭圆端面与所述第一正圆端面对接，所述第二椭圆端面与所述第二正圆端面对接，以使所述大径钢管、所述锥形管、所述小径钢管依次连接。


2.根据权利要求1所述的钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其特征在于：
所述大径钢管、所述锥形管、所述小径钢管存在一条重合的母线；
所述大径钢管、所述锥形管、所述小径钢管的依次连接存在对接错口偏差ε；
所述对接错口偏差ε可基于所述大径钢管、所述锥形管和所述小径钢管的管壁厚度消除。


3.根据权利要求2所述的钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其特征在于：
所述大径钢管的中轴线与所述锥形管的中轴线的夹角的锐角为所述锥形管的旋转角度a；
所述锥形管旋转所述旋转角度a以与所述大径钢管、所述小径钢管连接；
所述大径钢管的中轴线与所述小径钢管的中轴线平行；
所述旋转角度a与所述对接错口偏差ε相对限制设定。


4.根据权利要求3所述的钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其特征在于：
所述锥形管具有高度H，所述大径钢管具有第一直径D，所述小径钢管具有第二直径d；
sin(a)＝(D-d)/2H。


5.根据权利要求4所述的钢管混凝土柱的偏心变径节点结构，其特征在于：
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军阳，陈禹龙，吴迪，刘尚桦，刘辉，杨泉涛，刘睿，
申请(专利权)人：中建钢构有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44