一种节点加劲相贯焊钢管制造技术

一种节点加劲相贯焊钢管，包括：主管、至少两根支管、水平加劲板、环形加劲板，且所述主管和支管的夹角小于设定角度；所述水平加劲板固定设置于所述主管和支管之间或各支管之间；在支管与主管外表面相交处和支管与主管相贯线的中间位置固定设置环形加劲板包裹住所述主管、支管和水平加劲板。通过水平加劲板，增加了支管荷载传递到主管的焊缝长度，使传力更加均匀，同时增加节点平面内刚度。环形加劲板增加了主管和支管的径向刚度，提高抵抗变形的能力。同时环形加劲板提高了水平加劲板的稳定承载力。本发明专利技术的加劲方法能有效提高相贯焊钢管节点的刚度和强度，传力均匀，降低应力集中程度，提高节点的整体承载能力。

A kind of joint stiffened intersecting welded steel pipe

【技术实现步骤摘要】
一种节点加劲相贯焊钢管
本专利技术涉及钢管连接节点结构领域，具体涉及一种节点加劲相贯焊钢管。
技术介绍
在架空输电线路铁塔中，钢管构件比角钢构件有更好的截面属性，钢管构件的连接节点受力较为复杂，常见的连接方式包括插板连接和相贯焊连接。相贯焊连接的焊接难度高，且焊接工作量大，标准化程度低，很多焊缝只能靠人工进行焊接，无法自动焊接，而且小角度的焊缝无法检测，直接影响工程进度和质量安全。因此，相贯焊钢管节点的承载力由支管的受压承载力来定义，节点的变形主要在支管和主管相贯焊接的部位。这类钢管节点的破坏模式，是主管在支管受压或受拉作用下，发生变形，导致节点整体破坏。钢管塔比角钢塔连接型式复杂，其中节点设计是钢管塔设计最为关键的环节，在设计经验和相关试验数据缺乏。为保证节点整体的刚度，提高节点承载能力，通常通过增大钢管构件的规格实现，使节点过于保守，节点规格偏大。在实际荷载作用下，相贯焊节点的应力状况十分复杂，目前，各国的有关规范中采用的强度计算公式仍主要是依据试验数据归结出的经验公式。目前，主管与支管的研究都是基于夹角大于等于30度，而对于输电线路酒杯塔由于受间隙圆的控制，在K曲臂处主管与支管的夹角往往难以做到大于30度，目前尚未有对于夹角小于30度情况下的研究资料，需开展试验及理论研究，验证现有设计验算方法的适用性。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺少主管与支管夹角小于30度情况下的研究的问题，本专利技术提供了一种节点加劲相贯焊钢管。本专利技术提供的技术方案是：一种节点加劲相贯焊钢管，包括：主管、至少两根支管、水平加劲板、环形加劲板，且所述主管和支管的夹角小于设定角度；所述水平加劲板固定设置于所述主管和支管之间或各支管之间；在支管与主管外表面相交处和支管与主管相贯线的中间位置固定设置环形加劲板包裹住所述主管、支管和水平加劲板。优选的，所述水平加劲板包括：第一水平加劲板和第二水平加劲板；所述第一水平加劲板为三角形，三角形的两条边分别与主管和支管固定焊接，另一条边垂直于所述主管；所述第二水平加劲板为多边形，设置于支管与支管之间，所述多边形的边分别与支管、主管固定焊接。优选的，所述第一水平加劲板焊接与主管及支管之间的焊缝不小于所述主管直径。优选的，当所述主管与所述支管的夹角大于预设阈值，小于所述主管与支管之间的设定角度时，所述第一水平加劲板厚度不小于8mm且比主管壁厚2mm；当所述主管与所述支管的夹角小于等于预设阈值时，所述第一水平加劲板厚度不小于10mm且比主管壁厚4mm。优选的，所述预设阈值为18度。优选的，所述第二水平加劲板焊接与相邻两个支管之间的焊缝不小于主管与支管外径相贯处的长度。优选的，所述环形加劲板包括：第一环形加劲板和第二环形加劲板；所述第一环形加劲板中空部分与所述主管、支管和水平加劲板相契合，包裹在所述主管和主管外表面相交的地方；所述第二环形加劲板中空部分与所述主管与水平加劲板相契合，包裹在所述主管与水平加劲板相贯线的中间位置。优选的，当所述主管和所述支管的夹角大于预设阈值，小于设定角度时，所述环形加劲板的与相贯线的间距不小于70mm，厚度不小于6mm；当所述主管和所述支管的夹角小于等于预设阈值时，所述环形加劲板的与相贯线的间距不小于80mm，厚度不小于8mm。优选的，所述环形加劲板垂直于所述主管轴线方向设置在支管轴线与主管轴线外表面相交的位置。优选的，所述环形加劲板，还包括：经过火曲工艺加工的第三环形加劲板，在所述主管与支管相贯点位置包裹住所述主管与支管。优选的，所述第三环形加劲板的中空部分与所述主管和支管外周相契合，与所述主管与支管垂直。优选的，所述主管与支管的材质为Q235钢材、Q345钢材、Q420钢材、Q460钢材、Q690钢材、可焊接铝合金材料或相贯连接复合材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种节点加劲相贯焊钢管，包括：主管、至少两根支管、水平加劲板、环形加劲板，且所述主管和支管的夹角小于设定角度；所述水平加劲板固定设置于所述主管和支管之间或各支管之间；在支管与主管外表面相交处和支管与主管相贯线的中间位置固定设置环形加劲板包裹住所述主管、支管和水平加劲板。通过水平加劲板，增加了支管荷载传递到主管的焊缝长度，使传力更加均匀，同时增加节点平面内刚度。环形加劲板增加了主管和支管的径向刚度，提高抵抗变形的能力。同时环形加劲板提高了水平加劲板的稳定承载力。本专利技术的加劲方法能有效提高相贯焊钢管节点的刚度和强度，传力均匀，降低应力集中程度，提高节点的整体承载能力。附图说明图1为本专利技术的第一种相贯焊节点加劲布置示意图；图2-a为本专利技术的第一环形加劲板⑨的剖面图；图2-b为本专利技术的第一环形加劲板⑦的剖面图；图3为本专利技术的第二环形加劲板⑧的剖面图；图4为本专利技术的第二种相贯焊节点加劲布置示意图；图5-a为本专利技术的第三环形加劲板⑩的剖面图；图5-b为本专利技术的第三环形加劲板的剖面图；图6-a为本专利技术的相贯焊节点加劲布置在X形节点示意图；图6-b为本专利技术的相贯焊节点加劲布置在T形和Y形受拉节点示意图；图6-c为本专利技术的相贯焊节点加劲布置在T形和Y形受压节点示意图；图6-d为本专利技术的相贯焊节点加劲布置在K形节点示意图；图6-e为本专利技术的相贯焊节点加劲布置在TT形节点示意图；图6-f为本专利技术的相贯焊节点加劲布置在KK形节点示意图；其中，①为主管；②为支管；③为支管；④为第一水平加劲板；⑤为第二水平加劲板；⑥为第一水平加劲板；⑦为第一环形加劲板；⑧为第二环形加劲板；⑨为第一环形加劲板；⑩为第三环形加劲板；为第三环形加劲板。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。实施例1：相贯焊节点由主管①、支管②和支管③相贯焊接构成，述主管和支管的夹角小于设定角度，设定角度为30度，如图1所示，相贯焊节点的支管不限于2根，本专利技术以2根支管为例；水平加劲板(加劲板与钢管构件在同一平面)由第一水平加劲板④、加第二水平加劲劲板⑤和第一水平加劲板⑥组成。第一水平加劲板④位于主管①和支管③之间，第一水平加劲板⑥位于主管①和支管②之间，第二水平加劲板⑤位于支管①和支管②之间，均焊接连接。水平加劲板的焊缝和相关焊缝共同传递支管的荷载，使节点受力均匀，同时增大了节点在平面内的刚度，提高了抵抗变形的能力。垂直于节点主管轴线的环形加劲板，由环形加劲板⑦、⑧、⑨组成，环形加劲板⑦、⑧、⑨垂直于主管轴线。第一环形加劲板⑦位于支管③轴线与主管①外表面相交点的位置，第一环形加劲板⑨位于支管②轴线与主管①外表面相交点的位置。支管与主管相贯连接的位置是主管直接承受荷载的位置，变形较大，第一环形加劲板⑦、⑨有效限制主管在此部位的变形，提高节点刚度，第一环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，包括：主管、至少两根支管、水平加劲板、环形加劲板，且所述主管和支管的夹角小于设定角度；/n所述水平加劲板固定设置于所述主管和支管之间或各支管之间；/n在支管与主管外表面相交处和支管与主管相贯线的中间位置固定设置环形加劲板包裹住所述主管、支管和水平加劲板。/n

【技术特征摘要】
1.一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，包括：主管、至少两根支管、水平加劲板、环形加劲板，且所述主管和支管的夹角小于设定角度；
所述水平加劲板固定设置于所述主管和支管之间或各支管之间；
在支管与主管外表面相交处和支管与主管相贯线的中间位置固定设置环形加劲板包裹住所述主管、支管和水平加劲板。


2.如权利要求1所述的一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，
所述水平加劲板包括：第一水平加劲板和第二水平加劲板；
所述第一水平加劲板为三角形，三角形的两条边分别与主管和支管固定焊接，另一条边垂直于所述主管；
所述第二水平加劲板为多边形，设置于支管与支管之间，所述多边形的边分别与支管、主管固定焊接。


3.如权利要求2所述的一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，
所述第一水平加劲板焊接与主管及支管之间的焊缝不小于所述主管直径。


4.如权利要求2所述的一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，
当所述主管与所述支管的夹角大于预设阈值，小于所述主管与支管之间的设定角度时，所述第一水平加劲板厚度不小于8mm且比主管壁厚2mm；
当所述主管与所述支管的夹角小于等于预设阈值时，所述第一水平加劲板厚度不小于10mm且比主管壁厚4mm。


5.如权利要求4所述的一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，
所述预设阈值为18度。


6.如权利要求2所述的一种节点加劲相贯焊钢管，其特征在于，
所述第二水平加劲板焊接与相邻两个支管之间的焊缝不小于主管与支管外径相贯处的长度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓光，崔智婕，韩军科，安增军，邢海军，朱彬荣，李清华，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11