空间相交圆管桁架的相贯节点结构制造技术

本实用新型专利技术主要公开了一种空间相交圆钢管桁架的相贯节点结构，包括主桁架弦杆、套管和次桁架弦杆；套管套在次桁架弦杆上，主桁架弦杆与套管连接。本实用新型专利技术解决了常规施工方法安装就位困难、安装精度差、施工过程不安全的问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及建筑钢结构
，具体与一种用于空间相交(正交或斜交) 圆钢管桁架的相贯节点结构有关。
技术介绍
正交或斜交的圆钢管桁架结构是空间大跨建筑结构中最常用的一种结构形式， 广泛应用于体育场馆、机场、车站、剧院、大跨度厂房和桥梁等对空间要求较高的建 筑。设计师可以通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，使桁架结构各杆件均以单向受拉或 受压为主，结构布置灵活，应用范围非常广。桁架和传统的框架梁相比，在抗弯方面，将受拉与受压截面集中布置在桁架中 轴线的上下两侧，增加了内力臂，在相同材料重量的情况下，增大了结构构件的截面模 量，可以承受更大的弯矩作用；在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递 给支座。因此桁架结构可以使钢结构的材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的 大跨建筑屋盖结构。桁架结构的传力路径非常简单明了。在外力作用下，实腹梁内部产生复杂的应 力状态，而桁架结构的杆件仅处于杆件内简单的拉压应力状态。因此桁架结构可以使工 程师更直观的了解力的分布和传递情况，便于结构的变化和组合。由于桁架结构的诸多优点，使其在建筑钢结构领域得到了大量的应用。空间相 交圆钢管桁架结构在施工过程中，一般采用的施工顺序为分段拼装主桁架——依次吊 装并固定相邻两榀主桁架——吊装主桁架之间的次桁架——主次桁架相贯焊。如附图说明图1所示，当主桁架已经吊装固定，其主桁架弦杆10之间的距离确定，然后 吊装次桁架弦杆20，次桁架弦杆20两端的相贯口为中部内凹形，该几何形状特性导致 了，对于空间相交圆管桁架，特别是次桁架为空间型桁架的结构，次桁架弦杆20吊装只 能一端顺利就位，而另一端则因为次桁架弦杆20相贯口上下两端外伸、中间部位内凹， 所以无法精确与主桁架弦杆10对接。上述安装问题一直以来是空间管桁架安装领域的一大难题。目前的一般做法 是，吊装次桁架弦杆20时，先给主桁架弦杆10施加侧向外力，如使用揽风绳张拉等，使 主桁架弦杆10偏离原设计位置，主桁架弦杆10与次桁架弦杆20错开，然后吊装次桁架 弦杆20至设计位置，最后卸载揽风绳，主次桁架对接后进行相贯焊缝的焊接。对于截 面规格较小的主次桁架结构，本方法可以解决吊装就位的问题，但对于杆件截面较大的 结构，很难以外力使主桁架偏离原位置，而且此方法施工过程中存在非常严重的安全隐 患，同时安装精度也很难保证。基于以上原因，本案由此应运而生。
技术实现思路
本技术提出了一种传力明确、能有效保证节点的可靠性、施工安装方便的 空间相交圆钢管桁架的相贯节点结构。本技术的目的在于解决空间相交圆管桁架结构，在施工安装时主次桁架无法安全、顺利、精确对接就位的难题。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是空间相交圆钢管桁架的相贯节点结构，包括主桁架弦杆、套管和次桁架弦杆； 套管套在次桁架弦杆上，主桁架弦杆与套管连接。所述的次桁架弦杆一端开内凹的、用于与主桁架弦杆相贯焊接的相贯线口，另 一端为平面切口；套管套在次桁架弦杆上，套管一端开内凹的、用于与主桁架弦杆相贯 焊接的相贯线口，且管体上开有用于塞焊的开槽。所述的焊缝为与套管轴向平行，等间距布设于套管。所述的套管的另一端为平口，与次桁架弦杆角焊缝连接。所述的次桁架弦杆的平面切口与主桁架弦杆外边缘的距离为30mm 200mm。所述套管与次桁架弦杆间空隙为Imm 2mm。所述套管的长度不小于次桁架弦杆的直径长度。所述套管的厚度不小于次桁架弦杆的厚度。本技术在空间相交圆钢管桁架现场施工安装时，可先吊装相邻主桁架，然 后吊装次桁架。套管套在次桁架弦杆端部，并可在次桁架弦杆上一定距离内滑动，次桁 架吊装时，套管滑进次桁架弦杆，待次桁架吊装就位后，将套管滑出，次桁架弦杆相贯 口与主桁架弦杆对接后点焊，套管另一端与次桁架弦杆点焊，最后进行套管与主桁架间 相贯焊缝的焊接，以及套管与次桁架弦杆间开槽部位的塞焊和端部的角焊缝焊接。本技术的技术方案具有如下诸多优点与有益效果1、施工方便。主次桁架对接时，可将套管滑入次桁架弦杆内，使次桁架弦杆端 头与主桁架弦杆间留有施工空间，可以顺利就位，而不与主桁架相碰。2、施工过程安全可靠。本技术所提供的结构，使次桁架吊装就位时，不与 主桁架弦杆相碰，可以无障碍的吊装就位。该方法不需蛮力改变原有结构构件的空间位 置，施工过程的安全性可以得到有效保证。3、安装精度高。本技术所提供的结构，可以保证主次桁架以自由状态进行 对接，施工过程中对接位置可以灵活调整，同时可以消除部分加工制作及施工导致的误 差，安装精度高。4、节点承载力高。本技术所提供的结构，套管与次桁架弦杆之间开槽塞 焊、端部角焊缝满焊，因此套管与次桁架之间为等强连接。套管管径及壁厚均大于次桁 架弦杆，套管与主桁架之间相贯焊，因此该相贯焊节点的强度比次桁架直接与主桁架相 贯焊的强度高。5、连接合理。本技术所提供的结构，套管与次桁架间通过开槽塞焊、端部 角焊缝满焊，使套管与次桁架之间等强连接，该节点可以有效的传递次桁架弦杆的轴力 和弯矩作用，传力明确，保证了节点与主结构的连接。说明书附图图1是现有主次桁架安装示意图；图2是本技术较佳实施例的结构示意图；图3是图2A-A向剖视图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。如图2所示，本实施例包括主桁架弦杆1、套管2、次桁架弦杆3。次桁架弦杆3—端相贯线口 31，该相贯线口 31为内凹形，其弧度与主桁架弦杆 1的杆壁弧度一致，用于连接主桁架弦杆1相贯焊接。次桁架弦杆3另一端为平面切口 32，当相贯线口 31与主桁架弦杆1连接后，平面切口 32与主桁架弦杆1外边缘的距离33 一般保持在30mm 200mm较为合适。套管2套在次桁架弦杆3上，其一端为与相贯线口 31结构相同的套管相贯线口 21，另一端为套管相贯线口 22。同时套管2轴向开4个等间距分布的开槽23，开槽数量 和位置可根据套管2规格尺寸确定，其目的是为了保证套管2与次桁架弦杆3间的可靠连 接。另外，套管2要套在次桁架弦杆3上，所以管径比次桁架弦杆3大，一般套管2 与次桁架弦杆3空隙留有Imm 2mm为最佳。为了保证强度，套管2的长度不小于次 桁架弦杆3的直径长度，同时套管2的壁厚大于次桁架弦杆3的壁厚。本技术安装过程如下第一步主桁架吊装就位后吊装次桁架。此过程中，套管2套在次桁架弦杆3 上，且套管2向次桁架弦杆3方向滑动，使套管相贯线口 21不超出次桁架弦杆3的平面 切口 32。次桁架吊装就位时，次桁架弦杆3的相贯线口 31和主桁架弦杆1直接安装就 位，次桁架弦杆3的平面切口和主桁架弦杆1之间利用存在的空隙可无障碍的吊装就位。第二步次桁架吊装就位后，依次进行次桁架弦杆3的相贯线口 31与主桁架弦 杆1之间的相贯焊、套管相贯线口 21与主桁架弦杆1之间的相贯焊、套管相贯线口 21与 次桁架弦杆3之间的端部角焊缝满焊和开槽23塞焊。第三步质量检测。检测不合格需返工，合格则该节点焊接完成。本技术中，所有焊缝焊接质量需满足相关规范规定，并最低不得低于二级 焊缝的质量要求。上述实施例仅用于解释说明本技术的专利技术构思，而非对本技术权利保 护的限定，凡利用此构思对本技术进行非实质性的改动，比如次桁架弦杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
空间相交圆钢管桁架的相贯节点结构，其特征在于：包括主桁架弦杆、套管和次桁架弦杆；套管套在次桁架弦杆上，主桁架弦杆与套管连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中华，邢遵胜，叶翔，胡向萍，
申请(专利权)人：浙江精工钢结构有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]