空間管桁架中主桁架與次桁架的連接節(jié)點結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種空間管桁架中主桁架與次桁架的連接節(jié)點結構，本節(jié)點結構的套接管一端設有相貫口或坡口，套接管另一端沿圓周方向設有槽口，套接管槽口端套入次桁架上下弦桿并且通過槽口焊接連接，套接管的相貫口抵靠主桁架上下弦桿的弧形面并焊接連接，或套接管的坡口端抵靠主桁架上弦桿焊接球并焊接連接。本連接節(jié)點結構克服了傳統(tǒng)主次桁架安裝方式缺陷，結構簡單，制作方便，有效提高了安裝施工效率、質量以及成本。
【專利說明】
空間管巧架中主巧架與次巧架的連接節(jié)點結構
技術領域
[0001] 本實用新型設及建筑構件，尤其設及一種空間管巧架中主巧架與次巧架的連接節(jié) 點結構。
【背景技術】
[0002] 巧架是由桿件通過焊接、馴接或螺栓連接而成的支撐橫梁結構，其廣泛應用于大 跨度的廠房、展覽館、體育館及橋梁等各類建筑中。如圖1所示，空間管巧架在安裝過程中， 首先安裝兩側的主巧架1就位，同時主巧架1所在空間的相對坐標、幾何尺寸、間距都必需校 正到規(guī)范允許范圍內，然后在兩側的主巧架1之間焊接連系的次巧架2,安裝時次巧架2的上 弦桿21兩端通過相貫口焊接于主巧架1的對應上弦桿11或位于上弦桿11上的焊接球13,次 巧架2的下弦桿22兩端通過相貫口焊接于主巧架1的對應下弦桿12。但在主巧架與次巧架的 安裝過程中，將會面臨因空間管巧架管管相貫的特性限制，而導致連系次巧架無法直接安 裝就位。其主要原因有次巧架弦桿相貫口與主巧架弦桿重疊沖突、弦桿相貫口角度錯位、次 巧架弦桿空間位置錯位、規(guī)范允許范圍內的主次巧架拼裝及安裝誤差等。如次巧架弦桿相 貫口與主巧架弦桿重疊沖突，導致次巧架弦桿無法落位;次巧架弦桿相貫口角度與主巧架 弦桿弧形面錯位，相貫口與弧形面不貼合而無法施焊;主次巧架拼安裝誤差導致次巧架弦 桿短了或長了連接不上。
[0003] 針對上述主巧架與次巧架的安裝問題，目前通常的施工方法是在次巧架的上下弦 桿一端按規(guī)范截斷不小于500mm的管頭W方便次巧架安裝，等次巧架就位后在高空進行整 口對接，運樣極大增加了現(xiàn)場施工的工作量及難度，降低了施工效率。該施工方法必須保證 次巧架在地面拼接時的變形量要非常小，而且還要保證次巧架弦桿相貫口能夠與主巧架弦 桿的弧形面對應，由于次巧架本身管子就比較細易焊接變形，如此給地面拼裝帶來了很大 的控制難度。并且在安裝過程中次巧架就位非常困難，安裝就位后次巧架弦桿管頭的安裝 和高空調整量又非常大，如次巧架弦桿管頭安裝錯口及偏屯、、次巧架弦桿管頭距主巧架弦 桿長了或短了導致焊縫寬度不一致等，由于安裝工藝需要所截斷的管頭回裝時焊縫必須為 全烙透焊縫，由此高空焊接工作量增加一倍，而且焊接完后管子易發(fā)生變形，且對接口較 多，焊接質量難保證，同時焊接完成后弦桿可能不在一條直線上，次巧架質量及外觀難W保 證，安裝進度緩慢，安全風險增加。最重要的是施工周期長，增加了人員、吊車、安全措施等 施工成本。

【發(fā)明內容】

[0004] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種空間管巧架中主巧架與次巧架的連 接節(jié)點結構，本結構克服了空間管巧架中傳統(tǒng)主巧架與次巧架安裝方式的缺陷，本節(jié)點結 構簡單，制作方便，有效提高了安裝施工效率、質量W及成本。
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型空間管巧架中主巧架與次巧架的連接節(jié)點結構 包括主巧架上弦桿或上弦桿焊接球、主巧架下弦桿、次巧架上弦桿、次巧架下弦桿，還包括 套接管，所述套接管一端設有與主巧架上弦桿和下弦桿弧形面匹配的相貫口或坡口，所述 套接管另一端沿圓周方向等距設有四根槽口，所述設有四根槽口的套接管另一端套入所述 次巧架上弦桿和下弦桿并且通過四根槽口和套接管端面與次巧架上弦桿和下弦桿焊接連 接，所述套接管一端的相貫口抵靠主巧架上弦桿和下弦桿的弧形面并且通過焊接連接，或 所述套接管一端的坡口抵靠所述主巧架上弦桿焊接球并且通過焊接連接。
[0006] 進一步，所述套接管長度為500~800mm，所述槽口的長度為150mm、寬度為10mm，所 述坡口角度為25°所述套接管壁厚大于所述主巧架上弦桿、下弦桿W及次巧架上弦桿、下弦 桿壁厚2mm。
[0007] 進一步，所述次巧架上弦桿、下弦桿至少伸入所述套接管內200mm。
[000引由于本實用新型空間管巧架中主巧架與次巧架的連接節(jié)點結構采用了上述技術 方案，即本節(jié)點結構的套接管一端設有與主巧架上下弦桿弧形面匹配的相貫口或坡口，套 接管另一端沿圓周方向等距設有四根槽口，套接管槽口端套入次巧架上下弦桿并且通過槽 口與次巧架上下弦桿焊接連接，套接管的相貫口抵靠主巧架上下弦桿的弧形面并且通過焊 接連接，或套接管的坡口端抵靠主巧架上弦桿焊接球并且通過焊接連接。本結構克服了空 間管巧架中傳統(tǒng)主巧架與次巧架安裝方式的缺陷，結構簡單，制作方便，有效提高了安裝施 工效率、質量W及成本。
【附圖說明】
[0009] 下面結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明：
[0010] 圖1為空間管巧架中主巧架與次巧架的連接示意圖；
[0011] 圖2為本發(fā)明空間管巧架中主巧架與次巧架的連接節(jié)點結構示意圖；
[0012] 圖3為本實用新型套接管、次巧架上下弦桿與主巧架上下弦桿的連接節(jié)點結構示 意圖；
[0013] 圖4為本實用新型套接管、次巧架上弦桿與主巧架上弦桿焊接球的連接節(jié)點結構 示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 實施例如圖2、圖3和圖4所示，本實用新型空間管巧架中主巧架與次巧架的連接節(jié) 點結構包括主巧架上弦桿11或上弦桿焊接球13、主巧架下弦桿12、次巧架上弦桿21、次巧架 下弦桿22,還包括套接管3,所述套接管3-端設有與主巧架上弦桿11和下弦桿12弧形面匹 配的相貫口 32或坡口 33,所述套接管3另一端沿圓周方向等距設有四根槽口 31，所述設有四 根槽口 31的套接管3另一端套入所述次巧架上弦桿21和下弦桿22并且通過四根槽口 31和套 接管3端面與次巧架上弦桿21和下弦桿22焊接連接，所述套接管3-端的相貫口 32抵靠主巧 架上弦桿11和下弦桿12的弧形面并且通過焊接連接，或所述套接管3-端的坡口 33抵靠所 述主巧架上弦桿焊接球13并且通過焊接連接。
[0015] 優(yōu)選的，所述套接管3長度為500~800mm，所述槽口 31的長度為150mm、寬度為 10mm，所述坡口 33角度為25°所述套接管3壁厚大于所述主巧架上弦桿11、下弦桿12W及次 巧架上弦桿21、下弦桿22壁厚2mm。
[0016] 優(yōu)選的，所述次巧架上弦桿21、下弦桿22至少伸入所述套接管3內200mm。
[0017] 上述節(jié)點結構可采用如下步驟進行連接：
[0018] 步驟一、在地面預先拼接好次巧架，并調整其焊接變形，在次巧架的上弦桿和下弦 桿兩端分別預先套入套接管，在安裝套接管之前將槽口及套接管內的雜物清理干凈；
[0019] 步驟二、采用吊車將次巧架吊裝于兩個主巧架之間并且調整就位；
[0020] 步驟S、外移次巧架上弦桿上的套接管，使套接管的相貫口抵靠主巧架上弦桿的 弧形面并且旋轉套接管使相貫口與弧形面貼合或套接管的坡口抵靠主巧架上弦桿焊接球， 焊接套接管槽口和端面與次巧架上弦桿，焊接套接管相貫口與主巧架上弦桿弧形面或套接 管坡口與主巧架上弦桿焊接球；
[0021] 步驟四、外移次巧架下弦桿上的套接管，使套接管的相貫口抵靠主巧架下弦桿的 弧形面并且旋轉套接管使相貫口與弧形面貼合，焊接套接管槽口和端面與次巧架下弦桿， 焊接套接管相貫口與主巧架下弦桿弧形面；
[0022] 步驟五、移出吊車，對各套接管的焊點滿焊焊接。
[0023] 在步驟=和步驟四中套接管的槽口至少焊接兩道，次巧架上弦桿和下弦桿上的套 接管外移后，其重合段至少為50mm。
[0024] 本連接節(jié)點結構采用套接管替換傳統(tǒng)次巧架上下弦桿一端按規(guī)范截斷不小于 500mm管頭，克服了傳統(tǒng)施工方法的缺點，從根本上解決了鋼結構空間管巧架連系巧架、連 系梁等的高空安裝問題。
[0025] 與空間管巧架現(xiàn)有連接節(jié)點結構的安裝技術相比，有W下幾個方面特點：
[0026] 1、施工進度方面:管巧架的吊裝階段，次巧架的安裝往往制約著主巧架及整體結 構的安裝進度。使用套接管后，高空安裝只需要將套接管抽到指定的位置，焊接相貫口及槽 口即可定位完成，臨時固定后就可W移走吊車。
[0027] 2、施工質量方面：W往的次巧架安裝時，對接口數量較多，相貫口需要高空調整， 弦桿與截斷的鋼管對接時，留的縫隙大小不一，焊口過大造成的高空焊接量增加，焊接質量 難保證;本實用新型只需要在套接管的兩端及槽口焊接，大部分都是角焊縫，焊接難度低， 焊縫強度大，而且弦桿不易變形，巧架質量及外觀容易保證。
[0028] 3、施工成本方面:在提高吊裝效率的同時，降低了大型機械的臺班費，節(jié)省了人 工費和氧氣、乙烘等輔材費，保證了焊縫質量，降低了焊縫返修率，降低了施工成本。
[0029] 針對本連接節(jié)點結構，其受力分析計算如下：
[0030] 1、次巧架的上下弦桿尺寸為O 159X6,采用O 180X8的套接管，在傳統(tǒng)安裝方法 中，次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的強度設計值為成SlOMPa，其受力大小為：
[0031]
[003^ 其中: 為焊縫的有效長度，
t為次巧架的上下弦桿壁厚；
[0033] 采用本連接節(jié)點結構及方法后，其角焊縫的強度設計值為乂W = 200il￡Pc，焊縫高 度為8mm，套接管端面直角焊縫受力大小為：
[0034]
[0035] 其中：起為焊縫的高度，并取0.7倍，.巧為套接管端面直角焊縫的強度設計值增大 系數，并取1.22，
[0036] 套接管槽口側面角焊縫受力大小為：
[0037]

[0038] 其中：焊縫的有效長度取套接管槽口長度減去2倍焊縫高度，并且套接管有四個 槽口，
[0039] 則套接管焊接的總受力大小3
[0040] 可見，套接管焊接的總受力大于次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的受力，保 證了次巧架的受力能力。
[0041 ] 2、次巧架的上下弦桿尺寸為O 180 X 6，采用O 203 X 8的套接管，在傳統(tǒng)安裝方法 中，次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的強度設計值為乂" = ，其受力大小為：
[0042]
[0043] 其中:4為焊縫的有效長度，f為次巧架的上下弦桿壁厚；
[0044] 采用本連接節(jié)點結構及方法后，其角焊縫的強度設計值為// ，焊縫高 度為8mm，套接管端面直角焊縫受力大小為：
[0045]
[0046] 其中：?為焊縫的高度，并取0.7倍，.爲為套接管端面直角焊縫的強度設計值增大 系數，并取1.22，
[0047] 套接管槽口側面角焊縫受力大小為：
[004引
[0049] 其中：焊縫的有效長度取套接管槽口長度減去2倍焊縫高度，并且套接管有四個 槽口，
[0050] 則套接管焊接的總受力大小天
[0051] 可見，套接管焊接的總受力大于次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的受力，保 證了次巧架的受力能力。
[0052] 3、次巧架的上下弦桿尺寸為O 219 X 8，采用O 245 X 10的套接管，在傳統(tǒng)安裝方法 中，次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的強度設計值為乂" = ，其受力大小為：
[0化3]
[0化4]其中為焊縫的有效長度，為次巧架的上下弦桿壁厚；
[0化5] 采用本連接節(jié)點結構及方法后，其角焊縫的強度設計值關
，焊縫高 度為10mm，套接管端面直角焊縫受力大小為：
[0化6]
[0057]其中：?為焊縫的高度，并取0.7倍，.得為套接管端面直角焊縫的強度設計值增大 系數，并取1.22，
[0058] 套接管槽口側面角焊縫受力大小為：
[0059] .' …".
[0060] 其中：焊縫的有效長度取套接管槽口長度減去2倍焊縫高度，并且套接管有四個 槽口，
[0061] 則套接管焊接的總受力大小天
[0062] 可見，套接管焊接的總受力大于次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的受力，保 證了次巧架的受力能力。
[0063] 4、次巧架的上下弦桿尺寸為O 245 X 10，采用O 273 X 12的套接管，在傳統(tǒng)安裝方 法中，次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的強度設計值為乂" = ，其受力大小
為：
[0064]
[00化]其中：為焊縫的有效長度，為次巧架的上下弦桿壁厚；
[0066] 采用本連接節(jié)點結構及方法后，其角焊縫的強度設計值為乂" =200^?，焊縫高 度為12mm.査巧管端而官值捏縫巧九十/1、責.
[0067]
[0068] 其中：起為焊縫的高度，并取0.7倍，4為套接管端面直角焊縫的強度設計值增大 系數，并取1.22，
[0069] 套接管槽口側面角焊縫受力大小為：
[0070]
[0071] 其中：焊縫的有效長度卸取套接管槽口長度減去2倍焊縫高度，并且套接管有四個 槽口，
[0072] 則套接管焊接的總受力大小夫
[0073] 可見，套接管焊接的總受力大于次巧架上下弦桿與截斷管頭對接焊縫的受力，保 證了次巧架的受力能力。
[0074] 經上述套接管焊接后的受力分析計算，證明完全可W采用套接管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的次巧 架安裝方式，保證整個巧架結構的受力性能。
[0075] 本連接節(jié)點結構應用于某空冷機組工程煤場封閉鋼結構安裝工程，其占地面積約 4.6萬平米，建筑高度54米，該工程主體結構采用預應力張弦拱巧架結構形式，縱向長度 242m，橫向跨度192m，由17梳主巧架和112梳次巧架及兩側山墻巧架、馬道、氣窗等若干次構 件組成，總的用鋼量約4000噸。連系次巧架數量較多，圓管種類較多，次巧架較長，上弦桿長 度為11米，下弦桿長度為15米，現(xiàn)場施工難度大。
[0076] 現(xiàn)場采用本結構施工，使得連系次巧架、連系梁、天窗之間連接桿的安裝更為便捷 迅速，有效保證了施工質量及安裝速度，尤其在外觀和結構安全上面更加突出。次巧架的安 裝速度提高了約2.5倍，節(jié)約了大型機械臺班及人工施工成本，縮短了施工工期約35天，取
【主權項】
1. 一種空間管桁架中主桁架與次桁架的連接節(jié)點結構，包括主桁架上弦桿或上弦桿焊 接球、主桁架下弦桿、次桁架上弦桿、次桁架下弦桿，其特征在于:還包括套接管，所述套接 管一端設有與主桁架上弦桿和下弦桿弧形面匹配的相貫口或坡口，所述套接管另一端沿圓 周方向等距設有四根槽口，所述設有四根槽口的套接管另一端套入所述次桁架上弦桿和下 弦桿并且通過四根槽口和套接管端面與次桁架上弦桿和下弦桿焊接連接，所述套接管一端 的相貫口抵靠主桁架上弦桿和下弦桿的弧形面并且通過焊接連接，或所述套接管一端的坡 口抵靠所述主桁架上弦桿焊接球并且通過焊接連接。2. 根據權利要求1所述的空間管桁架中主桁架與次桁架的連接節(jié)點結構，其特征在于： 所述套接管長度為500~800mm，所述槽口的長度為150mm、寬度為10mm，所述坡口角度為25° 所述套接管壁厚大于所述主桁架上弦桿、下弦桿以及次桁架上弦桿、下弦桿壁厚2mm。3. 根據權利要求2所述的空間管桁架中主桁架與次桁架的連接節(jié)點結構，其特征在于： 所述次桁架上弦桿、下弦桿至少伸入所述套接管內200mm。
【文檔編號】E04B1/19GK205530678SQ201620083674
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】廖小翔, 林昌, 陽剛, 翟喻, 徐高成, 張東方
【申請人】上海寶冶工程技術有限公司