内藏锁头的矩形钢管节点的制作方法

1.本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种内藏锁头的矩形钢管节点。


背景技术：

2.随着建筑工业的不断发展，钢结构是工业化程度最高的一种结构，以其灵活多变的外观表现和良好的受力性能，被广泛运用在大型标志性钢结构建筑中。现阶段人们的物质生活飞速发展，对建筑的要求不再仅仅停留在基本的使用功能层面。钢结构以建筑造型灵活多变、精巧美观等特点，被广泛地应用于体育场馆、音乐厅、娱乐场所、旅游设施等各式各样的建筑场所,为世界建筑史构筑了一道美丽的风景线。
3.钢结构结构中存在大量的连接节点，节点的力学性能和稳固性直接影响整体钢结构的安全性能，钢结构节点的美观度也直接影响钢结构整体的美学表现，节点的刚度，强度以及稳定性是钢结构设计中非常重要的环节。传统的单层空间网格结构中，矩形钢管梁相交处的节点多采用相贯节点的连接形式，相贯节点的连接形式，在钢管内部会形成大量的加劲板，在封闭构件中的加劲板焊接和加工十分繁琐，增加了结构加工工期，降低了节点质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种内藏锁头的矩形钢管节点，降低节点加工难度，避免多条焊缝相交影响焊缝质量，同时可隐藏拉索锁头。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种内藏锁头的矩形钢管节点，包括矩形钢管梁、中部连接件以及拉索，其中，
6.所述中部连接件呈圆柱形结构且其侧面开设有多个通孔，中部连接件的侧面焊接有多根矩形钢管梁，中部连接件的内部固定有中间加劲板，拉索的锁头穿过通孔与中间加劲板固定连接。
7.优选地，所述中部连接件包括圆环形的侧钢板、以及分别将圆环形的侧钢板上下端面密封的上盖板和下盖板。
8.优选地，所述侧钢板的高度大于或等于矩形钢管梁的高度。
9.优选地，所述上盖板和下盖板均与侧钢板通过焊接连接。
10.优选地，所述中间加劲板与中部连接件通过焊接固定，中间加劲板位于上盖板和下盖板之间。
11.优选地，所述的内藏锁头的矩形钢管节点还包括贯穿于中部连接件上的圆钢管柱，圆钢管柱与中部连接件焊接固定。
12.优选地，所述圆钢管柱内部焊接有多块加劲板。
13.优选地，多根所述矩形钢管梁在中部连接件的圆周方向均匀布置。
14.优选地，每两相邻矩形钢管梁之间设置有一拉索。
15.优选地，所述拉索的锁头包括套于拉索绳上的浇筑锚杯、u型连接件、以及连接浇
筑锚杯和u型连接件以调整两者之间距离的调节螺杆，u型连接件通过销轴与中间加劲板固定，所述中间加劲板上开设有多个u形孔，u型连接件的头部夹持于u形孔底部后通过销轴固定。
16.本实用新型提出的内藏锁头的矩形钢管节点，具有以下有益效果：
17.1. 本节点的力学性能优良，传力直接，安全度高。通过中部连接件将各个方向矩形钢管梁和拉索连接在一起，并且中间加劲板进一步增强节点的强度和稳定性，节点各构件间的传力直接且明确，整体钢结构的承载能力和稳定性进一步得到提高；
18.2.节点设计感强，造型优美，极具现代感。拉锁的直径较小，但拉索的连接端锁头尺寸较大，与拉索间形成了强烈的反差，外观上不协调，通过将锁头藏在中间连接件内，节点区域更加美观简洁，有很强的观赏价值；
19.3. 节点施工便捷，施工误差适应性强。传统的矩形钢管节点，节点中存在大量的内隔板，在封闭构件内焊接，施工空间小，施工困难。当出现施工误差时，提前在工厂加工的斜杆切割边界与矩形钢管梁的交界线难以重合匹配，会造成无法焊接、焊接质量等后果，甚至是造成材料废弃无法施工，提高了工程造价和成本控制风险。本矩形钢管节点中间连接件的施工空间较大，提高了施工操作空间，降低焊接难度，保证节点质量。另外，采用拉索代替拉杆提供稳定性，极大缩小了斜杆的截面尺寸，增加结构的美观性；其次，拉索现场连接方便，对于施工误差适应性强，避免由于误差早场现场废料的几率；最后，拉杆极大地发挥了材料性能，提升结构经济指标；
20.4.节点施工误差适应能力强。首先，节点拉杆采用可调节拉索，拉索锁头含有一段调节端，具有一定的调节能力，能够较好消化工程误差。其次。这种施工误差的适应性，对于复杂空间曲面结构尤为重要，降低构件废料的可能性，提高复杂空间结构的可行性和经济性。
附图说明
21.图1为本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第一实施例的正立面结构示意图；
22.图2为本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第一实施例的分解结构示意图；
23.图3为本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第一实施例的透视结构示意图；
24.图4为本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第一实施例的拉索结构示意图；
25.图5为图3的俯视结构示意图；
26.图6为本本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第二实施例的结构示意图；
27.图7为本本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第二实施例的立面剖切结构示意图；
28.图8为本本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第二实施例的分解结构示意图；
29.图9为本本实用新型内藏锁头的矩形钢管节点第二实施例的俯视结构示意图。
30.图中，1-矩形钢管梁，2-下盖板，3-上盖板，4-侧钢板，5-中间加劲板，6-通孔，7-拉索，9-销轴，10-u型连接件，11-调节螺杆，12-浇筑锚杯，13-圆钢管柱，14-加强板。
31.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.参照图1至图5，本实用新型提出一种内藏锁头的矩形钢管节点的第一实施例。本实施例中，内藏锁头的矩形钢管节点包括矩形钢管梁1、中部连接件以及拉索7，其中，
35.中部连接件呈圆柱形结构（圆柱形结构中空设置）且其侧面开设有多个通孔6（通孔6数量与拉索7对应），中部连接件的侧面焊接有多根矩形钢管梁1（多根指两根或两根以上，下同，本实施例图中以4根为例示意说明），中部连接件的内部固定有中间加劲板5，拉索7的锁头穿过通孔6与中间加劲板5固定连接。
36.中间加劲板5既提高节点的整体强度和稳定性，又能可靠地连接拉索7。
37.具体地，本实施例中，矩形钢管梁1和中部连接件通过焊接连接（全熔透对接焊缝连接）。
38.具体地，参照图2，中部连接件包括圆环形的侧钢板4、以及分别将圆环形的侧钢板4上下端面密封的上盖板3和下盖板2。侧钢板4的高度大于或等于矩形钢管梁1的高度。上盖板3和下盖板2均与侧钢板4通过焊接连接。中部连接件内部可设置多块加强板以提高其结构强度。
39.中间加劲板5与中部连接件通过焊接固定。中间加劲板5位于上盖板3和下盖板2之间。
40.本实施例中，多根矩形钢管梁1在中部连接件的圆周方向均匀布置。每两相邻矩形钢管梁1之间设置有一拉索7。
41.结合参照图3和图4，拉索7的锁头包括套于拉索7绳上的浇筑锚杯12、u型连接件10以及连接浇筑锚杯12和u型连接件10以调整两者之间距离的调节螺杆11，u型连接件10通过销轴9与中间加劲板5固定。中间加劲板5上开设有多个u形孔（本实施例中以设置有4个为例说明），u型连接件10的头部夹持于u形孔底部后通过销轴9固定。u形孔的底部一侧还设置有夹持孔，销轴9穿过夹持孔后将拉索7锁头固定。
42.本内藏锁头的矩形钢管节点其制作方法如下。首先，侧钢板4的侧面根据拉索7位置进行开孔，开孔后与下盖板2通过全熔透对接焊缝连接，并将加工好的中间加劲板5与侧钢板4通过全熔透对接焊缝连接，在焊接上盖板3前，将拉索7与侧钢板4进行连接，连接完成后，将上盖板3与侧钢板4通过全熔透对接焊缝连接，这样便完成了中间连接件的加工。矩形钢管梁1在工厂利用机器沿着与连接线的相贯线切割出连接接头，并通过全熔透对接焊缝与连接件相连。节点制作完成后，运至施工现场，利用塔架和吊车定位安装后，再将拉索7的另一端连接到设计位置，并调节这一端调节锁头的调节螺杆11，达到设计的张紧度，完成钢结构的施工。
43.本实施例提出的内藏锁头的矩形钢管节点，具有以下有益效果：
44.1. 本节点的力学性能优良，传力直接，安全度高。通过中部连接件将各个方向矩形钢管梁1和拉索7连接在一起，并且中间加劲板5进一步增强节点的强度和稳定性，节点各构件间的传力直接且明确，整体钢结构的承载能力和稳定性进一步得到提高；
45.2.节点设计感强，造型优美，极具现代感。拉锁的直径较小，但拉索7的连接端锁头尺寸较大，与拉索7间形成了强烈的反差，外观上不协调，通过将锁头藏在中间连接件内，节点区域更加美观简洁，有很强的观赏价值；
46.3. 节点施工便捷，施工误差适应性强。传统的矩形钢管节点，节点中存在大量的内隔板，在封闭构件内焊接，施工空间小，施工困难。当出现施工误差时，提前在工厂加工的斜杆切割边界与矩形钢管梁1的交界线难以重合匹配，会造成无法焊接、焊接质量等后果，甚至是造成材料废弃无法施工，提高了工程造价和成本控制风险。本矩形钢管节点中间连接件的施工空间较大，提高了施工操作空间，降低焊接难度，保证节点质量。另外，采用拉索7代替拉杆提供稳定性，极大缩小了斜杆的截面尺寸，增加结构的美观性；其次，拉索7现场连接方便，对于施工误差适应性强，避免由于误差早场现场废料的几率；最后，拉杆极大地发挥了材料性能，提升结构经济指标；
47.4.节点施工误差适应能力强。首先，节点拉杆采用可调节拉索7，拉索7锁头含有一段调节端，具有一定的调节能力，能够较好消化工程误差。其次。这种施工误差的适应性，对于复杂空间曲面结构尤为重要，降低构件废料的可能性，提高复杂空间结构的可行性和经济性。
48.本实用新型还提出内藏锁头的矩形钢管节点的第二实施例。参照图6至图9，本实施例与上述第一实施例不同的是，本矩形钢管节点还包括贯穿于中部连接件上的圆钢管柱13，圆钢管柱13与中部连接件焊接固定（通过全熔透对接焊缝与圆钢管柱13相连）。实施例一主要用于单层网壳这种结构，本实施例主要用于框架这种常规结构。
49.进一步地，结合参照图7和图8，圆钢管柱13内部焊接有多块加强板14，从而提高了圆钢管柱13的结构强度。本实施例图中以设置三块加强板14为例进行说明。三块加强板14分别与上盖板3、中间加劲板5以及下盖板2等高设置。
50.本实施例提出的内藏锁头的矩形钢管节点，具有以下有益效果：
51.1.节点加工方便，施工难度小。对于通用型的矩形钢管梁和圆形钢管柱节点，当水平构件数量较少时，适用性通常较好。采用中部连接件与周围的矩形钢管梁1连接，避免了多根矩形钢管梁相互之间产生的相交线，构件的焊缝形式简单，现场施工方便，本矩形钢管节点可以使矩形钢管梁构件的连接接头端均为一种切割形式，工厂切割方便，加工简单；
52.2.节点外形美观，设计感强。中部连接件规则性强，各个部位均可采用相同的节点形式，整体协调统一，并且环形节点的外观与圆管柱截面一致，美观度较高；
53.3.本节点传力直接，承载力高，安全性强，力学性能优良。通过中部连接件与竖向的圆钢管柱13连接，结构各构件板件的传力路径直接清晰；
54.4.节点适应性强。克服了传统节点只适用于少量相互垂直的矩形钢管梁和圆形钢管柱的情况，对水平方向多根矩形钢管梁和拉索的情况，本矩形钢管节点具有很强的适用性。
55.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是
利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。