一种螺纹连接的方钢管柱及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种螺纹连接的方钢管柱及施工方法，属于建筑工程领域。
【背景技术】
[0002]目前，建筑工程中方钢管柱的拼接主要采用现场焊接的方式。这种拼接方式对钢柱的工厂制作和节点的现场拼接均有严格质量要求。工厂制作时，需在上方钢管柱和下方钢管柱内设置内隔板，避免运输工程中钢管的挤压变形和现场焊接过程中的焊接变形。为确保现场焊接质量，上方钢管柱和下方钢管柱需开坡口，并设置焊接垫板。现场拼接时，需在上方钢管柱和下方钢管柱外侧设置临时连接耳板。上方钢管柱和下方钢管柱采用连接耳板临时固定后，开始现场焊接。该焊缝位于柱侧面，焊接效率低，焊接质量不易保证；现场焊接还受天气和气候影响。另外，焊接完成后，还需切除临时连接耳板，并除锈和补漆。对施工人员的技术水平要求较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种螺纹连接的方钢管柱及施工方法。
[0004]为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种螺纹连接的方钢管柱，包括若干方钢管柱单元，所述方钢管柱单元之间通过在拼接段处设置带螺纹的圆钢管进行螺纹连接，其中位于上段的所述方钢管柱单元上设有使撬棍穿过的撬棍孔；当上下相邻的两方钢管柱单元吊装就位后，通过对插入所述撬棍孔的所述撬棍施力来旋紧上段方钢管柱单元，完成所述方钢管柱单元之间的螺纹连接。
[0006]由于钢管柱的质量很大，一般情况下，很难有适宜的具体操作来实现钢管柱之间的螺纹连接。本发明利用撬棍对钢管柱的施力来旋转钢管柱单元，进而实现钢管柱之间的螺纹连接。方钢管柱使用螺纹连接替代传统的现场焊接，施工方便，克服了现场焊接的焊接效率低，焊接质量不易保证的弊端，且免受天气和气候的影响。
[0007]所述拼接段的内部设有带螺纹的圆钢管，采用连接板将所述圆钢管的外壁和所述方钢管柱单元的内壁焊接，焊缝高度不小于所述方钢管柱单元的壁厚；所述拼接段处的所述连接板的层数不少于2层。
[0008]所述方钢管柱单元的内壁与所述圆钢管的外壁相切，相切部位采用角焊缝焊接，且焊缝高度不小于所述方钢管柱单元的壁厚。
[0009]所述圆钢管的材质不低于待拼接的方钢管，且壁厚不小于待拼接的所述方钢管柱单元，加工螺纹后，所述圆钢管的净截面面积和净惯性矩不小于待拼接的所述方钢管柱单元的截面面积和惯性矩。
[0010]上段的所述方钢管单元内的所述圆钢管设有内螺纹，下段的所述方钢管单元内的所述圆钢管设有外螺纹。
[0011]所述拼接段的相应位置处设有用以拼接段高强螺栓穿过的螺栓预制孔，上下相邻的所述方钢管柱单元螺纹咬合后，在所述螺栓预制孔处插入所述拼接段高强螺栓将相邻的所述圆钢管柱单元进一步固定。
[0012]通过拼接段高强螺栓可以防止相邻圆钢管柱的螺纹松动，限制上下钢管的相对转动。
[0013]所述方钢管单元与所述圆钢管相切处设有所述螺栓预制孔。
[0014]拼接段高强螺栓为4个，可以进一步提高连接节点的承载力，螺纹布置呈中心对称布置，受力稳定。
[0015]所述撬棍孔沿相对的管壁成对布置；所述撬棍孔至少开设2对，每对所述撬棍孔的开设高度不同；所述撬棍孔在所述撬棍抽出后，用撬棍孔高强螺栓填孔。
[0016]—种螺纹连接的方钢管柱的施工方法，包括以下步骤:
[0017]步骤1:将上段的方钢管柱单元吊装就位，将一根或多根撬棍插入相应的撬棍孔；
[0018]步骤2:对所述撬棍施力，旋紧上段方钢管柱单元；
[0019]步骤3:将上下相邻的所述方钢管柱通过高强螺栓进一步固定连接；
[0020]步骤4:抽出所述撬棍，并用高强螺栓添补所述撬棍孔。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]本发明的方钢管柱单元与带螺纹的圆钢管通过焊缝和多层拼接板连接，该螺纹连接节点克服了现场焊接节点的低效率，低质量，受天气和气候影响等缺点。降低了对安装工人技术水平的要求，通过简单操作，即可实现方钢管柱的拼接。
【附图说明】
[0023]图1是本发明节点外观示意图；
[0024]图2是本发明节点剖面图；
[0025]图3是本发明节点沿对角线的剖面图；
[0026]图4是本发明水平连接板位置的剖面图；
[0027]图5是方钢管与圆钢管拼接段焊接连接示意图；
[0028]图6是安装撬棍连接示意图；
[0029]图中，1为上段方钢管柱，2为下段方钢管柱，3为上圆钢管拼接段，4为下圆钢管拼接段，5为连接板，6为高强螺栓，7为撬棍，8为填补螺栓，9为角焊缝，10为连接板角焊缝。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图对本发明进行详细说明。
[0031]实施例:
[0032]如图1所示，方钢管柱螺纹拼接节点包括待拼接的上段方钢管柱1和下段方钢管柱2。如图2和图3所示，首先在工厂内，将上段方钢管柱1与设有内螺纹的上圆钢管拼接段3在相切部位采用角焊缝9焊接连接，且焊缝高度不小于方钢管壁厚。采用连接板5，将上段方钢管柱1与设有内螺纹的上圆钢管拼接段3，通过连接板角焊缝10焊接连接。将下段方钢管柱2与设有内螺纹的下圆钢管拼接段4在相切部位采用角焊缝9焊接焊接，然后采用连接板5，将下段方钢管柱2与设有内螺纹的下圆钢管拼接段4，通过连接板角焊缝10焊接连接。连接板采用单面角焊缝连接，且焊缝高度不小于方钢管壁厚。连接板的层数不少于2层。如图4和图5所示，角焊缝9和连接板角焊缝10的焊角尺寸不小于方钢管的壁厚。
[0033]其中，内螺纹的上拼接段和设有外螺纹的拼接段，截面为圆钢管，外径与待拼接的方钢管内径相切，钢材材质不低于待拼接的方钢管，且壁厚不小于待拼接的方钢管，确保加工螺纹后，圆钢管拼接段的截面的净截面面积和净惯性矩不小于待拼接方钢管的截面面积和惯性矩。
[0034]现场拼接时，首先将上拼接段吊装就位，将安装撬棍7插入上段方钢管柱1上的撬棍孔并贯穿柱体，其中预设孔沿相对的管壁成对布置，以使撬棍7能穿过管体，更加符合受力特性。为了对上段方钢管柱1施加足够的力以使其能旋转就位，在上段方钢管柱1上可以设多对预设孔，每对预设孔开设的高度不同，以便插入多根撬棍。
[0035]值得一提的是，插入一根撬棍的预设孔并不一定成对布置，也可以在管体的一侧设有一个预设孔，在管体的另一侧的侧壁内，设有撬棍限位部件，当旋转撬棍时，限位部件对撬棍起到阻挡和对管体传递作用力的作用。
[0036]通过撬棍7转动上段方钢管柱1，使上圆钢管拼接段3和下圆钢管拼接段4的螺纹紧密咬合。如图4所示，上段方钢管柱1转动到位后，将高强螺栓6拧入上圆钢管拼接段3和下圆钢管拼接段4的预制孔内，防止其松动。高强螺栓沿圆周数量不小于4个，且对称布置。
[0037]如图6所示，上段方钢管柱1和下段方钢管柱2拼接完成后，拆除安装撬棍7，并拧入填补螺栓8，填补螺栓8采用高强螺栓，填补撬棍7的安装孔。
[0038]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，未予以详细说明的部分，为现有技术，在此不进行赘述。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:包括若干方钢管柱单元，所述方钢管柱单元之间通过在拼接段处设置带螺纹的圆钢管进行螺纹连接，其中位于上段的所述方钢管柱单元上设有使撬棍穿过的撬棍孔；当上下相邻的两方钢管柱单元吊装就位后，通过对插入所述撬棍孔的所述撬棍施力来旋紧上段方钢管柱单元，完成所述方钢管柱单元之间的螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述拼接段的内部设有带螺纹的圆钢管，采用连接板将所述圆钢管的外壁和所述方钢管柱单元的内壁焊接，焊缝高度不小于所述方钢管柱单元的壁厚；所述拼接段处的所述连接板的层数不少于2层。3.根据权利要求1或2所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述方钢管柱单元的内壁与所述圆钢管的外壁相切，相切部位采用角焊缝焊接，且焊缝高度不小于所述方钢管柱单元的壁厚。4.根据权利要求2所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述圆钢管的材质不低于待拼接的方钢管，且壁厚不小于待拼接的所述方钢管柱单元，加工螺纹后，所述圆钢管的净截面面积和净惯性矩不小于待拼接的所述方钢管柱单元的截面面积和惯性矩。5.根据权利要求2所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:上段的所述方钢管单元内的所述圆钢管设有内螺纹，下段的所述方钢管单元内的所述圆钢管设有外螺纹。6.根据权利要求1所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述拼接段的相应位置处设有用以拼接段高强螺栓穿过的螺栓预制孔，上下相邻的所述方钢管柱单元螺纹咬合后，在所述螺栓预制孔处插入所述拼接段高强螺栓将相邻的所述圆钢管柱单元进一步固定。7.根据权利要求6所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述方钢管单元与所述圆钢管相切处设有所述螺栓预制孔。8.根据权利要求1所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述撬棍孔沿相对的管壁成对布置；所述撬棍孔至少开设2对，每对所述撬棍孔的开设高度不同。9.根据权利要求1所述的一种螺纹连接的方钢管柱，其特征在于:所述撬棍孔在所述撬棍抽出后，用撬棍孔高强螺栓填孔。10.一种螺纹连接的方钢管柱的施工方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:将上段的方钢管柱单元吊装就位，将一根或多根撬棍插入相应的撬棍孔； 步骤2:对所述撬棍施力，旋紧上段方钢管柱单元； 步骤3:将上下相邻的所述方钢管柱通过高强螺栓进一步固定连接； 步骤4:抽出所述撬棍，并用高强螺栓添补所述撬棍孔。
【专利摘要】本发明涉及一种螺纹连接的方钢管柱及施工方法，包括若干方钢管柱单元，所述方钢管柱单元之间通过在拼接段处设置带螺纹的圆钢管进行螺纹连接，所述方钢管柱单元与所述带螺纹的圆钢管通过焊缝和多层拼接板连接。其中位于上段的所述方钢管柱单元上设有使撬棍穿过的撬棍孔；当上下相邻的两方钢管柱单元吊装就位后，通过对插入所述撬棍孔的所述撬棍施力来旋紧上段方钢管柱单元，完成所述方钢管柱单元之间的螺纹连接。该发明克服了现场焊接节点的低效率，低质量，受天气和气候影响等缺点。降低了对安装工人技术水平的要求，通过简单操作，即可实现圆钢管柱的拼接。
【IPC分类】E04G21/14, E04C3/32
【公开号】CN105317167
【申请号】CN201510814449
【发明人】王培军, 常熤存, 刘梅, 张露露
【申请人】山东大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月19日