一种厚壁贯通圆管钢柱节点及其连接的圆管钢柱的制作方法

本实用新型涉及一种厚壁贯通圆管钢柱节点及其连接的圆管钢柱，属于钢结构装配式建筑领域。

背景技术：

随着装配式建筑受到国家的重视和推广，钢结构装配式建筑的加工制作量将越来越大，工厂专业化批量制作钢结构装配式建筑中的部件、配件，将成为钢结构建筑行业中的一个发展方向。

现有的钢构件圆管柱设计加工可分为二种：一种采用成品钢圆管直接焊接钢牛腿或连接钢板，一般用于小跨度低层钢框架结构中。由于柱梁节点位置无法焊接贯通内衬钢板，为达到节点位置受加要求，不得不增加整个钢圆管的壁厚，成而增加整个钢柱用钢量。另一种采用热轧钢板卷板焊接成整根圆管，节点位置需人钻进管内焊接贯通内衬钢板。此种结构目前应用最为广泛。此种钢构件圆管柱虽能解决节点位置受力问题，但加工制作工序复杂、现场焊接对中困难，制作和施工周期长、人工费用高，非节点位置钢管体未因受力小而减少用钢量，造价高。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的钢构件圆管柱存在的上述缺陷，提供一种厚壁贯通圆管钢柱节点及其连接的圆管钢柱，采用成品钢圆管或卷板钢管组成管体，厚壁钢圆管内焊接内衬加强钢板，厚壁钢圆管外焊接钢牛腿或连接钢板，用于连接钢梁。

本实用新型具体采用如下技术方案实现：

一种厚壁贯通圆管钢柱节点，包括管体和内衬加劲钢板，所述管体为与成品钢圆管对接固定的上下贯通圆管构件，所述管体的厚度大于薄壁钢圆管的壁厚；所述内衬加劲钢板为与管体内部截面相同的圆形钢板，并嵌入管体内与管体的内壁焊接固定，所述管体外壁上焊接固定有至少两个用于连接钢梁的钢梁连接件。

进一步的，所述钢梁连接件包括竖直的钢牛腿腹板和钢牛腿腹板上下侧边焊接的钢牛腿翼板。

进一步的，所述内衬加劲钢板至少为两块，其中两块分别与连接钢板或钢牛腿腹板的上下侧边对齐。

进一步的，所述管体为成品厚壁钢圆管或钢板卷板、焊接钢圆管。

优选的，所述圆管的壁厚为成品钢圆管壁厚的1.1-2倍。

进一步的，所述薄壁钢圆管为成品钢圆管。

本实用新型还公开了一种上述厚壁贯通圆管钢柱节点连接的圆管钢柱，包括至少一段薄壁钢圆管和至少一个厚壁贯通圆管钢柱节点；

所述厚壁贯通圆管钢柱节点的管体底端与薄壁钢圆管顶端焊接固定，所述薄壁钢圆管底端和管体的顶端分别焊接固定法兰板，形成一节圆管钢柱，最底层的所述法兰板将圆管钢柱与混凝土建筑表面锚固连接，其他的法兰板将上下相邻圆管钢柱之间通过高强螺栓固定连接。

进一步的，所述法兰板和圆管钢柱之间焊接固定有法兰加劲板。

本实用新型的厚壁贯通节点法兰连接圆管钢柱在非节点受力位置采用薄壁成品钢圆管直接按构件长度切割下料；节点受力位置钢圆管采用厚壁成品钢圆管切割下料或用热轧钢板卷板焊接成圆管；在节点位置钢管体内焊接贯通内衬加劲钢板；将不同壁厚钢圆管或卷板焊接钢圆管对接焊接，组成钢柱体；在节点位置厚壁钢圆管外焊接钢牛腿或连接钢板；在最底层钢柱体底端焊接法兰板形成柱底钢板，除最底层的薄壁钢圆管底部焊接的法兰板作为柱底钢板外，其余的圆管钢柱体两端焊接法兰板和法兰加劲板，用于上下相邻圆管钢柱之间通过高强螺栓固定拼接。

本实用新型的有益效果是：圆管钢柱受力节点位置采用厚壁钢圆管或卷板焊接钢，同时可方便焊接内衬加劲钢板，在管体内设置与钢梁连接件贯通对应的内衬加劲钢板，提高了节点和钢梁连接件之间的受力强度，解决了强节点的受力问题。圆管钢柱的非主受力位置采用薄壁成品钢圆管，不但减少了用钢量，节省了人工、材料资源和成本，又方便加工，减少了工序和加工周期。不同壁厚的钢圆管对接焊接，可采用自动焊接设备或焊接机器人加工。既能保证焊接质量，又能减少工人劳动强度。上下层圆管钢柱通过高强螺栓进行装配连接，减少了现场安装工人劳动强度，圆管钢柱上的法兰在车间加工，保证精度，上下圆管钢柱的对中通过法兰之间的螺栓连接实现，拼装过程较现场焊接效率更高，加快了安装进度。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的厚壁贯通圆管钢柱节点的立体结构示意图。

图2为实施例中的厚壁贯通圆管钢柱节点的主剖视图。

图3为实施例中的厚壁贯通圆管钢柱节点的横截面剖视图。

图4为实施例中的厚壁贯通圆管钢柱节点连接的圆管钢柱的立体示意图。

图5为实施例中的厚壁贯通圆管钢柱节点连接的圆管钢柱的主剖视图。

图中标号：1-管体，2-内衬加劲钢板，3-薄壁钢圆管，4-钢牛腿翼板，5-钢牛腿腹板，6-柱底钢板，7-柱底加劲钢板，8-法兰板，9-法兰加劲板。

具体实施方式

实施例

参见图1-5，图示中的一种厚壁贯通节点法兰连接圆管钢柱为本实用新型的优选方案，包括管体1、内衬加劲钢板2、薄壁钢圆管3、钢牛腿翼板4、钢牛腿腹板5、柱底钢板6和柱底加劲钢板7、法兰板8、法兰加劲板9。其中薄壁钢圆管3通过由管体1、内衬加劲钢板2、钢牛腿翼板4和钢牛腿腹板5构成的厚壁贯通圆管钢柱节点，和法兰板8拼接成圆管柱主体。

具体如图1-3中所示，厚壁贯通圆管钢柱节点包括管体1、内衬加劲钢板2、钢牛腿翼板4和钢牛腿腹板5。

管体1为一个上下贯通的厚壁圆形管件，即在管体1的上端和下端均开口设置，用于与薄壁钢圆管3进行对接焊接。实际应用中，可采用成品厚壁钢圆管或卷板焊接钢管，管体1的壁厚要大于薄壁钢圆管的壁厚，一般优选管体1的壁厚为对接薄壁钢圆管壁厚的1.1-2倍，同时应当保证管体1的外壁与薄壁钢圆管的外壁平齐，使其搭建的钢结构表面平整美观。若干段薄壁钢圆管与厚壁贯通圆管钢柱节点的管体1拼接后可构成表面平滑的圆管钢柱。

在管体1内部设有内衬加劲钢板2，内衬加劲钢板2采用与管体1内部截面相同形状的圆形钢板，将内衬加劲钢板2能够从管体的两侧开口嵌入到箱体1的内部，本实施例的管体1采用两端开口的结构，其目的是为了放入内衬加劲钢板2，同时能够通过焊接设备有效地将内衬加劲钢板2的侧边与管体1的内壁焊接固定。

在管体1的外壁分别焊接固定有钢牛腿翼板4和钢牛腿腹板5组成的钢梁连接件，其中钢牛腿腹板5一端竖直焊接固定在管体1的外壁上，两块水平的沿钢牛腿翼板4固定焊接在钢牛腿腹板5的上下侧边，并在钢牛腿腹板5的另一端预留连接钢梁的螺栓连接孔位。内衬加劲钢板2在管体内部的水平位置与钢牛腿腹板5上下侧边的钢牛腿翼板4平齐，使钢牛腿翼板4与内衬加劲钢板2形成贯穿连续的受力平面，提高了钢梁连接件和节点直接的横向扭力强度。内衬加劲钢板2的厚度可与钢牛腿翼板4的厚度相同。

在实际应用中，一段薄壁钢圆管和一个厚壁贯通圆管钢柱节点可实现单层圆管钢柱的搭接，也可采用多级薄壁钢圆管和厚壁贯通圆管钢柱节点，进行多层框架的搭接。

具体如图4和图5所示，本实施例中的钢构件圆管钢柱主体在厚壁贯通圆管钢柱节点的箱体1一端与薄壁钢圆管钢3焊接对接，圆管钢柱主体两端焊接法兰和加劲板。管体1外侧的钢梁连接件用于与钢梁连接，通过多组钢构件圆管钢柱和若干钢梁搭建，可建成钢结构框架系统。

在实际施工中，一根圆管钢柱可由至少一段薄壁钢圆管3和至少一个厚壁贯通圆管钢柱节点拼接而成。在最底层的薄壁钢圆管底部焊接法兰板作为柱底钢板6，柱底钢板6的法兰连接面大于其他法兰板8，在柱底钢板6与薄壁钢圆管3之间焊接设有柱底加劲钢板7，提高圆管钢柱的支撑强度。其余层在圆管钢柱两端焊接法兰板8和法兰加劲板9。

本实施例的施工步骤如下：厚壁贯通圆管钢柱节点整体可单独由专业的节点加工工厂批量制作，用成品钢圆管或卷板焊接钢管加工成管体；将内衬加劲钢板焊接到管体内；用成品钢圆管切割下料成设计尺寸的薄壁成品钢圆管；将已焊接内衬加劲钢板的管体和薄壁成品钢圆管对接焊接成钢构件圆管柱主体；再将钢牛腿翼板、钢牛腿腹板焊接在管体外节点尺寸位置；最后除最底层的薄壁钢圆管底部焊接设有柱底钢板外，其余层在圆管柱体两端焊接法兰和加劲板。通过以上工序，厚壁贯通节点法兰连接圆管钢柱加工完成。

以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。