一种高强度加劲钟形钢结构节点的制作方法

本实用新型涉及钢结构节点技术领域，具体涉及一种高强度加劲钟形钢结构节点，适用于多方位都连接有牛腿且承载力较大的高强度加劲钟形钢结构节点。

背景技术：

随着建筑业的不断发展，钢结构正呈现一种特色和风尚。结合以前的工程实践，不难发现节点处理在一定程度上决定着钢结构建筑的生命周期。在结构分析前，就需要对节点的形式有充分的思考和界定。按传力特性不同，节点分为刚接、铰接和半刚接。因此有多种通用节点形式可供使用，但是针对一些具有特殊建筑风格的建筑，如跨度的球形节点体育场，往往通用型节点在整体风格、连接形式及受力上都具有不适用性。为此，针对大跨度的球形节点体育场类项目，本实用新型提供了一种适用于多方位都连接有牛腿且承载力较大的高强度加劲钟形钢结构节点。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种高强度加劲钟形钢结构节点，解决目前通用型节点在整体风格、连接形式及受力上都具有不适用性的技术问题，保证整体建筑风格的和谐性，实现多牛腿结构的受力平衡，以及总承载力的位置稳固，适用于多方位都连接有牛腿且承载力较大的节点。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高强度加劲钟形钢结构节点，其特征在于：包括钟形外壳、设于钟形外壳内部的加劲板以及设于钟形外壳外部的牛腿；

所述钟形外壳包括顶部的半球形外壳和底部的圆柱外壳，所述圆柱外壳的顶部与半球形外壳的底部开口尺寸相同并连接成一体，所述圆柱外壳的底部设有内嵌式底板；

所述加劲板对应牛腿位置进行设置，为一系列焊接连接的平面板，包括横向加劲板和纵向加劲板，所述横向加劲板和纵向加劲板之间互相焊接形成一体，其底板铣平并与内嵌式底板顶紧，顶部贴紧半球形外壳的内壁面并焊接固定。

其中，所述纵向加劲板对应钟形外壳前后纵剖面上的牛腿设置，包括对称且平行设置的2～4个，其中至少有两个纵向加劲板与牛腿对接承力。

进一步的，所述纵向加劲板为左右对称结构，由底部的矩形部分和顶部的扇形部分组成，其底部铣平并与内嵌式底板顶紧，其余边沿贴紧钟形外壳的内壁面并焊接固定；相邻纵向加劲板之间垂直焊接加强短板进行补强。该节点内部加劲形式具有针对性，在外部牛腿对应的受力面，搭设加劲钢板，其余没有牛腿的位面，仅搭设加强短板，由此减少内部钢结构用量，减轻自身配重。

进一步的，所述横向加劲板对应钟形外壳左右纵剖面上的牛腿设置，包括对称且平行设置的2～4个，其中至少有两个横向加劲板与牛腿对接承力。

进一步的，所述横向加劲板设于最外侧的纵向加劲板与钟形外壳内壁面之间，由底部的矩形部分和顶部的扇形部分组成，其铣平并与内嵌式底板顶紧，靠近纵向加劲板的内侧边与其垂直焊接固定，其余边沿贴紧钟形外壳的内壁面并焊接固定。

进一步的，所述内嵌式底板自带塞焊孔，其边缘设置便于焊接的坡口与圆柱外壳内壁焊接，底部连接支撑柱。

更进一步的，所述牛腿为箱型类、方管类或圆管类，形节点主体外壳特殊的钟形结构，与对接的牛腿形成自然坡口，无需再另行开制坡口。且由球形向圆管柱外形过度，逐步加大了承力端的受力面积。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下；

1、本实用新型钟形外壳由其特殊的钟形外形，与对接牛腿之间形成自然坡口，优化了整体工艺，删减了部分坡口开制环节；

2、本实用新型钟形外壳由球形向圆柱形过度的形式，增大了节点整体的承力面积，使其受力点不易滑移；

3、本实用新型节点内部加劲板对应外部牛腿受力面，更具有针对性，且保证整体强度的情况下，为减轻该节点整体重量，内部加劲板未完全填充其内部空间，仅凭系各加劲板间相互作用。

4、本实用新型增设了内嵌式自带塞焊孔的内嵌式底板，从内部稳固钟形节点位置，增加了钟形节点与节点下部构件连接的稳固性，比起仅凭借钟形外壳的焊接增设了一道质量安全防线。

附图说明

下面，结合附图对本实用新型内容进行说明，其中：

图1为本实用新型涉及的高强度加劲钟形节点的整体结构示意图；

图2为本实用新型涉及的高强度加劲钟形节点的内部结构正视图；

图3为本实用新型涉及的高强度加劲钟形节点的内部结构侧视图；

图4为本实用新型涉及的高强度加劲钟形节点的内部结构俯视图；

附图标记：1-半球形外壳、2-圆柱外壳、3-牛腿、4-横向加劲板、5-纵向加劲板、6-加强短板、7-内嵌式底板、8-塞焊孔。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种适用于多方位都连接有牛腿，且承载力较大的高强度加劲钟形钢结构节点，包括牛腿3，钟形外壳和加劲板。其中牛腿3囊括箱型类、方管和圆管类，钟形外壳与对接牛腿之间形成自然坡口，优化了整体工艺，删减了部分坡口开制环节；牛腿3不仅仅局限于水平布置，还能于钟形节点上端竖直布置，亦能倾斜式布置，倾斜角度取决于牛腿数量，首选以45度夹角布置，当超过一定数量，空间位置的限制显现，牛腿之间相互重叠，为此在次牛腿上开设贯口，保证承力的可靠性。其间特别注意隐蔽焊缝的质量管控。为保证焊接强度，接使用坡口焊接，保证焊材厚度，即焊缝高度。焊接位置首先依据内部加劲板位置，其次依照整体外观对称布置。

钟形外壳包括顶部的半球形外壳1和底部的圆柱外壳2，圆柱外壳2的顶部与半球形外壳1的底部开口尺寸相同并连接成一体，圆柱外壳2的底部设有内嵌式底板7，内嵌式底板自带塞焊孔；半球形外壳1和圆柱外壳2为无缝焊接形成；钟形节点外壳的成型非使用砂型一次性成型，规避了浇筑质量带来的开裂问题。

如图2-4，加劲板与外部牛腿3受力点相对应，加劲板大致分为三种类型，且相互作用；本实施例中，钟形节点内部的加劲板交错布置，较小的横向加劲板4横向布置，设于最外侧的纵向加劲板与钟形外壳内壁面之间，由底部的矩形部分和顶部的扇形部分组成，其底部铣平并与内嵌式底板顶紧，靠近纵向加劲板的内侧边与其垂直焊接固定，其余边沿贴紧钟形外壳的内壁面并焊接固定，本实施例中横向加劲板4在左侧和右侧对称各有两块，其大小正好与钟形外壳内侧顶紧，并且焊接完善，下端铣削平整后与内嵌式底板7顶紧。较大的纵向加劲板5纵向布置，为左右对称结构，由底部的矩形部分和顶部的扇形部分组成，其铣平并与内嵌式底板顶紧，其余边沿贴紧钟形外壳的内壁面并焊接固定；相邻纵向加劲板之间垂直焊接加强短板进行补强，本实施例纵向加劲板5一共有三块，且与横向加劲板4及钟形外壳内侧顶紧焊接，处于更靠近钟形节点中心位置。其次体积偏小的加强短板6，布置于三块纵向加劲板5之间，位于下部位置，顶紧内嵌式底板7与纵向加劲板5。各内部钢板皆焊接紧固。

钟形节点下部的内嵌式底板7自带塞焊孔，且侧端带有开制的50度坡口。主要用于连接钟形节点外的构件。上端部打磨平整，无锈迹及凸起，完好的顶紧加劲板，其大小正好与钟形节点内部直径相同，属于内嵌式结构。内嵌式底板下表面与钟形外壳下表面齐平，稳固其受力面。

具体使用方法如下：

步骤一，根据整体建筑风格，先行确定钟形节点的钟形外壳尺寸大小，并先行组装焊接完成；

步骤二，确定需要对接的牛腿3数量，及对接的位置，如果牛腿3数量较多，出现交叉重叠的情况，则在次牛腿上开制相贯口，着重关注后续隐蔽焊缝的焊接；

步骤三，依照步骤二确定的牛腿3位置，确定内部加劲板尺寸大小（预留内嵌式底板位置），内部加劲板位置与牛腿受力面相对应；位置确定后，加劲板与钟形外壳焊接稳固；

步骤四，将准备好的牛腿焊接于先行确定好的钟形外壳位置上；

步骤五，将预备好的内嵌式底板顶紧加劲板，焊接于钟形节点下部位置，确保其底部平面与钟形外壳底部平面齐平；

步骤六，高强度加劲钟形节点焊接完成，可以开始与其他构件的焊接，吊装作业。

在焊接方法上，横纵加劲板、加强短板之间角焊，加劲板与钟形内壁也是角焊即可，底面内嵌式底板7由于位置限制，不能与上面的加劲板焊接，仅仅连接面铣平后紧靠就行，内嵌式底板7周围与钟形外壳下端部坡口焊接在一起。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。